Question

2．某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用如圖甲所示裝置制取乙酸乙酯．

（1）請(qǐng)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡解釋濃硫酸在酯化反應(yīng)中的作用濃硫酸作催化劑，加快反應(yīng)速率，濃硫酸作吸水劑，吸收反應(yīng)生成的水，使平衡右移，增加乙酸乙酯產(chǎn)率
（2）裝置中通蒸汽的導(dǎo)管只能插到飽和碳酸鈉溶液的液面上，其原因是防倒吸
（3）進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)加入少量碎瓷片，目的是防暴沸
（4）隨著溫度升高，乙酸乙酯產(chǎn)率不斷降低，其原因是該反應(yīng)放熱，乙酸和乙醇不斷揮發(fā)，反應(yīng)物利用率下降，故乙酸乙酯產(chǎn)率降低
（5）工業(yè)上分離粗產(chǎn)品中的乙醇、乙酸、乙酸乙酯，其流程圖如下：

則試劑a是：飽和碳酸鈉溶液，方法Ⅰ是分液，方法Ⅱ是蒸餾，
試劑b是濃硫酸，方法Ⅲ是蒸餾
（6）有甲、乙、丙三位同學(xué)，分別將乙酸與乙醇反應(yīng)得到的酯（未用飽和Na₂CO₃溶液承接）提純，在未用指示劑的情況下，他們都是先加NaOH中和過量的酸，然后用蒸餾法將酯分離出來．但他們的結(jié)果卻不同：①甲得到了不溶于水的中性酯；②乙得到顯酸性的酯的混合物；③丙得到大量水溶性物質(zhì)．試分析產(chǎn)生上述各種現(xiàn)象的原因：甲同學(xué)加入的堿正好將過量的酸中和，所以蒸餾后得到中性酯②乙同學(xué)加入堿量不足，所以蒸餾出來的有過量的酸，得到顯酸性的酯的混合物③丙同學(xué)加入的堿過量使生成的酯已經(jīng)水解為可溶性的醇和鈉鹽
（7）某同學(xué)后來改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)裝置，如圖乙所示，其中，圖乙中a裝置的優(yōu)點(diǎn)是使乙酸和乙醇冷卻，回到容器中繼續(xù)反應(yīng)，提高反應(yīng)物利用率．

Answer 1

分析 （1）乙酸與乙醇在濃硫酸作用下加熱發(fā)生酯化反應(yīng)，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，濃硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移動(dòng)；
（2）導(dǎo)管伸入液面下可能發(fā)生倒吸；
（3）進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)時(shí)，乙酸、乙醇沸點(diǎn)低，易暴沸，加入少量碎瓷片，目的是防暴沸；
（4）產(chǎn)率很低的原因有：乙酸和乙醇容易揮發(fā)，溫度過高原料來不及反應(yīng)就被蒸出；
（5）分離粗產(chǎn)品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物，加入飽和碳酸鈉溶液，乙酸乙酯不溶于飽和碳酸鈉，采用分液的方法即可，水層中的乙酸鈉要用硫酸反應(yīng)得到乙酸，再蒸餾得到乙酸；
（6）根據(jù)NaOH能與酸、酯發(fā)生反應(yīng)以及NaOH量的不同反應(yīng)進(jìn)行的程度不同進(jìn)行解答；
（7）圖乙改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，a裝置的優(yōu)點(diǎn)是使乙酸和乙醇冷卻，回到容器中繼續(xù)反應(yīng)，提高反應(yīng)物利用率．

解答 解：（1）乙酸與乙醇在濃硫酸作用下加熱發(fā)生酯化反應(yīng)：CH₃COOH+H¹⁸OCH₂CH₃CH₃CO¹⁸OCH₂CH₃+H₂O，生成乙酸乙酯和水，
濃硫酸作催化劑，加快反應(yīng)速率，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，濃硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移動(dòng)，增加乙酸乙酯產(chǎn)率，
故答案為：濃硫酸作催化劑，加快反應(yīng)速率；濃硫酸作吸水劑，吸收反應(yīng)生成的水，使平衡右移，增加乙酸乙酯產(chǎn)率；
（2）試管受熱不均，右端試管中的導(dǎo)管伸入液面下可能發(fā)生倒吸，導(dǎo)管要插在飽和碳酸鈉溶液的液面上，不能插入溶液中，目的是防止碳酸鈉液體倒吸，便于乙酸乙酯流出，
故答案為：防倒吸；  
（3）乙酸、乙醇沸點(diǎn)低，易暴沸，碎瓷片表面多孔，能引入汽化中心，防止液體暴沸，
故答案為：防暴沸；
（4）該反應(yīng)放熱，乙酸、乙醇都易揮發(fā)，溫度升高，乙酸和乙醇不斷揮發(fā)，使乙酸乙酯產(chǎn)率降低，
故答案為：該反應(yīng)放熱，乙酸和乙醇不斷揮發(fā)，反應(yīng)物利用率下降，故乙酸乙酯產(chǎn)率降低；
（5）分離粗產(chǎn)品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物，加入飽和碳酸鈉溶液，實(shí)現(xiàn)酯與乙酸和乙醇的分離，分離油層和水層采用分液的方法即可；乙酸鈉與乙醇分離采用蒸餾，分離方法Ⅱ是蒸餾，應(yīng)該使用硫酸將乙酸鈉轉(zhuǎn)化成乙酸，然后通過蒸餾將乙酸分離，
故答案為：飽和Na₂CO₃溶液；分液；蒸餾；濃硫酸；蒸餾；
（6）①甲得到了不溶于水的中性酯，沒有酸，說明所加NaOH溶液恰好中和了過量的酸；
②乙得到顯酸性的酯的混合物，酸有剩余，說明是所加NaOH溶液不足未將酸完全反應(yīng)；
③丙得到大量水溶性物質(zhì)，說明沒有酯，是因?yàn)樗�加NaOH溶液過量，酯發(fā)生水解，
故答案為：①甲同學(xué)加入的堿正好將過量的酸中和，所以蒸餾后得到中性酯 ②乙同學(xué)加入堿量不足，所以蒸餾出來的有過量的酸，得到顯酸性的酯的混合物 ③丙同學(xué)加入的堿過量使生成的酯已經(jīng)水解為可溶性的醇和鈉鹽；
（7）a裝置為冷凝管，能使乙酸和乙醇冷卻，回到容器中繼續(xù)反應(yīng)，提高反應(yīng)物利用率，
故答案為：使乙酸和乙醇冷卻，回到容器中繼續(xù)反應(yīng)，提高反應(yīng)物利用率．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了乙酸乙酯的制備方法及實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)，題目難度中等，注意掌握乙酸乙酯的反應(yīng)原理及實(shí)驗(yàn)室制法，明確正確的實(shí)驗(yàn)操作方法及濃硫酸、飽和碳酸鈉溶液的作用為解答本題的關(guān)鍵，試題有利于提高學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>