题目内容
【题目】如图,用2mL95%的乙醇,3mL无水醋酸,2mL浓H2SO4,制某有机溶剂的反应装置,试管b中加入5mL饱和碳酸钠溶液。连接好装置。用酒精灯对试管a加热,当观察到试管b中有明显现象时停止实验。
(1)在大试管a中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液的方法是:_______________
(2)写出a试管中的主要化学反应的方程式:________________
(3)加入浓H2SO4的作用是_____________________。
(4)实验中球形干燥管除起冷凝作用外,另一个重要作用是___________________________。
(5)试管b中发生的反应_____________________________(离子方程式)
(6)生成乙酸乙酯的反应是可逆反应,反应物不能完全变成生成物,反应一段时间后,就达到了该反应的限度,也即达到化学平衡状态。下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到化学平衡状态的有(填序号)______。
①单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol水
②单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol乙酸
③单位时间里,消耗1mol乙醇,同时消耗1mol乙酸
④正反应的速率与逆反应的速率相等
⑤混合物中各物质的浓度不再变化
(7)现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品,下图是分离操作步骤流程图,图中圆括号表示加入适当的试剂,编号表示适当的分离方法。
①写出各有机物的名称:
A __________________,B ____________________ ,E __________________ 。
②写出加入的试剂:(a)________________,(b)___________________。
③写出有关的操作分离方法:①______________③_________________。
【答案】先往试管中加入乙醇,慢慢加入浓硫酸,冷却后,再加入醋酸 CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O 催化剂、吸水剂 防止倒吸 2CH3COOH + CO32- = 2CH3COO- + H2O +CO2↑ ②④⑤ 乙酸乙酯 乙酸钠、乙醇 乙醇 饱和碳酸钠溶液 硫酸 分液 蒸馏
【解析】
(1)在大试管中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液的方法是先在试管中加入一定量的乙醇,然后边加边振荡试管将浓硫酸慢慢加入试管,最后再加入乙酸;故答案为:先往试管中加入乙醇,慢慢加入浓硫酸,冷却后,再加入醋酸;
(2)乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,同时该反应可逆,反应的方程式为CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O;故答案为:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O;
(3)酯化反应需浓硫酸作催化剂,该反应为可逆反应,浓硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移动;故答案为:催化剂、吸水剂;
(4)a试管受热不均,试管b中的导管伸入液面下可能发生倒吸,球形干燥管由于容积较大,可防止倒吸,故答案为:防止倒吸;
(5)随乙酸乙酯挥发出来的乙酸会与碳酸钠反应,故答案为:2CH3COOH + CO32- = 2CH3COO- + H2O +CO2↑;
(6)①用不同物质的速率表示达到平衡,要求反应方向一正一逆,且速率之比=化学计量数之比,生成1mol乙酸乙酯和1mol水,反应方向都是向正反应方向进行,故①不能说明反应达到平衡状态;
②单位时间里,生成1mol乙酸乙酯,同时生成1mol乙酸,说明正反应速率与逆反应达到相等,反应达到平衡状态;
③单位时间里,消耗1mol乙醇,同时消耗1mol乙酸,均指正反应速率,不能说明正逆反应速率相等,故不能说有反应达到平衡状态;
④正反应的速率与逆反应的速率相等时,可逆反应达到平衡状态;
⑤混合物中各物质的浓度不再变化时,说明可逆反应达到平衡状态;
故答案为:②④⑤;
(7)①由分离流程可知,分离粗产品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物,加入饱和碳酸钠溶液,乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠,采用分液的方法分离,则A为乙酸乙酯,B为水层含有乙醇、乙酸钠,利用蒸馏方法分离出乙醇,水层中的乙酸钠要用硫酸反应得到乙酸,再蒸馏得到乙酸,故E为乙醇,C为乙酸钠,D为乙酸和硫酸钠的混合液;故答案为:乙酸乙酯; 乙酸钠、乙醇;乙醇;
②试剂a是饱和碳酸钠溶液,试剂b将乙酸钠转化为乙酸,且不挥发,则试剂b是硫酸;故答案为:饱和碳酸钠溶液、硫酸;
③由上述分析可知,操作①是分液,操作③是蒸馏;故答案为:分液、蒸馏;