题目内容
【题目】乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素质的成分之一,具有香蕉的香味,实验室制备乙酸异戊酯的反应装置示意图和有关数据如下:
+H2O
相对原子质量 | 密度/(g.cm-3) | 沸点/℃ | 水中溶解性 | |
异戊醇 | 88 | 0.8123 | 131 | 微溶 |
乙酸 | 60 | 1.0492 | 118 | 溶 |
乙酸异戊酯 | 130 | 0.8670 | 142 | 难溶 |
实验步骤:
在A中加入4.4g的异戊醇,6.0g的乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A,回流50分钟,反应液冷至室温后,倒入分液漏斗中,分别用少量水,饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤,分出的产物加入少量无水硫酸镁固体,静置片刻,过滤除去硫酸镁固体,,进行蒸馏纯化,收集140~143℃馏分,得乙酸异戊酯3.9g。回答下列问题:
(1)装置B的名称是:___。
(2)该反应中浓硫酸的作用___,若反应产物水分子中有同位素18O,写出能表示反应前后18O位置的化学方程式___。
(3)如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,应该采取的正确操作___。
(4)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是:___;第二次水洗的主要目的是:___。
(5)本实验中加入过量乙酸的目的是:___。
(6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是:___(填标号)
(7)本实验的产率是___。
A.30℅ B.40℅ C.50℅ D.60℅
(8)在进行蒸馏操作时,若从130℃开始收集馏分,产率偏___(填高或者低)原因是___。
【答案】球形冷凝管 催化剂,吸水剂 冷却后补加 洗掉大部分硫酸和醋酸 洗掉碳酸氢钠 提高醇的转化率 b D 高 会收集少量未反应的异戊醇
【解析】
在装置A中加入反应混合物和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A,利用冷凝管冷凝回流50分钟,反应液冷至室温后,倒入分液漏斗中,先用少量水洗掉大部分硫酸和醋酸,再用水洗涤碳酸氢钠溶液,分出的产物加入少量无水硫酸镁固体作干燥剂,静置片刻,过滤除去硫酸镁固体,进行蒸馏纯化,收集140~143℃馏分,得乙酸异戊酯,还考查了反应物转化率的提高方法,同时进行产率的计算有误差分析。
(1)根据B的形状和用途,装置B的名称是:球形冷凝管,
故答案为:球形冷凝管。
(2)酯化反应是可逆反应,浓硫酸吸水减小生成物的浓度可以使平衡正向移动,该反应中浓硫酸的作用催化剂,吸水剂;酯化反应是酸脱羟基醇脱氢,若反应产物水分子中有同位素18O,能表示反应前后18O位置的化学方程式。
故答案为:催化剂,吸水剂;;
(3)如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,应该采取的正确操作冷却后补加,故答案为:冷却后补加;
(2)反应后的溶液要经过多次洗涤,在洗涤操作中,第一次洗涤的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和醋酸;第一步中饱和碳酸氢钠溶液既可以除去未洗净的醋酸,也可以降低酯的溶解度,但第一步洗涤后生成的酯中混有碳酸氢钠,所以第二次水洗,主要目的是除去产品中残留的碳酸氢钠,
故答案为:洗掉大部分硫酸和醋酸;洗掉碳酸氢钠;
(5)本实验中加入过量乙酸的目的是:酯化反应是可逆反应,增大反应物的浓度可以使平衡正向移动;增加一种反应物的浓度,可以使另一种反应物的转化率提高,因此本实验中加入过量乙酸的目的是提高转化率,
故答案为:提高醇的转化率;
(6)在蒸馏操作中,温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶的支管口处,所以ad错误;c中使用的是球形冷凝管容易使产品滞留,不能全部收集到锥形瓶中,因此仪器及装置安装正确的是b,
故答案为:b;
(7)乙酸的物质的量为:n= =0.1mol,异戊醇的物质的量为:n=
=0.05mol,由于乙酸和异戊醇是按照1:1进行反应,所以乙酸过量,生成乙酸异戊酯的量要按照异戊醇的物质的量计算,即理论上生成0.05mol乙酸异戊酯;实际上生成的乙酸异戊酯的物质的量为=
=0.03mol,所以实验中乙酸异戊酯的产率为:
×100%=60%,
故答案为:D;
(8)在进行蒸馏操作时,若从130℃便开始收集馏分此时的蒸气中含有异戊醇,会收集少量的未反应的异戊醇,因此会导致产率偏高,
故答案为:高;会收集少量未反应的异戊醇。
