题目内容
【题目】乙酸丁酯是重要的化工原料,具有水果香味。实验室制备乙酸丁酯的反应、装置示意图
和有关信息如下:
乙酸 | 正丁醇 | 乙酸丁酯 | |
熔点/℃ | 16.6 | -89.5 | -73.5 |
沸点/℃ | 117.9 | 117 | 126.0 |
密度/g·cm-3 | 1.1 | 0.80 | 0.88 |
(1)乙酸丁酯粗产品的制备
在干燥的50 mL圆底烧瓶中,装入沸石,加入12.0 mL正丁醇和16.0 mL冰醋酸(过量),再加3~4滴浓硫酸。然后再安装分水器(作用:实验过程中不断分离除去反应生成的水)、冷凝管,然后小火加热。将烧瓶中反应后的混合物冷却与分水器的酯层合并。装置中冷水应从(填“a”或“b”)口通入;通过分水器不断分离除去反应生成的水的目的是。
(2)乙酸丁酯的精制
将乙酸丁酯粗产品用如下的操作进行精制:①水洗、②蒸馏、③用无水MgSO4干燥、④用10%碳酸钠洗涤。
①正确的操作步骤是(填标号)。
A.①②③④ B.③①④② C.④①③② D.③④①②
②在乙酸丁酯的精制中,用10%碳酸钠洗涤的主要目是。
③在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后(填标号)。
a.直接将乙酸丁酯从分液漏斗的上口倒出
b.直接将乙酸丁酯从分液漏斗的下口放出
c.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸丁酯从下口放出
d.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸丁酯从上口倒出
(3)计算产率
测量分水器内由乙酸与丁醇反应生成的水体积为1.8 mL,假设在制取乙酸丁酯过程中反应
物和生成物没有损失,且忽略副反应,乙酸丁酯的产率为。
【答案】
(1)b;分离生成的水,使平衡正向移动,提高反应产率
(2)C;洗掉浓硫酸和过量的乙酸;d
(3)77.1%
【解析】解:(1)冷凝管冷却时,采用逆流冷却的效果好,所以冷水从b进,生成乙酸丁酯的反应为可逆反应,生成物有水,分离生成的水,使平衡正向移动,提高反应产率,所以要通过分水器不断分离除去反应生成的水,
所以答案是:b;分离生成的水,使平衡正向移动,提高反应产率;
(2)①因为正丁醇和乙酸都具有挥发性,所以制取的酯中含有正丁醇和乙酸,第一步水洗除去酯中的正丁醇和乙酸;第二步用10%碳酸钠洗涤除去乙酸;第三步用水洗涤除去碳酸钠溶液;第四步用无水硫酸镁干燥除去水;第五步蒸馏,制得较纯净的酯,
故选C;
②制备乙酸丁酯时常用饱和碳酸钠溶液,目的是中和挥发出来的乙酸,使之转化为乙酸钠溶于水中,便于闻乙酸丁酯的香味,溶解挥发出来的乙醇;降低乙酸丁酯在水中的溶解度,便于分层得到酯,
所以答案是:除去产品中含有的乙酸、硫酸等杂质;
③由于酯的密度比水小,二者互不相溶,因此水在下层,酯在上层;分液时,要先将水层从分液漏斗的下口放出,待到两层液体界面时关闭分液漏斗的活塞,再将乙酸异戊酯从上口放出,所以正确的为d,
故选d;
(3)12.0mL正丁醇的质量为12.0mL×0.8g/mL=9.6g,设12.0mL正丁醇理论上生成酯物质的量为x,
根据反应CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
74g 116g 18g
9.6g xg