Question

4．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中盛有浓H₂SO₄，B中盛有乙醇、无水醋酸钠，D中盛有饱和碳酸钠溶液．
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）浓硫酸的作用催化剂、吸水剂；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．
（2）球形干燥管C的作用是防止倒吸、冷凝．若反应前向D中加入几滴酚酞，溶液呈红色，产生此现象的原因是（用离子方程式表示）：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；反应结束后D中的现象是溶液分层，上层无色油体液体，下层溶液颜色变浅．
（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．

Answer 1

分析 （1）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）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；碳酸钠水解使溶液呈碱性；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，反应掉挥发出来的乙酸，便于闻乙酸乙酯的香味，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；
（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．

解答 解：（1）浓硫酸能与醋酸钠反应生成乙酸，乙酸与乙醇在加热、浓硫酸作催化剂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；乙酸酸与乙醇发生的酯化反应：CH₃COOH+CH₃CH₂¹⁸OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O，
故答案为：催化剂、吸水剂；CH₃COOH+CH₃CH₂¹⁸OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O；
（2）球形干燥管的管口伸入液面下可以防止倒吸，同时起冷凝的作用；碳酸根离子发生水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，溶液呈碱性，加入几滴酚酞，溶液呈红色；碳酸钠水解呈碱性，乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液，密度比水小，溶液分层，上层无色油体液体，乙酸和碳酸钠反应，碱性减弱而使溶液红色变浅，
故答案为：防止倒吸、冷凝；CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；溶液分层，上层无色油体液体，下层溶液颜色变浅；
（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℃．

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，题目难度不大．