题目内容

13.如右图,在左试管中先加入2mL 95%的乙醇,并在摇动下缓缓加入3mL浓硫酸,再加入2mL乙酸,充分摇匀.在右试管中加入5mL饱和Na2CO3溶液.按图连接好装置,用酒精灯对右试管小火加热3~5min后,改用大火加热,当观察到左试管中有明显现象时停止实验.
(1)写出左试管中主要反应的方程式:CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O.
(2)加入浓硫酸的作用:催化剂、吸水剂.
(3)饱和Na2CO3的作用是:除去乙酸,吸收乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层.
(4)反应开始时用酒精灯对左试管小火加热的原因是加快反应速率,同时防止反应物为来得及反应而挥发损失;(已知乙酸乙酯的沸点为77℃;乙醇的沸点为78.5℃;乙酸的沸点为117.9℃)
(5)分离右试管中所得乙酸乙酯和Na2CO3溶液的操作为(只填名称)分液,所需主要仪器为分液漏斗.
(6)实验生成的乙酸乙酯,其密度比水小,有芳香气味.

分析 (1)乙酸与乙醇在浓硫酸做催化剂、吸水剂条件下生成乙酸乙酯和水;
(2)浓硫酸具有吸水性,在乙酸与乙醇发生酯化反应时做催化剂和吸水剂;
(3)乙酸能够与碳酸钠反应生成乙酸钠和水、二氧化碳,乙醇易溶于水,乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度不大;
(4)依据升高温度可以加快反应速率,结合乙醇、乙酸的挥发性解答;
(5)分离互不相溶的两种液体,应选择分液操作,主要用到仪器分液漏斗;
(6)依据乙酸乙酯密度小于水,结合低级酯的性质解答.

解答 解:(1)乙酸与乙醇在浓硫酸做催化剂、吸水剂条件下生成乙酸乙酯和水CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O;
故答案为:CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O;
(2)浓硫酸具有吸水性,在乙酸与乙醇发生酯化反应时做催化剂和吸水剂;
故答案为:催化剂、吸水剂;
(3)乙醇、乙酸易挥发,从导管中导出的气体中除了含有乙酸乙酯外还含有乙醇、乙酸,乙醇易溶于水,乙酸能够与碳酸钠溶液反应,乙酸乙酯在 饱和碳酸钠溶液中的溶解度不大,所以可以利用饱和碳酸钠溶液:除去乙酸,吸收乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层;
故答案为:除去乙酸,吸收乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层;
(4)升高温度可以加快反应速率,同时乙醇、乙酸易挥发,所以温度不能过高,防止反应物为来得及反应而挥发损失,应用小火加热;
故答案为:加快反应速率,同时防止反应物为来得及反应而挥发损失;
(5)乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,二者混合分层,可以用分液法分离,主要仪器为:分液漏斗;
故答案为:分液;分液漏斗;
(6)乙酸乙酯密度小于水,为低级酯,具有芳香气味,
故答案为:小,芳香.

点评 本题考查了乙酸乙酯的实验室制备,明确反应原理及乙酸、乙醇、乙酸乙酯的性质是解题关键,题目难度不大.

练习册系列答案
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1.已知下表所示数据:
物质熔点(℃)沸点(℃)密度(g•cm-3
乙醇-117.378.50.79
乙酸16.6117.91.05
乙酸乙酯-83.677.50.90
浓硫酸-338.01.84
某学生实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下:
①在30mL的大试管A中按体积比2:3:3配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液.
②按图甲连接好装置(装置气密性良好),用小火均匀加热装有混合液的大试管5~10min.
③待试管B收集到一定量产物后停止加热,撤出试管B并用力振荡,然后静置待分层.
④分离出乙酸乙酯层,洗涤、干燥.

