Question

11．乳酸乙酯（2-羟基丙酸乙酯）常用于调制果香型、乳香型食用和酒用香精．为了在实验室制取乳酸乙酯，某研究性学习小组同学首先查阅资料，获得下列信息：
①部分物质的沸点：

物  质	水	乙醇	乳酸	苯	乳酸乙酯
沸点/℃	100	78.4	122	80.10	154

②乳酸乙酯易溶于苯、乙醇；水、乙醇、苯的混合物在64.85℃时，能按一定的比例以共沸物的形式一起蒸发．
该研究性学习小组同学拟采用如图所示（未画全）的主要装置制取乳酸乙酯，其主要实验步骤如下：
第一步：在三颈烧瓶中加入0.1mol无水乳酸、过量的65.0mL无水乙醇、一定量的苯、沸石…；装上油水分离器和冷凝管，缓慢加热回流至反应完全．
第二步：将三颈烧瓶中液体倒入盛有过量某试剂的烧杯中，搅拌并分出有机相后，再用水洗．
第三步：将无水CaCl₂加入到水洗后的产品中，过滤、蒸馏．
（1）第一步操作中，还缺少的试剂是浓硫酸；加入苯的目的是形成水、乙醇、苯共沸物，分离反应生成的水，促进酯化反应正向进行；实验过程中，酯化反应进行完全的标志是油水分离器中液体不再增加．
（2）第二步中证明“水洗”已经完成的实验方案是测定水洗液的pH至7．
（3）第三步可以得到较纯净的乳酸乙酯，为获得更纯净的乳酸乙酯，可采用层析法．
（4）利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为乳酸乙酯，乳酸乙酯分子核磁共振氢谱中有5个峰．

Answer 1

分析 本题是利用乙醇和乳酸的酯化反应制取乳酸乙酯的实验探究，涉及实验原理酯化反应需要浓硫酸作催化剂，且此反应为可逆反应，可以通过减少生成促进平衡正向移动，还考查了酯化进行完全的标志可通过观察生成物的量不再增加来确实，以及反应后混合物分离提纯，最后还根据乳酸乙酯的结构中等效氢来判断乳酸乙酯分子核磁共振氢谱的特征，
（1）酯化反应过程中需要添加浓硫酸作催化剂和吸水剂，反应混合物中添加苯易于形成共沸物，促进平衡的移动，可根据生成物中油层的量变化来判断反应进行程度；
（2）水洗的目的主要是除去催化作用的硫酸，因此洗涤液显酸性；
（3）利用粗产品中各组分物理化学性质的差异来进行分离；
（4）可先判断乳酸乙酸分子结构中有几种不同环境的氢原子即等效氢，从而确定核磁共振氢谱中有几个峰．

解答 解：（1）酯化反应利用浓硫酸作催化剂和吸水剂，故缺少浓硫酸，酯化反应是可逆反应，混合物中添加苯可形成水、乙醇、苯共沸物，分离反应生成的水，促进酯化反应正向进行，如果收集装置中液体的量不再再增加说明反应已经完全，故答案为：浓硫酸；形成水、乙醇、苯共沸物，分离反应生成的水，促进酯化反应正向进行；油水分离器中液体不再增加；
（2）最后一次洗涤液不显酸性，可说明洗涤完全，因此只要测定一下最后一次水洗液的pH到7即可判断，故答案为：测定水洗液的pH至7；
（3）通过层析进行分离得到更纯净的乳酸乙酯，故答案为：层析；
（4）乳酸乙酯分子的结构简式为CH₃CH（OH）COOCH₂CH₃，分子中有5种不同环境的氢原子，乳酸乙酯分子核磁共振氢谱中有5个峰，故答案为：5．

点评 本题考查酯化反应的原理及混合物的分离与提纯，属基础性考查，难度较低，建议学生重视双基的复习，以不变应万变．