题目内容
【题目】实验室制备乙酸正丁酯的化学方程式
制备过程中还可能的副反应有
主要实验步骤如下:
①在干燥的圆底烧瓶中加11.5mL正丁醇、7.2mL冰醋酸和3~4滴浓H2SO4,摇匀后,加几粒沸石,再如图1装置安装好分水器、冷凝管。然后小火加热。
②将烧瓶中反应后的混后物冷却与分水器中的酯层合并,转入分液漏斗,
③依次用10mL水,10mL 10%碳酸钠溶液洗至无酸性(pH=7),再水洗一次,用少许无水硫酸镁干燥。
④将干燥后的乙酸正丁酯转入50mL蒸馏烧瓶中,加几粒沸石进行常压蒸馏,收集产品。主要试剂及产物的物理常数:
化合物 | 正丁醇 | 冰醋酸 | 乙酸正丁酯 | 正丁醚 |
密度(g·cm-3) | 0.810 | 1.049 | 0.882 | 0.7689 |
沸点(℃) | 118.0 | 118.1 | 126.1 | 142 |
根据以上信息回答下列问题。
(1)图Ⅰ装置中冷水应从 (填a或b),管口通入,反应混合物冷凝回流,通过分水器下端旋塞分出的生成物是 ,其目的是 。
(2)在步骤①④中都用到沸石防暴沸,下列关于沸石的说法正确的是 。
A.实验室沸石也可用碎瓷片等代替
B.如果忘加沸石,可速将沸石加至将近沸腾的液体中
C.当重新进行蒸馏时,用过的沸石可继续使用
D.沸石为多孔性物质,可使液体平稳地沸腾
(3)在步骤③分液时,应选择图Ⅱ装置中 形分液漏斗,其原因是 。
(4)在提纯粗产品的过程中,用碳酸钠溶液洗涤主要除去的杂质 。若改用氢氧化钠溶液是否可以 (填“可以”或“不可以”),其原因 。
(5)步骤④的常压蒸馏,需收集 ℃的馏分,沸点大于140℃的有机化合物的蒸馏,一般不用上述冷凝管而用空气冷凝管 ,可能原因是 。
【答案】(1)b;水;分离酯化反应生成的水,使平衡正向移动,提高反应产率
(2)A、D
(3)梨;梨形分液漏斗靠近旋塞处比较细长,双液界面更清晰,分离更完全
(4)乙酸、硫酸、正丁醇;不可以;用NaOH溶液会使乙酸正丁酯发生水解
(5)126.1;防止因温差太大,冷凝管炸裂
【解析】
试题分析:(1)冷水从下进上出冷凝效果最好;水的密度比乙酸正丁酯大;将水分离使平衡正向移动,提高反应产率。
故答案为:b;水;分离酯化反应生成的水,使平衡正向移动,提高反应产率;
(2)A.沸石为多孔性物质,可用碎瓷片等代替,故A正确; B.如果忘加沸石,将沸石加至将近沸腾
的液体中,可能引起液体飞溅,故B错误;C.使用过一次后,空气几乎排尽,被液体填充,不再具有提供汽化中心的效果,故C错误;D.沸石的工作原理是提供汽化中心,汽化中心的来源是沸石多孔结构中包含的空气.这些空气在加热后膨胀,形成气泡溢出,成为了汽化中心,故D正确。
故答案为:AD;
(3)当酸式滴定管的刻度面面对操作者时,下端的出液控制旋塞的旋柄在操作者的右边(旋塞是从右往左放进去的),操作者既要用手的手指轻轻推动旋塞柄 缓慢放溶液,又要保证旋塞不被从旋塞体内拔出而漏溶液造成滴定失败,因此手指有一个既推动旋塞 又向左拉住旋塞芯的微小的力量,所以一般用左手控制滴定管旋塞而右手摇动锥形瓶。而分液漏斗不存在也不需要读刻度,可用右手操作,左手扶住;梨形分液漏斗靠近旋塞处比较细长,分离操作更容易。
故答案为:梨;梨形分液漏斗靠近旋塞处比较细长,双液界面更清晰,分离更完全;
(4)乙酸、硫酸、正丁醇易溶于碳酸钠溶液,且乙酸正丁酯在碳酸钠溶液的溶解度较小;乙酸正丁酯在碱性条件下能发生水解。
故答案为:乙酸、硫酸、正丁醇;不可以;用氢氧化钠溶液会使乙酸正丁酯发生水解;
(5)乙酸正丁酯的沸点是126.1度,需收集126℃左右的馏分;水冷凝管温度较低,温差过大,冷凝管
会炸裂。
故答案为:126度;防止因温差过大,冷凝管炸裂。