Question

8．乙酸丁酯沸点、溶解性如下表．

物质	乙酸	1-丁醇	乙酸丁酯	90%浓硫酸
沸点	117.9℃	117.2℃	126.3℃	338.0℃
溶解性	溶于水和有机溶剂	溶于水和有机溶剂	微溶于水，溶于有机溶剂	与水混溶

某研究行学习小组设计实验制取乙酸丁酯的方案，其主要步骤如下：
①在三颈瓶中d中加入按体积比1：4：4的比例配制浓硫酸、1-丁醇和乙酸的混合溶液．
②控制115-125℃均匀加热装有混合液的三颈瓶5-10min．
③待锥形瓶e收集到一定量的产物后停止加热，撤去锥形瓶e并用力振荡，然后静置待分层．
④分离出乙酸丁酯层，洗涤，干燥．
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：先加入丁醇，然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸，再加乙酸；写出制取乙酸丁酯的化学方程式：CH₃COOH+CH₃CH₂OH $→_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O．
（2）上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是BC（填序号）；
A．中和乙酸和1-丁醇
B．中和乙酸并吸收部分1-丁醇
C．乙酸丁酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中更小
D．加速酯的生成，提高其产率
（3）当温度计a（填写“a”或“b”）的温度读数达到126.3℃时，开始收集产品乙酸丁酯．
（4）指出步骤③所观察到的现象：在浅红色碳酸钠溶液层上方有无色液体出现，闻到香味，振荡后碳酸钠溶液层红色变浅；分离处乙酸丁酯后，一般用饱和食盐水和饱和氯化钙溶液洗涤，可通过洗涤除去（填名称）碳酸钠、乙醇杂质；为了干燥乙酸丁酯可选用的干燥剂为（填序号）B．
A．五氧化二磷   B．无水硫酸钠
C．碱石灰       D．氢氧化钠固体．

Answer 1

分析 （1）浓硫酸密度大，应将浓硫酸加入到丁醇中，以防酸液飞溅，乙酸易挥发，冷却后再加入乙酸；乙酸与丁醇在浓硫酸作用下加热反应生成乙酸丁酯和水；
（2）饱和碳酸钠溶液与乙酸反应除去乙酸、溶解丁醇、同时降低乙酸丁酯的溶解度，便于分层；
（3）乙酸丁酯的沸点为126.3℃，所以当温度计a的温度为126.3℃时，收集到的即为乙酸丁酯；
（4）锥形瓶e中收集的乙酸丁酯的中混有乙酸、丁醇，用力振荡，有机混合溶液与碳酸钠溶液充分混合，乙酸与碳酸钠反应生成二氧化碳，同时丁醇溶于碳酸钠溶液，据此判断现象；乙酸乙酯中混有碳酸钠和乙醇，用饱和食盐水萃取碳酸钠，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；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；

解答 解：（1）浓硫酸密度大于水，且溶于水放出大量热，应该将浓硫酸加入丁醇中，正确操作方法为：将浓H₂SO₄加入丁醇中，边加边振荡，然后再加入乙酸或先将乙醇与乙酸混合好后再加浓硫酸并在加入过程中不断振荡；酯化反应的本质为酸脱羟基，醇脱氢，乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水，该反应为可逆反应为：CH₃COOH+CH₃CH₂OH $→_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O，
故答案为：先加入丁醇，然后边摇动试管边慢慢加入浓硫酸，再加乙酸；CH₃COOH+CH₃CH₂OH $→_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O；
（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）乙酸丁酯的沸点为126.3℃，所以当温度计a的温度为126.3℃时，收集到的即为乙酸丁酯，
故答案为：a；126.3℃；
（4）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，有香味，振荡时乙酸和碳酸钠反应而使溶液红色变浅；乙酸乙酯中混有碳酸钠和乙醇，用饱和食盐水萃取碳酸钠，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；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：在浅红色碳酸钠溶液层上方有无色液体出现，闻到香味，振荡后碳酸钠溶液层红色变浅；碳酸钠、乙醇；B．

点评 本题考查了乙酸乙酯的制取方法，难度中等，注意掌握乙酸乙酯的制备方法及反应原理，明确浓硫酸、饱和碳酸钠溶液在实验中的作用．