题目内容
【题目】实验室合成乙酸乙酯的步骤如下:在圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸,瓶口竖直安装通有冷却水的冷凝管(使反应混合物的蒸气冷凝为液体流回烧瓶内),加热回流一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏(如下图所示),得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品。请回答下列问题:(己知:乙醇、乙酸、乙酸乙酯的沸点依次是78.4℃、118℃、77.1℃
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(1)在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外,还应放入几块碎瓷片,其目的是______________。
(2)在烧瓶中加入一定比例的乙醇和浓硫酸的混合液的方法是:_______________。
(3)在该实验中,若用lmol乙醇和lmol乙酸在浓硫酸作用下加热,充分反应,能否生成lmol乙酸乙酯?原因是___________________。
(4)现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品,下图是分离操作步骤流程图。请在图中圆括号内填入适当的试剂,在方括号内填入适当的分离方法。
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试剂a是__________,试剂b是_______________;分离方法①是________,分离方法②是__________,分离方法③是________________。
(5)在得到的A中加入无水碳酸钠粉末,振荡,目的是____________________。
(6)写出C→D反应的化学方程式________________。
【答案】 防止烧瓶中液体暴沸 先在烧瓶中加入一定量的乙醇,然后慢慢将浓硫酸加入烧瓶,边加边振荡 否,该反应是可逆反应,反应不能进行到底 饱和碳酸钠溶液 硫酸 分液 蒸馏 蒸馏 除去乙酸乙酯中混有的少量水 2CH3COONa+H2SO4=Na2SO4+2CH3COOH
【解析】(1)酯化反应在烧瓶中放入几块碎瓷片,其目的是防止烧瓶中液体暴沸。
(2)浓硫酸溶于水放出大量的热,所以应该将浓硫酸慢慢的加入到乙醇中,而不能反过来加,故在烧瓶中加入一定比例的乙醇和浓硫酸的混合液的方法是:先在烧瓶中加入一定量的乙醇,然后慢慢将浓硫酸加入烧瓶,边加边振荡。
(3)酯化反应是可逆反应,所以反应物的转化率不可能是100%的。
(4)在制得的产品中含有乙醇和乙酸,所以应该首先加入饱和碳酸钠溶液,溶解乙醇,中和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,之后分液即得到乙酸乙酯A。B中含有乙醇和乙酸钠,乙醇的沸点比较低,蒸馏即可得到乙醇E。C是乙酸钠,加入硫酸可得到乙酸和硫酸钠,乙酸的沸点低于硫酸钠的沸点,蒸馏即得到乙酸;综上分析,试剂a是饱和碳酸钠溶液,试剂b是硫酸;分离方法①是分液,分离方法②是蒸馏,分离方法③是蒸馏。
(5)由于A中仍然含有少量水,所以加入无水碳酸钠来除去乙酸乙酯中的水。
(6)C是乙酸钠,加入硫酸可得到乙酸和硫酸钠,故C→D反应的化学方程式为:2CH3COONa+H2SO4=Na2SO4+2CH3COOH。