Question

实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯。有关物质的相关数据如下表。 

化合物	相对分子质量	密度/g·cm-3	沸点/℃	溶解度/100g水
正丁醇	74	0.80	118.0	9
冰醋酸	60	1.045	118.1	互溶
乙酸正丁酯	116	0.882	126.1	0.7

（一）乙酸正丁酯的制备

①在干燥的50mL圆底烧瓶中，加入13.5mL正丁醇和7.2mL冰醋酸，再加入3～4滴浓硫酸，摇匀，投入1～2粒沸石。然后安装分水器(作用：实验过程中不断分离除去反应生成的水)、温度计及回流冷凝管，加热冷凝回流反应

（二）产品的精制

②将分水器分出的酯层和反应液一起倒入分液漏斗中，用10 mL的水洗涤。有机层继续用10 mL10%Na₂CO₃洗涤至中性，再用10 mL 的水洗涤，最后将有机层转移至锥形瓶中，再用无水硫酸镁干燥。

③将干燥后的乙酸正丁酯滤入50 mL 烧瓶中，常压蒸馏，收集125～127 ℃的馏分，得11.6 g乙酸正丁酯

请回答有关问题。

（1）冷水应该从冷凝管 ___________（填a或b）管口通入。

（2）步骤①中不断从分水器下部分出生成的水的目的是_________________________

步骤①中判断反应终点的依据是_____________________________________。

（3）产品的精制过程步骤②中，第一次水洗的目的是_____________________________，用饱和Na₂CO₃溶液洗涤有机层，该步操作的目的是_________________________________。

（4）下列关于分液漏斗的使用叙述正确的是____

A．分液漏斗使用前必须要检漏，只要分液漏斗的旋塞芯处不漏水即可使用

B．装液时，分液漏斗中液体的总体积不得超过其容积的2/3

C．萃取振荡操作应如右图所示

D．放出液体时，需将玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔

（5）步骤③的常压蒸馏，需收集126℃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_________________________

（6）该实验过程中，生成乙酸正丁酯（式量116）的产率是__________

Answer 1

【知识点】常见实验操作步骤、实验方案的设计与评价、酯的制备

【答案解析】 （1） a （1分）  （2）使用分水器分离出水，使平衡正向移动，提高反应产率；（2分）    分水器中的水层不再增加时，视为反应的终点。（2分）

（3）除去乙酸及少量的正丁醇；（2分）除去产品中含有的乙酸等杂质。（2分）

（4）D  （1分）    （5）防止因温差过大，冷凝管炸裂。 （2分）

（6）  80% （2分）

解析：（1）冷水要充满整个冷凝管就应该从冷凝管下管口通入；（2）因为酯化反应是可逆反应，所以不断从分水器下部分出生成的水，可以使平衡正向移动，提高酯的产率；当分水器中的水层不再增加时，说明反应达到终点；（3）产品的精制过程步骤②中，反应液中还会有少量乙酸和正丁醇，第一次水洗的目的是除去乙酸及少量的正丁醇；用饱和Na₂CO₃溶液洗涤有机层，除去产品中含有的乙酸等杂质；（4）分液漏斗使用时注意事项：使用前要检查活塞处和上口处是否漏水，故A错误；装入分液漏斗内液体的总体积以不要超过分液漏斗容积的12为宜，装得太多不利于液体的混合，故B错误；振荡液体时要倒置分液漏斗，这样有利于液体的混合，故C错误；分液时，上层液体从上口倒出，下层液体由下口放出。从下口放出液体时，要将上端玻璃塞的小孔或凹槽对准颈部的小孔使漏斗内外相通，及时关闭活塞，防止上层液体流出，故D正确。（5）沸点大于140℃的有机化合物的蒸馏，一般不用水冷凝管而用空气冷凝管，防止因温差过大，冷凝管炸裂。（6）正丁醇的质量=0.8 g/mL×13.5mL=10.8g；冰醋酸的质量=1.045g/mL×7.2mL=7.524g；先根据方程式判断哪种物质过量，以不足量的为标准进行计算．
理论上7.524g乙酸完全反应生成酯的质量为xg，需正丁醇的质量是yg．
乙酸和正丁醇的反应方程式为

CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OHCH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O
     60g               74g                               116g            18g
     7.524g              yg                                xg
                                                          
所以x=14.5g   y=9.3g＜10.8g   所以正丁醇过量，乙酸正丁酯的产率=11.6g÷14.5g×100%=80%；

【思路点拨】本题考查酯的制备，比较综合，尤其是实验操作步骤，题目难度较大，注意相关基础知识的积累。