Question

（14分）乙酸乙酯是重要的有机合成中间体，广泛应用于化学工业．实验室利用下图A装置制备乙酸乙酯．

（1）若实验中用乙酸和含¹⁸O的乙醇作用，该反应的化学方程式是：      
与教材采用的实验装置不同，此装置中采用了球形干燥管，其作用是       ．
（2）为了证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸水剂的作用，某同学利用上图所示装置进行了以下4个实验．实验开始先用酒精灯微热3min，再加热使之微微沸腾3min．实验结束后充分振荡小试管Ⅱ再测有机层的厚度，实验记录如下：

实验编号	试管Ⅰ中试剂	试管Ⅱ中试剂	有机层的厚度/cm
A	2mL乙醇、1mL乙酸、 1mL18mol?L-1 浓硫酸	饱和Na2CO3溶液	3.0
B	2mL乙醇、1mL乙酸		0.1
C	2mL乙醇、1mL乙酸、 3mL 2mol?L-1H2SO4		0.6
D	2mL乙醇、1mL乙酸、盐酸		0.6

①实验D的目的是与实验C相对照，证明H⁺对酯化反应具有催化作用．实验D中应加入盐酸的体积和浓度分别是    mL和     mol?L^-1．
②分析实验    （填实验编号）的数据，可以推测出浓H₂SO₄的吸水性提高了乙酸乙酯的产率．
（3）若现有乙酸90g，乙醇138g发生酯化反应得到88g乙酸乙酯，试计算该反应的产率为         ．
（4）现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品，如图是分离操作步骤流程图．图中（ ）内为适当的试剂，【 】内为适当的分离方法．

①试剂a是         ；分离方法②是         ，分离方法③是      ．分离方法①是分液，在具体操作中应充分振荡，然后静置，待分层后       （填标号），
A．直接将乙酸乙酯从分液漏斗上口倒出  
B．直接将乙酸乙酯从分液漏斗下口放出
C．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸乙酯从下口放出
D．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸乙酯从上口放出
②在得到的A中加入无水碳酸钠粉末，振荡，目的是                    ．
（5）为充分利用反应物，甲、乙两位同学分别设计了上面图中甲、乙两个装置（乙同学待反应完毕冷却后，再用饱和碳酸钠溶液提取烧瓶中的产物）．你认为最合理的是         

Answer 1

（1）CH₃COOH+CH₃CH₂¹⁸OHCH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O
冷凝和防止倒吸；（2）① 3； 4 ；② AC ；  
（3） 66.7% ；（4） ①饱和Na₂CO₃溶液；蒸馏； 蒸馏；D；②除去乙酸乙酯中混有的少量水（或干燥）；（5）乙。

解析试题分析：（1）若实验中用乙酸和含¹⁸O的乙醇作用，该反应的化学方程式是：CH₃COOH+ CH₃CH₂¹⁸OH CH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O；与教材采用的实验装置不同，此装置中采用了球形干燥管，其作用是冷凝和防止倒吸；（2）①实验D的目的是与实验C相对照，证明H⁺对酯化反应具有催化作用．由于在实验C中使用的硫酸是3mL 2mol?L^-1，为了使条件与C相同，所以在实验D中应加入一元强酸盐酸的体积和浓度分别是3mL和4mol?L^-1。②分析实验A、C 可知：其它条件相同只有硫酸的浓度不同，结构使用浓硫酸反应产生的酯多，说明浓H₂SO₄的吸水性提高了乙酸乙酯的产率；（3）n(乙酸)=90g÷60g/mol=1.5mol，n(乙醇)=138g÷46g/mol=3mol,由于乙醇过量，所以应该按照乙酸来计算得到的酯的质量。n(乙酸乙酯)=88g÷88g/mol=1mol，则该反应的产率为_1mol÷1.5mol)×100%=66.7%。（4）①试剂a是饱和Na₂CO₃溶液，通过分液分离得到：A是乙酸乙酯；B是含有乙醇、乙酸钠、碳酸钠的溶液；向乙酸乙酯中加入碳酸钠固体除去其中少量的水，然后过滤得到纯净的乙酸乙酯；将B蒸馏可以得到E:乙醇;溶液是乙酸钠、碳酸钠的溶液；向其中加入浓硫酸，得到乙酸、硫酸钠的混合物，利用二者沸点的不同，通过蒸馏就可以得到乙酸。分离方法①是分液，在具体操作中应充分振荡，然后静置，待分层后先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸乙酯从上口放出，故选项是D．②在得到的A中加入无水碳酸钠粉末，振荡，目的是除去乙酸乙酯中混有的少量水（或干燥）；（5）为充分利用反应物，甲、乙两位同学分别设计了上面图中甲、乙两个装置（乙同学待反应完毕冷却后，再用饱和碳酸钠溶液提取烧瓶中的产物）．由于甲中未发生反应的乙酸乙醇都随着产生的酯挥发出去，所以物质的利用率降低，而乙都回流到反应装置，从而利用率大大提高，所以我认为最合理的是乙。
考点：考查实验室制取乙酸乙酯的反应原理、实验操作、混合物的分离、原料的利用率等知识。