Question

【題目】已知下列數(shù)據(jù)：

某學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯的主要步驟如下：

①配制2 mL濃硫酸、3 mL乙醇(含18O)和2 mL乙酸的混合溶液。

②按圖連接好裝置(裝置氣密性良好)并加入混合液，用小火均勻加熱3～5 min。

③待試管乙收集到一定量產(chǎn)物后停止加熱，撤出試管乙并用力振蕩，然后靜置待分層。

④分離出乙酸乙酯，洗滌、干燥。

(1)配制①中混合溶液的方法為____________；反應(yīng)中濃硫酸的作用是________________；寫出制取乙酸乙酯的化學(xué)方程式：____________。

(2)上述實(shí)驗(yàn)中飽和碳酸鈉溶液的作用是(填字母)_________。

A．中和乙酸和乙醇 B．中和乙酸并吸收乙醇

C．減少乙酸乙酯的溶解 D．加速酯的生成，提高其產(chǎn)率

(3)步驟②中需要小火均勻加熱，其主要理由是_______；步驟③所觀察到的現(xiàn)象是_________；欲將乙試管中的物質(zhì)分離以得到乙酸乙酯，必須使用的儀器有________；分離時(shí)，乙酸乙酯應(yīng)從儀器________________(填“下口放”或“上口倒”)出。

(4)該同學(xué)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，得出乙醇與乙酸的用量和得到的乙酸乙酯生成量如下表：

表中數(shù)據(jù)x的范圍是__________________；實(shí)驗(yàn)①②⑤探究的是_____________。

Answer 1

【答案】將濃H2SO4加入乙醇中，邊加邊振蕩，然后加入乙酸(或先將乙醇與乙酸混合后再加濃硫酸并在加入過(guò)程中不斷振蕩) 催化劑、吸水劑 CH3COOH＋CH3CH2OHCH3CO18OCH2CH3＋H2O BC 大火加熱會(huì)導(dǎo)致大量的原料氣化而損失 液體分層，上層為無(wú)色有香味液體，下層為淺紅色液體，振蕩后下層液體顏色變淺 分液漏斗 上口倒 1.57～1.76 增加乙醇或乙酸的用量對(duì)酯的產(chǎn)量的影響

【解析】

(1).濃硫酸的密度大于乙醇、乙酸，混合時(shí)要把硫酸加入乙醇、乙酸中；酯化反應(yīng)的機(jī)理是酸脫羥基醇脫氫，故生成的酯中含有18O；

(2)飽和碳酸鈉溶液可除去混入乙酸乙酯中的乙酸，溶解乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度并有利于液體分層。

(3)乙酸、乙醇易揮發(fā)；乙酸乙酯是密度比水小的油狀液體，難溶于水，有香味；用分液法分離互不相溶的液體；

(4)增加乙醇的量，平衡正向移動(dòng)；②⑤與①相比增加了1mL 乙醇或乙酸；

(1)混合時(shí)濃硫酸相當(dāng)于被稀釋，故應(yīng)將濃H2SO4加入乙醇中，然后加入乙酸，也可先將乙醇與乙酸混合好后再加入濃硫酸；因酯化反應(yīng)速率慢且為可逆反應(yīng)，使用濃硫酸可加快酯化反應(yīng)的速率，濃硫酸具有吸水性，并有利于平衡向生成酯的方向移動(dòng)；乙酸、乙醇在濃硫酸作用下生成乙酸乙酯和水，根據(jù)酯化反應(yīng)的機(jī)理是酸脫羥基醇脫氫，故生成的酯中含有18O，反應(yīng)的方程式是CH3COOH＋CH3CH2OH CH3CO18OCH2CH3＋H2O；

(2) 飽和碳酸鈉溶液可除去混入乙酸乙酯中的乙酸，溶解乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度并有利于液體分層，故選BC；

(3)由表中數(shù)據(jù)知乙醇的沸點(diǎn)(78.0 ℃)與乙酸乙酯的沸點(diǎn)(77.5 ℃)很接近，若用大火加熱，大量的乙醇會(huì)被蒸發(fā)出來(lái)，導(dǎo)致原料的大量損失；酯的密度小于水的密度，故上層為油狀有香味的無(wú)色液體，因有一定量的乙酸氣化，進(jìn)入乙中與Na2CO3反應(yīng)，故下層液體紅色變淺；將分層的液體分離開必須使用分液漏斗，分液時(shí)上層液體應(yīng)從上口倒出；

(4) 增加乙醇的量，平衡正向移動(dòng)，所以數(shù)據(jù)x的范圍是1.57～1.76；②⑤與①相比增加了1mL 乙醇或乙酸，實(shí)驗(yàn)①②⑤探究的是乙醇、乙酸用量的改變對(duì)酯產(chǎn)率的影響情況，分析三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知，增加乙醇、乙酸的用量，酯的生成量均會(huì)增加。