Question

【题目】某学生在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下：①在大试管A中配制反应混合液；②按图甲所示连接装置（装置气密性良好），用小火均匀加热大试管5～10min；③待试管B收集到一定量产物后停止加热，撤去导管并用力振荡，然后静置待分层；④分离出乙酸乙酯层，洗涤、干燥。

已知乙醇可以与氯化钙反应，生成微溶于水的CaCl26C2H5OH；无水硫酸钠易吸水形成硫酸钠结晶水合物。有关试剂的部分数据如下：

物质	熔点/℃	沸点/℃	密度/gcm﹣3
乙醇	﹣117.3	78.5	0.789
乙酸	16.6	117.9	1.05
乙酸乙酯	﹣83.6	77.5	0.90
浓硫酸(98%)		338.0	1.84

(1) 请用同位素18O示踪法确定反应产物水分子中氧原子的提供者，写出能表示18O在反应前后位置变化的化学方程式：_______。

(2)上述实验中饱和Na2CO3溶液的作用是_____________。

(3)写出步骤③中观察到的实验现象______。

(4)分离出乙酸乙酯层后，一般用饱和CaCl2溶液洗涤，通过洗涤可除去的杂质是_____（填名称）；干燥乙酸乙酯可选用的干燥剂为下列四个选项中的_____（填字母）。

a．P2O5 b．无水硫酸钠 c．碱石灰 d．NaOH固体

(5)某化学课外小组设计了图乙所示的装置制取乙酸乙酯（图中铁架台、铁夹、加热装置均已略去），与图甲装置相比，图乙装置的主要优点有___（填字母）。

a．增加了温度计，有利于控制反应温度

b．增加了分液漏斗，能随时补充反应混合液

c．增加了冷凝装置，有利于收集产物

d．反应容器容积大，容纳反应物的量多，反应速率加快

(6)实验中加入乙酸的质量为2.1 g，最终制得1.848 g乙酸乙酯，则乙酸的转化率为_____

Answer 1

【答案】CH3CO18OH+C2H5OHCH3COOC2H5+H218O 中和乙酸，吸收乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度有利于其分层析出； 试管B中的液体分为上下两层，上层为无色油状液体，可闻到水果香味，(振荡有气泡产生) 乙醇 b abc 60%

【解析】

(1)乙酸和乙醇在浓硫酸的催化作用下反应生成乙酸乙酯和水，脱水方式是酸脱羟基醇脱氢；

(2)乙酸具有酸性，能和饱和碳酸钠溶液反应而把被吸收，乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度较小，乙醇能够被溶液中的水吸收；

(3)乙酸乙酯是有香味的无色油状液体，不溶于饱和盐酸钠，密度小于水；

(4)根据乙酸的酸性和乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠分析，干燥乙酸乙酯，用无水硫酸钠除去少量的水，无水硫酸钠吸水形成硫酸钠结晶水合物；

(5)从该装置与传统制备装置的使用的仪器的不同进行增加了温度计、增加反应物、增加了冷凝装置等；

(6)先计算出乙酸的物质的量，根据乙酸乙酯的质量计算反应的乙酸的物质的量，然后根据物质转化率计算公式得到乙酸的转化率。

(1)乙酸和乙醇在浓硫酸的催化作用下反应生成乙酸乙酯和水，反应时酸脱羟基醇脱氢，所以表示脱水方式的反应方程式为：CH3CO18OH+C2H5OHCH3COOC2H5+H218O；

(2)混合物加热时，乙醇和乙酸都挥发，随反应产生的乙酸乙酯进入到试管中，乙酸具有酸性，能和饱和碳酸钠溶液反应而把被吸收，乙醇能溶解在饱和碳酸钠溶液中，乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度较小，易于分离，所以饱和碳酸钠溶液的作用是中和乙酸，吸收乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度有利于其分层析出；

(3)乙酸乙酯是有香味的无色油状液体，不溶于饱和碳酸钠溶液，密度比水小，故③振荡后会观察到试管B中的液体分为上下两层，上层为无色油状液体，可闻到水果香味，下层无色；

(4)乙酸乙酯中混有碳酸钠和乙醇，用饱和食盐水萃取碳酸钠，用氯化钙除去其中的少量乙醇，反应产生CaCl26C2H5OH；用无水硫酸钠除去少量的水，无水硫酸钠吸水形成硫酸钠结晶水合物；不能选择P2O5、碱石灰和NaOH等固体干燥剂，以防乙酸乙酯在酸性(P2O5遇水生成酸)或碱性条件下水解；

(5)a.从该装置与传统制备装置的使用的仪器的不同进行分析，增加了温度计，有利于控制发生装置中反应液的温度，a正确；

b.根据反应的可逆性特点，增加反应物有利于平衡向正方向移动，提高乙酸乙酯的产量，b正确；

c.增加了冷凝装置，有利于收集产物，c正确；

d.反应容器容积大，容纳反应物的量多，但物质的浓度不变，所以化学反应速率不变，d错误；

故合理选项是abc；

(6)乙酸的物质的量为n(乙酸)==0.035mol，反应产生的乙酸乙酯的物质的量为n(乙酸乙酯)==0.021mol，根据反应方程式可知：每有1mol乙酸反应，会产生1mol乙酸乙酯，所以根据乙酸乙酯的物质的量可知反应消耗的乙酸的物质的量是0.021mol，则乙酸的转化率是×100%=60%。