题目内容
【题目】实验室制乙酸乙酯得主要装置如图A所示，主要步骤①在a试管中按2∶3∶2的体积比配制浓硫酸、乙醇、乙酸的混合物；②按A图连接装置，使产生的蒸气经导管通到b试管所盛的饱和碳酸钠溶液(加入几滴酚酞试液)中；③小火加热a试管中的混合液；④等b试管中收集到约2 mL产物时停止加热。撤下b试管并用力振荡，然后静置待其中液体分层；⑤分离出纯净的乙酸乙酯。
请回答下列问题：
(1) 步骤④中可观察到b试管中有细小的气泡冒出，写出该反应的离子方程式：___。
(2) A装置中使用球形管除起到冷凝作用外，另一重要作用是___，步骤⑤中分离乙酸乙酯必须使用的一种仪器是___。
(3) 为证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸水剂的作用，某同学利用如图A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b再测有机层的厚度，实验记录如下：
实验 编号 | 试管a中试剂 | 试管b中试剂 | 测得有机层的厚度/cm |
A | 3 mL乙醇、2 mL乙酸、1mL 18mol·L-1浓硫酸 | 饱和Na2CO3溶液 | 5.0 |
B | 3 mL乙醇、2 mL乙酸 | 0.1 | |
C | 3 mL乙醇、2 mL乙酸、6 mL 3mol·L-1H2SO4 | 1.2 | |
D | 3 mL乙醇、2 mL乙酸、盐酸 | 1.2 |
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。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。浓硫酸的吸水性能够提高乙酸乙酯产率的原因是___。
③加热有利于提高乙酸乙酯的产率，但实验发现温度过高乙酸乙酯的产率反而降低，可能的原因是___。
④分离出乙酸乙酯层后，经过洗涤，为了干燥乙酸乙酯可选用的干燥剂为__ (填字母)。
A.P2O5B.无水Na2SO4C.碱石灰D.NaOH固体
【答案】 2CH3COOH+CO32-
2CH3COO-+H2O+CO2↑ 防止倒吸 分液漏斗 6 6 AC 浓硫酸可以吸收酯化反应中生成的水，降低了生成物浓度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动 大量乙酸、乙醇未经反应就脱离反应体系(或温度过高发生其他反应) B
【解析】(1)碳酸钠与醋酸反应生成二氧化碳气体。
(2)A装置中使用球形管除起到冷凝作用外,球形结构可防止液体倒吸；步骤⑤中乙酸乙酯与碳酸钠溶液分层,利用分液法分离。
(3)①对比实验关键是要采用控制变量，即控制一个变量，其它条件不变。
②分析使用浓硫酸和稀硫酸的实验,比较哪种条件下生成的乙酸乙酯多。
③乙酸、乙醇易挥发，温度过高会发生其它反应，据此回答。
④根据乙酸乙酯能够在酸性条件下、碱性条件下发生水解反应的性质进行分析。
(1)步骤④中可观察到b试管中有细小的气泡冒出，该反应的离子方程式为2CH3COOH+CO32-
2CH3COO-+H2O+CO2↑；正确答案: 2CH3COOH+CO32-2CH3COO-+H2O+CO2↑。
(2)A装置中使用球形管除起到冷凝作用外,另一重要作用是防止倒吸；步骤⑤中分离乙酸乙酯必须使用的一种仪器是分液漏斗；正确答案:防止倒吸；分液漏斗。
(3)①本题是研究实验D与实验C相对照,证明氢离子对酯化反应具有催化作用的条件,题中采用了一个变量,实验C中3mol·L-1H2SO4,实验D盐酸,所以达到实验目的,实验D与实验C中氢离子的浓度一样,实验C中3 mL乙醇、2 mL乙酸、6 mL 3mol·L-1H2SO4；实验D中：3 mL乙醇、2 mL乙酸、盐酸要保证溶液体积一致,才能保证乙醇、乙酸的浓度不变,盐酸体积为6mL,实验D与实验C中H+的浓度一样,所以盐酸的浓度为6mol·L-1；正确答案：6，6。
②对照实验A和C可以知道:试管Ⅰ中试剂实验A中使用1mL 18mol·L-1浓硫酸，生成的乙酸乙酯比C中生成的乙酸乙酯大很多,说明浓硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的产率；正确答案:AC，浓硫酸可以吸收酯化反应中生成的水，降低了生成物浓度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动。
③乙酸、乙醇易挥发,温度过高大量乙酸、乙醇未经反应就脱离反应体系,且温度过高发生其他反应,导致产率降低；正确答案:大量乙酸、乙醇未经反应就脱离反应体系或温度过高发生其它反应。
④P2O5遇水能生成磷酸，乙酸乙酯在酸性条件下会发生水解，不能用P2O5干燥乙酸乙酯，A错误；无水硫酸钠吸水形成硫酸钠结晶水合物，无水硫酸钠和乙酸乙酯不反应，用无水硫酸钠除去乙酸乙酯中少量的水，B正确；碱石灰属于碱性干燥剂，乙酸乙酯在碱性条件下会发生水解，不能用碱石灰干燥乙酸乙酯，C错误；NaOH固体是强碱，乙酸乙酯在碱性条件下会发生水解，不能用NaOH固体干燥乙酸乙酯，D错误；正确选项B。
