Question

实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯．有关物质的相关数据如下表．

化合物	相对分子质量	密度/g?cm-3	沸点/℃	溶解度/100g水
正丁醇	74	0.80	118.0	9
冰醋酸	60	1.045	118.1	互溶
乙酸正丁酯	116	0.882	126.1	0.7

请回答有关问题．
I乙酸正丁酯粗产品的制备
在三孔圆底烧瓶中装入沸石，加入18.5mL正丁醇和15.4mL冰醋酸（稍过量），再加3～4滴浓硫酸．然后安装分水器（作用：实验过程中不断分离除去反应生成的水）、温度计及回流冷凝管，加热冷凝回流反应．
（1）本实验过程中可能产生多种有机副产物，请写出其中一种的结构简式

CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃或CH₂=CHCH₂CH₃

．
（2）反应时加热有利于提高酯的产率，但实验发现温度过高酯的产率反而降低，可能的原因是

乙酸、正丁醇都易挥发，温度过高可能使乙酸、正丁醇大量挥发使产率降低，温度过高可能发生副反应使产率降低；

．
Ⅱ乙酸正丁酯粗产品的制备
（1）将圆底烧瓶中的液体转入分液漏斗中，并用饱和Na₂CO₃溶液洗涤有机层，该步操作的目的是

溶解正丁醇；中和乙酸；降低乙酸正丁酯的溶解度，便于分层析出；

．
（2）将酯层采用如图1所示装置蒸馏．
①图2中仪器A、B的名称分别为

蒸馏烧瓶、冷凝管

．
②蒸馏收集乙酸正丁酯产品时，应将温度控制在

126.1℃

左右．
Ⅲ计算产率
称量制得的乙酸正丁酯的质量为13.92g，则乙酸正丁酯的产率为

60%

．

Answer 1

分析：I（1）醇在一定条件下能发生分子内或分子间脱水生成醚或烯烃；
（2）从乙酸、正丁醇的沸点角度考虑；反应时，温度过高可能发生副反应使产率降低；
Ⅱ（1）实验室里用饱和碳酸钠溶液冷却乙酸正丁酯的原因：除去乙酸和正丁醇，并降低乙酸正丁酯的溶解度，增大水的密度，使酯浮于水面，容易分层析出，便于分离；
（2）①蒸馏烧瓶常用于分离沸点不同的液体混合物；冷凝管能冷却蒸汽；
②根据乙酸正丁酯的沸点解答；
Ⅲ先根据酸的量计算理论上酯的量，再根据水的量计算酯的量，实际上酯的量与理论值之比即为酯的产率；

解答：解：I（1）醇在一定条件下能发生分子内或分子间脱水生成醚或烯烃，所以该条件下，正丁醇能发生分子间脱水形成醚CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃，也能形成分子内脱水生成正丁烯CH₂=CHCH₂CH₃．
故答案为：CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃或CH₂=CHCH₂CH₃；
（2）实验发现温度过高，乙酸正丁酯的产率反而降低，是由于乙酸、正丁醇都易挥发，使产率降低，或因温度过高可能发生副反应使产率降低，如正丁醇在140℃，在浓硫酸催化下发生分子间脱水形成醚CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃，
故答案为：乙酸、正丁醇都易挥发，温度过高可能使乙酸、正丁醇大量挥发使产率降低，温度过高可能发生副反应使产率降低；
Ⅱ（1）制备乙酸正丁酯时常用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸正丁酯，主要是利用了乙酸正丁酯难溶于饱和碳酸钠，正丁醇与水混溶，乙酸能被碳酸钠吸收，易于除去杂质，
故答案为：溶解正丁醇；中和乙酸；降低乙酸正丁酯的溶解度，便于分层析出；
（2）①蒸馏烧瓶能将液体变成蒸气，把蒸汽引出，再经过冷凝管，冷凝管是双层玻璃管，它能使蒸气，冷却后就变成纯度较高的乙酸正丁酯，
故答案为：蒸馏烧瓶、冷凝管；
②乙酸正丁酯的沸点为126.1℃，所以蒸馏收集乙酸正丁酯产品时，应将温度控制在126.1℃左右，
故答案为：126.1℃；
Ⅲ．正丁醇的质量=0.8 g/mL×18.5mL=14.8g；冰醋酸的质量=1.045g/mL×15.4mL=16.093g；
先根据方程式判断哪种物质过量，以不足量的为标准进行计算．
理论上14.8g正丁醇完全反应生成酯的质量为xg，需乙酸的质量是yg．
乙酸和正丁醇的反应方程式为CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OH

浓硫酸

加热

CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O
                              60g     74g              116g            18g
                               yg      14.8g              xg
                                                          
所以x=23.2  y=12g＜16.093g   所以乙酸过量，乙酸正丁酯的产率=

13.92

23.2

×100%=60%．
故答案为：60%．

点评：本题考查乙酸乙酯的制备，比较综合，题目难度较大，注意相关基础知识的积累．