Question

19．已知下列数据：

物质	熔点（℃）	沸点（℃）	密度（g•cm-3）
乙醇	-117.0	78.0	0.79
乙酸	16.6	117.9	1.05
乙酸乙酯	-83.6	77.5	0.90
浓硫酸（98%）	-	338.0	1.84

学生在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下：
①在30mL的大试管A中按体积比1：4：4的比例配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液；
②按图连接好装置（装置气密性良好），用小火均匀地加热装有混合溶液的大试管5～10min；
③待试管B收集到一定量的产物后停止加热，撤去试管B并用力振荡，然后静置待分层；
④分离出乙酸乙酯层、洗涤、干燥．
请根据题目要求回答下列问题：
（1）配制该混合溶液的主要操作步骤为在大试管中先加4 mL乙醇，再缓慢加入1 mL浓H₂SO₄，边加边振荡，待冷至室温后，再加4 mL乙酸并摇匀．
（2）上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是（填字母）BC．
A．中和乙酸和乙醇
B．中和乙酸并吸收部分乙醇
C．乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中更小，有利于分层析出
D．加速酯的生成，提高其产率
（3）步骤②中需要小火均匀加热操作，其主要理由是防止反应物随生成物一起大量被蒸出来，导致原料损失，及发生副反应．
（4）分离出乙酸乙酯后，为了干燥乙酸乙酯可选用的干燥剂为（填字母）B．
A．P₂O₅            B．无水Na₂SO₄
C．碱石灰         D．NaOH固体
（5）浓硫酸的作用是：①催化作用；②吸水作用．
（6）装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上，不能插入溶液中，目的是防止倒吸．
（7）若要把制得的乙酸乙酯分离出来，应采用的实验操作是用饱和碳酸钠溶液承接蒸馏出的乙酸乙酯，再分液．
（8）某同学将收集到的乙酸乙酯滴入饱和NaHCO₃溶液中，观察到有少量气泡产生，可得出的结论是乙酸乙酯中含有乙酸，该过程中发生反应的化学方程式是CH₃COOH+NaHCO₃=CH₃COONa+CO₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）添加试剂的顺序是先加入密度小的，再加入密度大的，注意浓硫酸溶于水放热和加热时试管内液体的体积不超过试管容积的$\frac{1}{3}$；
（2）乙酸具有酸性，能和饱和碳酸钠溶液反应而把被吸收，乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度较小；
（3）乙醇、乙酸的沸点较低，易挥发，温度高原料损失，及发生副反应；
（4）乙酸乙酯在酸性（P₂O₅遇水生成酸）或碱性条件下水解，无水硫酸钠吸水形成硫酸钠结晶水合物；
（5）依据浓硫酸性质和实验室制取乙酸乙酯的反应特征分析其在反应中的作用；
（6）根据导管伸入液面下可能发生倒吸分析．
（7）分离互不相溶的液体，可用分液的方法分离；
（8）乙酸随乙酸乙酯挥发出来，乙酸与碳酸氢钠反应．

解答 解：（1）乙醇中含有少量水，应将浓硫酸加入到乙醇中，防止硫酸溶解时放出大量的热导致液体飞溅，另外，加热时，试管内液体的体积不超过试管容积的$\frac{1}{3}$，加入药品的顺序为：在大试管中（30mL的大试管）先加4 mL乙醇，再缓慢加入1 mL浓H₂SO₄，边加边振荡，待冷至室温后，再加4mL乙酸并摇匀，
故答案为：在大试管中先加4 mL乙醇，再缓慢加入1 mL浓H₂SO₄，边加边振荡，待冷至室温后，再加4 mL乙酸并摇匀；
（2）制备乙酸乙酯时常用饱和碳酸钠溶液，目的是中和挥发出来的乙酸，使之转化为乙酸钠溶于水中；溶解挥发出来的乙醇；降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于分层得到酯，所以BC正确，
故答案为：BC；
（3）反应物中乙醇、乙酸的沸点较低，若用大火加热，大量反应物随产物蒸发而损失原料，温度过高还可能发生其他副反应，所以为防止乙醇、乙酸挥发，造成原料的损失，应小火加热，
故答案为：防止反应物随生成物一起大量被蒸出来，导致原料损失，及发生副反应；
（4）无水硫酸钠吸水形成硫酸钠结晶水合物，可干燥乙酸乙酯，不能选择P₂O₅、碱石灰和NaOH等固体干燥剂，以防乙酸乙酯在酸性（P₂O₅遇水生成酸）或碱性条件下水解，
故答案为：B；
（5）实验室制取乙酸乙酯的化学方程式为：CH₃COOH+C₂H₅OHCH₃COOC₂H₅+H₂O，该反应为可逆反应，浓硫酸具有吸水性，在酯化反应中促进反应平衡向右移动，所以浓硫酸的作用为：催化剂和吸水剂的作用，
故答案为：催化作用；吸水作用；
（6）导管不能插入溶液中，导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上，伸入液面下可能发生倒吸，
故答案为：倒吸；
（7）分离乙酸乙酯时先用饱和碳酸钠溶液承接蒸馏出的乙酸乙酯，将盛有混合物的试管充分振荡，让饱和碳酸钠溶液中和挥发出来的乙酸，使之转化为乙酸钠溶于水中，溶解挥发出来的乙醇；降低乙酸乙酯在水中的溶解度，然后进行分液操作，静置分层后取上层得乙酸乙酯，
故答案为：用饱和碳酸钠溶液承接蒸馏出的乙酸乙酯，再分液；
（8）乙酸酸性比碳酸强，乙酸与碳酸氢钠反应，反应方程式为CH₃COOH+NaHCO₃=CH₃COONa+CO₂↑+H₂O．说明乙酸乙酯中含有乙酸，
故答案为：乙酸乙酯中含有乙酸；CH₃COOH+NaHCO₃=CH₃COONa+CO₂↑+H₂O．

点评 本题主要考查了乙酸乙酯的制备，掌握乙酸乙酯的制备原理是解答的关键，题目难度中等．