请根据题目要求回答下列问题:
(1)配制该混合液的主要操作步骤为在一个30mL的大试管中注入3mL乙醇,再分别缓缓加入2mL浓硫酸、3mL乙酸(乙醇和浓硫酸的加入顺序不可互换),边加边振荡试管使之混合均匀;
(2)步骤②中需要小火均匀加热,其主要原因是反应物乙醇、乙酸的沸点较低,若用大火加热,反应物随产物蒸出而大量损失,而且温度过高可能发生更多的副反应;
(3)指出步骤③所观察到的现象:试管B中的液体分成上下两层,上层无色,下层为红色液体,振荡后下层液体的红色变浅.
分离出乙酸乙酯层后,一般用饱和食盐水或饱和氯化钙溶液洗涤,可通过洗涤主要除去碳酸钠和乙醇(填名称)杂质;为了干燥乙酸乙酯可选用的干燥剂为B(填选项字母).
A.P2O5                 B.无水Na2SO4
C.碱石灰              D.NaOH固体
(4)某化学课外小组设计了如图乙所示的制取乙酸乙酯的装置(图中的部分装置略去),与图甲装置相比,图乙装置的主要优点有①增加了温度计,便于控制发生装置中反应液的温度,减少副产物的发生;②增加了分液漏斗,有利于及时补充反应混合液,以提高乙酸乙酯的产量;③增加了冷凝装置,有利于收集产物乙酸乙酯.
5.乙酸乙酯是重要的有机合成中间体,广泛应用于化学工业.某学生在实验室利用如图的实验装置制备乙酸乙酯并研究其反应条件.
物质沸点/°C密度/g?cm-3
乙醇78.0 0.79
乙酸117.9 1.05
乙酸乙酯77.50.90
异戊醇1310.8123
乙酸异戊酯1420.8670
实验步骤如下:
①配制反应混合液:2mL浓H2SO4、3mL乙醇、2mL乙酸
②按图连接实验装置并检验气密性
③分别在试管1、试管2中加入反应液
④用酒精灯微热3min,再加热使之微微沸腾3min
⑤分离提纯乙酸乙酯
(1)在试管1中加入物质分别是:碎瓷片(按着加入的先后顺序写出名称),乙醇过量的目的是:提高乙酸的转化率;
(2)该反应的平衡常数表达式K=$\frac{[C{H}_{3}COOC{H}_{2}C{H}_{3}][{H}_{2}O]}{[CH{\;}_{3}COOH][C{H}_{{\;}_{3}}C{H}_{2}OH]}$;
(3)试管Ⅱ中所盛试剂为饱和碳酸钠溶液,欲将其物质分离使用的仪器为分液漏斗,在充分振荡的过程中,发生的反应为2CH3COOH+Na2CO3═2CH3COONa+CO2↑+H2O;
(4)为证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸水剂的作用,某同学利用右图所示装置进行了以下四个实验,实验结束后充分振荡试管Ⅱ再测有机层的厚度,实验记录如下:
实验编号试管Ⅰ中的试剂测得有机层的厚度/cm
A2mL乙醇、2mL乙酸、1mL 18mol/L浓硫酸5.0
B3mL乙醇、2mL乙酸0.1
C3mL乙醇、2mL乙酸、6mL 3mol/L硫酸1.2
D3mL乙醇、2mL乙酸、盐酸1.2
①实验D的目的是与实验C相对照,证明H+对酯化反应具有催化作用.实验D中应加入盐酸的体积和浓度分别是6mL和6mol/L;
②分析实验A、C(填实验编号)的数据,可以推测出浓硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的产率.浓硫酸的吸水性能够提高乙酸乙酯产率的原因是浓硫酸可以吸收酯化反应中生成的水,降低了生成物浓度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动;
③加热有利于提高乙酸乙酯的产率,但实验发现温度过高乙酸乙酯的产率反而降低,可能的原因是大量乙酸、乙醇未经反应就脱离反应体系;温度过高发生其他反应;
(5)若利用该装置制备乙酸异戊酯,产物将主要在装置中的得到,那么产率会低(“较高”或“偏低”).
3.硫的化合物在工业上有广泛的应用,因此研究硫的化合物制备有着重要的意义.某同学拟采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)来制取焦亚硫酸钠(Na2S2O5).已知装置图1Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出,发生的反应为Na2SO3+SO2═Na2S2O3
(1)装置I是用亚硫酸钠固体和浓硫酸制备二氧化硫气体,该装置中反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O,如果想控制反应速度,图2中可选用的发生装置是ac(填写字母).

(2)装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出,要获得已析出的晶体可采取的分离方法是过滤
(3)装置Ⅲ用于处理尾气,可选用的最佳试剂是b(填序号).
a、饱和食盐水 b、NaOH溶液 c、浓硫酸 d、饱和NaHCO3溶液
(4)Na2S2O5与稀硫酸反应放出SO2,其离子方程式为S2O52-+2H+=2SO2↑+H2O
(5)工业制备得到产品Na2S2O5中含有杂质碳酸钠,检验产品中含有碳酸钠杂质所需试剂是
①③⑥或①②③⑥(填编号)(已知Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3
①酸性高锰酸钾②品红溶液③澄清石灰水④饱和碳酸氢钠溶液⑤NaOH⑥稀硫酸
(6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂.测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下
葡萄酒样品20.00mL$→_{蒸馏}^{盐酸}$馏分$→_{用0.0105mol/L的标准I_{2}溶液滴}^{一定条件,淀粉溶液}$溶液出现蓝色且30s内不褪色(已知:滴定时反映的化学方程式为SO2+I2+2H2O═H2SO4+2HI)
按上述方案实验,消耗标准I2溶液25.00mL,该次实验测得样品中坑氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为0.84g•L-1

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