Question

10．某化学兴趣设计实验制取乙酸乙酯．现用右图装置进行实验，在圆底烧瓶内加入碎瓷片，再加入由2ml  98%的浓H₂SO₄和3mL乙醇组成的混合液，通过分液漏斗向烧瓶内加入2mL醋酸，烧杯中加入饱和Na₂CO₃溶液．请回答下列问题：
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

（1）该实验有机反应物中含有的官能团有羟基、羧基（填写名称）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（设¹⁸O在CH₃CH₂OH中），写出能表示¹⁸O位置的化学方程式CH₃COOH+CH₃CH₂¹⁸OH $?_{△}^{浓硫酸}$CH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O，反应类型是酯化反应（取代反应）．
（2）与书中采用的实验装置的不同之处是：这位同学采用了球形干燥管代替了长导管，并将干燥管的末端插入了饱和碳酸钠溶液中，在此处球形干燥管的作用除了使乙酸乙酯充分冷凝外还有防倒吸；加热一段时间后，可观察到烧杯D中液面上（填“上”或“下”）有无色油状液体生成，若分离该液体混合物，需要用到的玻璃仪器是分液漏斗，这种方法叫做分液．
（3）从D中分离出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水，应先加入无水氯化钙，分离出乙醇（或CaCl₂•6C₂H₅OH）；再加入无水硫酸钠，然后进行蒸馏，收集产品乙酸乙酯时，温度应控制在77.1℃左右．
（4）乙酸可使紫色石蕊试液变红，说明乙酸具有酸性，写出乙酸与碳酸钠溶液反应的离子方程式2CH₃COOH+CO₃^2-=2CH₃COO^?+H₂O+CO₂↑．

Answer 1

分析 （1）反应物乙酸含羧基，乙醇含羟基，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）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；烧杯D中是饱和碳酸钠溶液，乙酸乙酯密度小于水且难溶于水，在溶液上层，分离方法为分液；
（3）用氯化钙除去少量乙醇，用无水硫酸钠除去少量的水，无水硫酸钠吸水形成硫酸钠结晶水合物；根据乙酸乙酯的沸点判断温度；
（4）乙酸溶液中存在电离平衡电离出氢离子溶液显酸性，乙酸酸性大于碳酸．

解答 解：（1）该实验有机反应物乙酸和乙醇中含有的官能团有羟基、羧基，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（设¹⁸O在CH₃CH₂OH中），写出能表示¹⁸O位置的化学方程式 CH₃COOH+CH₃CH₂¹⁸OH $?_{△}^{浓硫酸}$CH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O，分液类型为 酯化反应（取代反应），
故答案为：羟基、羧基； CH₃COOH+CH₃CH₂¹⁸OH $?_{△}^{浓硫酸}$CH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O； 酯化反应（取代反应）；
（2）将干燥管的末端插入了饱和碳酸钠溶液中，在此处球形干燥管的作用除了使乙酸乙酯充分冷凝外还有防倒吸作用，加热一段时间后，可观察到烧杯D中液面上层有无色油状液体乙酸乙酯生成，若分离该液体混合物的操作为分液，需要用到的玻璃仪器是分液漏斗，
故答案为：防倒吸；上；分液漏斗；分液；
（3）用氯化钙除去少量乙醇，过滤分离出乙醇（或CaCl₂•6C₂H₅OH），用无水硫酸钠除去少量的水，无水硫酸钠吸水形成硫酸钠结晶水合物；乙酸乙酯的沸点为77℃，所以收集77℃左右的馏分，以得较纯净的乙酸乙酯，
故答案为：乙醇（或CaCl₂•6C₂H₅OH）；77.1℃；
（4）乙酸可使紫色石蕊试液变红，说明乙酸具有酸性，乙酸与碳酸钠溶液反应，乙酸酸性大于碳酸，分液生成二氧化碳气体，反应的离子方程式：2CH₃COOH+CO₃^2-=2CH₃COO^?+H₂O+CO₂↑，
故答案为：酸；2CH₃COOH+CO₃^2-=2CH₃COO^?+H₂O+CO₂↑．

点评 本题考查有机物的制备实验，为高频考点，把握反应原理、平衡移动、有机物的性质为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意表格中数据的分析与应用，题目难度中等．