Question

【題目】乙酸乙酯是一種重要的化工原料，廣泛用于藥物染料、香料等工業(yè)。查閱資料得到下列數(shù)據(jù)：

物質(zhì)	沸點/℃	密度/	相對分子質(zhì)量	水溶性
乙醇	78.0	0.8	46	互溶
乙酸	118.0	1.1	60	可溶
乙酸乙酯	77.5	0.9	88	微溶
乙醚	34.6℃	0.7	74	微溶
濃硫酸(98%)	338.0	1.8	98	易溶
無水氯化鈣	可與乙醇形成難溶于水的CaCl2·6C2H5OH

請回答以下問題：

(1)實驗室常用下圖裝置來制備乙酸乙酯。

①配制反應(yīng)混合液時，乙醇、冰醋酸和濃硫酸的混合順序是________；濃硫酸對反應(yīng)有催化作用，但加入的濃硫酸不能太多也不能太少，原因是________。

②防止加熱時液體暴沸，需要在試管加入碎瓷片，如果加熱一段時間后發(fā)現(xiàn)忘記了加碎瓷片，應(yīng)該采取的正確操作是________。

A．立即補加 B．冷卻后補加 C．不需補加 D．重新配料

③實驗中飽和碳酸鈉溶液的作用是________。

(2)產(chǎn)品純化。分液法從試管B中分離出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水，首先向乙酸乙酯中加入無水氯化鈣，除去________(填名稱)；然后再加入無水硫酸鈉除去水，最后進行________(填操作名稱)，得到較純凈的乙酸乙酯。

(3)該實驗中用30 g乙酸與46 g乙醇反應(yīng)，如果實際得到的乙酸乙酯的質(zhì)量是30.8 g，則該實驗中乙酸乙酯的產(chǎn)率是________。(產(chǎn)率指的是某種生成物的實際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量的比值)

(4)另一化學小組設(shè)計下圖所示的裝置制取乙酸乙酯(鐵架臺、鐵夾、加熱裝置均已略去)。此裝置和上圖裝置相比的優(yōu)點是________(寫出一條即可)。

Answer 1

【答案】乙醇、濃硫酸、冰醋酸 濃硫酸能夠吸收反應(yīng)產(chǎn)生的水，使平衡正向移動，提高乙酸乙酯的產(chǎn)率；濃硫酸同時具有強氧化性和脫水性，會使有機物碳化，降低酯的產(chǎn)率，因此濃硫酸不能過少，也不能過多 B 溶解乙醇；反應(yīng)消耗乙酸；降低乙酸乙酯的溶解度 乙醇 蒸餾 70.0% 能夠控制反應(yīng)溫度，減少副反應(yīng)的發(fā)生

【解析】

(1)①為防止酸液飛濺，應(yīng)先加入乙醇，然后再加入濃硫酸和乙酸；根據(jù)濃硫酸的作用分析判斷；

②從實驗安全角度分析判斷；

③根據(jù)加熱時乙醇、乙酸易揮發(fā)，且乙酸乙酯的沸點比較低，結(jié)合物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)及分離提純的目的解答；

(2)根據(jù)無水氯化鈣可與乙醇形成難溶于水的CaCl2·6C2H5OH分析；

(3)先計算乙酸、乙醇的物質(zhì)的量，利用二者反應(yīng)關(guān)系計算理論上乙酸乙酯的產(chǎn)量，最后根據(jù)產(chǎn)率的含義計算乙酸乙酯的產(chǎn)率；

(4)裝置中使用了溫度計，可控制反應(yīng)溫度，能夠減少副反應(yīng)的發(fā)生。

(1)①濃硫酸遇乙醇會放出大量熱，由于乙醇的密度比硫酸小，為防止酸滴飛濺，應(yīng)先加入乙醇，然后沿器壁緩緩加入濃硫酸，并用玻璃塞不斷攪拌，使熱量迅速擴散，當混合溶液冷卻后再加入乙酸，如先加濃硫酸就會出現(xiàn)酸液飛濺現(xiàn)象，故加入物質(zhì)的先后順序是乙醇、濃硫酸、乙酸；在該反應(yīng)中濃硫酸的作用是催化劑和吸水劑，由于該進行的比較緩慢，且反應(yīng)是可逆反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生水，為了提高反應(yīng)速率，同時提高乙酸乙酯的產(chǎn)率，要加入一定量的濃硫酸作催化劑，并在加熱條件下進行；但由于濃硫酸同時具有強的氧化性和脫水性，若濃硫酸加入量過多，在加熱時會將有機物脫水碳化，也不利用反應(yīng)的發(fā)生，因此濃硫酸不能太多；

②為防止加熱時液體暴沸，需要在試管加入碎瓷片，如果加熱一段時間后發(fā)現(xiàn)忘記了加碎瓷片，應(yīng)該采取的正確操作是冷卻后補加，故合理選項是B；

③在實驗中，反應(yīng)產(chǎn)生的乙酸乙酯及揮發(fā)的乙醇和乙酸都通過導(dǎo)氣管進入到盛有飽和碳酸鈉溶液的試管中，飽和碳酸鈉溶液的作用是溶解乙醇；反應(yīng)消耗乙酸；降低乙酸乙酯的溶解度；

(2)分液法從試管B中分離出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水，首先向乙酸乙酯中加入無水氯化鈣，無水氯化鈣與乙醇反應(yīng)產(chǎn)生CaCl2·6C2H5OH，可以達到除去其中含有的乙醇的目的；然后再加入無水硫酸鈉除去水，最后進行根據(jù)乙酸乙酯與乙醚沸點的不同，采用蒸餾方法分離得到乙酸乙酯；

(3)30 g乙酸的物質(zhì)的量是n(CH3COOH)=30 g÷60 g/mol=0.5 mol，46 g乙醇的物質(zhì)的量n(C2H5OH)=46 g÷46 g/mol=1 mol，由于二者反應(yīng)的物質(zhì)的量的比是1：1，所以反應(yīng)產(chǎn)生乙酸乙酯要根據(jù)不足量的乙酸計算，反應(yīng)產(chǎn)生的乙酸乙酯的物質(zhì)的量n(乙酸乙酯)=0.5 mol，其質(zhì)量m(乙酸乙酯)=0.5 mol×88 g/mol=44 g，實際得到的乙酸乙酯的質(zhì)量是30.8 g，則該實驗中乙酸乙酯的產(chǎn)率是：×100%=70.0%；

(4)根據(jù)裝置圖可知：該裝置中使用了溫度計，可控制反應(yīng)溫度，能夠減少副反應(yīng)的發(fā)生，從而可提高物質(zhì)的產(chǎn)率。