Question

16．某课外小组设计的实验室制取乙酸乙酯的装置如图所示，A中放有浓硫酸，B中放有乙醇、无水醋酸钠，D中放有饱和碳酸钠溶液．
已知：①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl₂•6C₂H₅OH．
②有关有机物的沸点：

试剂	乙醚	乙醇	乙酸	乙酸乙酯
沸点（℃）	34.7	78.5	118	77.1

请回答：（1）浓硫酸的作用是制乙酸、催化剂、吸水剂；仪器A的名称是分液漏斗；若用同位素¹⁸O示踪法确定反应产物水分子中氧原子的提供者，写出能表示¹⁸O位置的化学方程式：CH₃COOH+CH₃CH₂¹⁸OHCH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O．
（2）球形干燥管C的作用是防止倒吸、冷凝．仔细观察溶液D中会有少量气泡产生，试用离子方程式解释产生此现象的原因是2CH₃COOH+CO₃^2-=2CH₃COO^-+CO₂↑+H₂O．
（3）待实验结束后，观察发现装置B中溶液变成了棕黑色，试用化学方程式解释其原因：C₂H₅OH+2H₂SO₄→2C+2SO₂↑+5H₂O．
（4）从D中分离出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和少量水，应先加入无水氯化钙，分离出乙醇；然后在混合液中加入沸石，再加热进行蒸馏，收集77.1℃ 左右的馏分，以得较纯净的乙酸乙酯．

Answer 1

分析 （1）仪器A的名称为分液漏斗；乙酸与乙醇在浓硫酸作催化剂、加热的条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯，该反应为可逆反应，浓硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移动；羧酸与醇发生的酯化反应中，羧酸中的羧基提供-OH，醇中的-OH提供-H，相互结合生成水；
（2）圆底烧瓶受热不均，球形干燥管的管口伸入液面下可能发生倒吸，同时起冷凝作用；
醇与乙酸都易挥发，制备的乙酸乙酯含有乙醇与乙酸，通常用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯，溶解挥发出来的乙醇，反应掉挥发出来的乙酸放出二氧化碳气体，降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于分层得到酯；
（3）装置B中溶液变成了棕黑色，则生成碳，说明浓硫酸将乙醇氧化成碳；
（4）根据乙酸乙酯的沸点判断温度．

解答 解：（1）仪器A的名称为分液漏斗；乙酸与乙醇需浓硫酸作催化剂，该反应为可逆反应，浓硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移动，由于反应加入的是乙酸钠，故浓硫酸还制乙酸的作用，故浓硫酸的作用为：制乙酸、催化剂、吸水剂，羧酸与醇发生的酯化反应中，羧酸中的羧基提供-OH，醇中的-OH提供-H，相互结合生成水，其它基团相互结合生成酯，同时该反应可逆，反应的化学方程式为CH₃COOH+CH₃CH₂¹⁸OHCH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O；
故答案为：制乙酸、催化剂、吸水剂；分液漏斗；CH₃COOH+CH₃CH₂¹⁸OHCH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O；
（2）圆底烧瓶受热不均，球形干燥管的管口伸入液面下可能发生倒吸，球形干燥管体积大，可以防止倒吸，同时起冷凝作用；
用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯，溶解挥发出来的乙醇，反应掉挥发出来的乙酸放出二氧化碳气体，所以D中会有少量气泡产生的离子方程式为：2CH₃COOH+CO₃^2-=2CH₃COO^-+CO₂↑+H₂O；
故答案为：防止倒吸、冷凝；2CH₃COOH+CO₃^2-=2CH₃COO^-+CO₂↑+H₂O；
（3）浓H₂SO₄具有强氧化性，将乙醇氧化成碳，所以装置B中溶液变成了棕黑色，反应的化学方程式为：C₂H₅OH+2H₂SO₄→2C+2SO₂↑+5H₂O，故答案为：C₂H₅OH+2H₂SO₄→2C+2SO₂↑+5H₂O；
（4）乙酸乙酯的沸点为77.1℃，所以收集 77.1℃左右的馏分，以得较纯净的乙酸乙酯，故答案为：77.1℃．

点评 本题考查乙酸乙酯的制备与实验改进，难度中等，注意掌握乙酸乙酯的制取原理及装置选择，明确反应过程中浓硫酸、饱和碳酸钠溶液的作用．