Question

14．实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁醇，其反应方程式为CH₃COOH+CH₃CH₃CH₂CH₂OH $\stackrel{浓硫酸}{?}$CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O有关物质的相关数据和信息如下：

化合物	相对分子质量	密度/g•cm-3	沸点/℃	溶解度/（g/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

（1）醇可发生分子间脱水生成醚，如2CH₃CH₂OH $?_{140℃}^{浓硫酸}$CH₃CH₂OCH₂CH₃+H₂O
（2）醇可发生分子内脱水生成烯烃，如C₂H₅OH$?_{170℃}^{浓硫酸}$CH₂═CH₂↑+H₂O
请回答有关问题

Ⅰ．乙酸正丁酯粗产品的制备
在三孔圆底烧瓶中装入沸石，加入18.5mL正丁醇和15.4mL冰醋酸（稍过量），再加3～4滴浓硫酸．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．
（1）三孔烧瓶和蒸馏烧瓶在加热时都需要加入沸石，加入沸石是作用是防暴沸．本实验过程中可能产生多种有机副产品，请写成其中一种的结构简式CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃或CH₂=CHCH₂CH₃．
（2）反应时加热有利于提高酯的产率，但实验发现温度过高酯的产率反而降低，可能的原因是乙酸、正丁醇都易挥发，温度过高可能使乙酸、正丁醇大量挥发使产率降低，温度过高可能发生副反应使产率降低．
Ⅱ．乙酸正丁酯粗产品的精制．
（3）将三孔圆底烧瓶中的产物转入分液漏斗中，并用饱和Na₂CO₃溶液洗涤有机层，接下来进行的操作名称是分液．
（4）将酯层采用如图2所示装置蒸馏．
①图2中仪器B的名称为冷凝管，水的流向应该从g（“f”或“g”）口进入．
②蒸馏收集乙酸正丁酯粗产品时，应将温度控制在126.1℃左右．

Answer 1

分析 I．（1）沸石有防止液体暴沸作用；醇在一定条件下能发生分子内或分子间脱水生成烯烃或醚；
（2）温度过高会促进乙酸、丁醇挥发，还可能发生副反应；
II．（3）将圆底烧瓶中的液体转入分液漏斗中，并用饱和Na₂CO₃溶液洗涤有机层，除去乙酸、丁醇且降低酯的溶解度，然后进行分液；
（4）①B仪器名称是冷凝管，水应该采用逆流方向；
②收集酯，温度应该控制在酯的沸点左右．

解答 解：I．（1）沸石有防止液体暴沸作用，防止安全事故发生；醇在一定条件下能发生分子内或分子间脱水生成烯烃或醚该条件下，正丁醇能发生分子间脱水形成醚CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃，也能形成分子内脱水生成正丁烯CH₂=CHCH₂CH₃；
故答案为：防暴沸；CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃或CH₂=CHCH₂CH₃；
（2）温实验发现温度过高，乙酸正丁酯的产率反而降低，是由于乙酸、正丁醇都易挥发，使产率降低，或因温度过高可能发生副反应使产率降低，如正丁醇在140℃，在浓硫酸催化下发生分子间脱水形成醚CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃，
故答案为：乙酸、正丁醇都易挥发，温度过高可能使乙酸、正丁醇大量挥发使产率降低，温度过高可能发生副反应使产率降低；
II．（3）将圆底烧瓶中的液体转入分液漏斗中，并用饱和Na₂CO₃溶液洗涤有机层，乙酸和碳酸钠反应生成乙酸钠、丁醇易溶于饱和碳酸钠溶液，乙酸丁酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度小于水中，所以饱和碳酸钠溶液作用是除去乙酸、丁醇、降低酯的溶解度，然后再进行分液得到酯，
故答案为：分液漏斗；分液；
（4）①B仪器名称是冷凝管，水应该采用逆流方向，所以g是进水口、f是出水口，防止蒸气急剧冷却而炸裂冷凝管，故答案为：冷凝管；g；
②乙酸正丁酯的沸点为126.1℃，所以蒸馏收集乙酸正丁酯产品时，应将温度控制在126.1℃左右，
故答案为：126.1℃．

点评 本题考查有机物制备，为高频考点，侧重考查学生实验基本操作及对实验原理的理解和掌握，明确实验原理及物质性质是解本题关键，知道常见仪器及其使用方法，题目难度不大．