Question

6．乙酸正丁酯常用作香精，实验室用冰醋酸和正丁醇制备乙酸正丁酯
Ⅰ．乙酸正丁酯粗产品的制备        
试管中加少许入沸石、7.4 mL正丁醇和6.4 mL冰醋酸，再加入3～4滴浓硫酸，然后安装好装置，加热使之反应．
Ⅱ．乙酸正丁酯粗产品的精制
将试管中的液体转移到分液漏斗中，用10 mL水洗涤，除去下层水层；有机层继续用10 mL 10% Na₂CO₃洗涤至中性；再用10 mL 的水洗涤．
将酯层进行蒸馏．蒸馏收集乙酸正丁酯产品时，应将温度控制在126.1℃左右．
Ⅲ．计算产率
称量出制得的乙酸正丁酯的质量为5.12 g．
已知：

物质	密度/g•cm-3	沸点/℃	溶解度/100g水
正丁醇	0.810	118.0	9
冰醋酸	1.049	118.1	互溶
乙酸正丁酯	0.882	126.1	0.7

完成下列填空：
（1）如图装置中长导管有冷凝回流作用，它可以由分水回流装置代替．分水回流装置中回流下来的蒸气冷凝液进入分水器，待分层后，有机层会自动流回到反应器中，将生成的水从分水器中放出去．
分水回流代替长导管回流，对乙酸正丁酯的合成有什么作用．可逆反应，水移离反应体系，平衡向生成酯的方向移动，产率提高
使用分水器装置进行回流的可逆反应反应，一般应具备条件．有水生成，回流有机物位于水上层（反应温度100℃左右）
（2）分水器在使用时须预先加水，使其水面低于分水器回流支管下沿3～5 mm的水．
预先加水的目的是．回流的有机物能及时返回反应体系
（3）反应时加热有利于提高酯的产率，但温度过高时酯的产率反而降低，其可能的原因是．乙酸、正丁醇大量挥发，发生副反应．
（4）水洗的目的是．除去水溶性杂质碱洗的目的是．除去酸性杂质测pH值的操作．pH试纸放在表而皿上，用蘸有待测溶液的玻璃棒点在试纸的中部，与比色卡对照读取pH值．
（5）本次实验乙酸正丁酯的产率．54.5%．

Answer 1

分析 （1）酯化反应是可逆反应，分离出生成物反应正向移动，有利于物质的生成；分水器需要反应由水生成，水在下层可从分水器下口放出，达到分离出水的作用；
（2）有机层要自动回流到反应器，分水器中预先加水，有机层较早到达分水器的支管口出，回到反应体系继续反应；
（3）温度过高乙酸乙醇挥发，反应物减少，温度过高也会有副反应发生；
（4）乙酸正丁酯中混有少量的乙醇与乙酸，正丁醇乙酸易溶于水，水洗，乙酸又显酸性，碱洗，测PH的操作为pH试纸放在表而皿上，用蘸有待测溶液的玻璃棒点在试纸的中部，与比色卡对照读取pH值；
（5）从题中的数据计算乙酸正丁酯的理论产量，计算产率．

解答 解：（1）酯化反应为可逆反应，分离出生成物水可使反应正向移动，有利于乙酸正丁酯的生成；分水器作用是分离水与其他有机物，故产物中要求有水生成，水从分水器下端放出，有机层从支管处回到反应容器，所以要求有机层在上层，
故答案为：可逆反应，水移离反应体系，平衡向生成酯的方向移动，产率提高；有水生成，回流有机物位于水上层（反应温度100℃左右）；
（2）分水器下层分离出水，上层有机层从支管回到反应体系，分水器预先加水，可使蒸发出的有机物快速到达支管处，回到容器继续反应，
故答案为：回流的有机物能及时返回反应体系；
（3）由题图表信息，乙酸与正丁醇高温易挥发，反应物减少，不利于乙酸正丁酯的生成，另温度过高时，正丁醇可发生取代反应生成醚或消去反应生成烯，
故答案为：乙酸、正丁醇大量挥发，发生副反应；
（4）由图表可知正丁醇乙酸溶于水，用水洗去水溶性的杂质，乙酸又为酸，可用碱液除去．测PH的操作为：pH试纸放在表而皿上，用蘸有待测溶液的玻璃棒点在试纸的中部，与比色卡对照读取pH值，
故答案为：除去水溶性杂质；除去酸性杂质； pH试纸放在表而皿上，用蘸有待测溶液的玻璃棒点在试纸的中部，与比色卡对照读取pH值；
（5）由反应可知n（正丁醇）：n（冰醋酸）：n（乙酸正丁酯）=1：1：1，加入的n（正丁醇）=7.4ml×0.810g/ml÷74g/mol=0.081mol，n（乙酸）=6.4ml×1.049g/ml÷60g/mol=0.1mol，n（正丁醇）：n（乙酸）=0.081：0.1＜1：1，所以乙酸过量，正丁醇反应完全，由正丁醇可知理论上生成的乙酸正丁酯也为0.081mol，故乙酸正丁酯的理论质量为0.081mol×116g/mol=9.396g，所以产率为5.12÷9.396×100%≈54.4%，
故答案为：54.5%

点评 本题考查了酯化反应实验产物的分离提纯，产率的计算，其中结合了化学原理中的平衡移动，较为灵活．