题目内容
13.(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.
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 | 乙醇 | 乙酸 | 乙酸乙酯 |
| 沸点/℃ | 78.5 | 118 | 77.1 |
(1)浓硫酸的作用:催化剂、吸水剂,请用同位素18O示踪法确定该反应原理,写出能表示18O在反应前后位置变化的化学方程式:CH3COOH+CH3CH218OH
(2)球形干燥管C的作用是防止倒吸、冷凝.
(3)从D中分离出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、和水,应先加入无水氯化钙,分离出乙醇,再加入(此空从下列选项中选择)C,然后进行蒸馏,收集77℃左右的馏分,以得到较纯净的乙酸乙酯.
A.五氧化二磷 B.碱石灰 C.无水硫酸钠 D.生石灰.
| 物质 | 熔点(℃) | 沸点(℃) | 密度(g•cm-3) |
| 乙醇 | -117.3 | 78.5 | 0.79 |
| 乙酸 | 16.6 | 117.9 | 1.05 |
| 乙酸乙酯 | -83.6 | 77.5 | 0.90 |
| 浓硫酸 | - | 338.0 | 1.84 |
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.
| A. | 该反应为可逆反应,不可能进行到底,即乙醇的转化率一定达不到100% | |
| B. | 乙酸挥发,导致其量减少,乙醇过量,不能充分转化为乙酸乙酯 | |
| C. | 产物不稳定,易被氧化为其他物质而影响乙醇的转化率 | |
| D. | 馏出物导入饱和碳酸钠溶液液面上,有较多的乙酸乙酯溶解于水溶液中 |
已知①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2•6C2H5OH.
②有关有机物的沸点如表所示:
| 试剂 | 乙醚 | 乙醇 | 乙酸 | 乙酸乙酯 |
| 沸点(℃) | 34.7 | 78.5 | 118 | 77.1 |
(2)用过量乙醇的主要目的是增加一种反应物,有利于酯化反应正向进行.
(3)冷凝管的主要作用是将产物冷凝,则水应从冷凝管的C(填“C”或“D”)端进入.
(4)锥形瓶中收集到的液体的主要成分是乙酸乙酯,为了得到比较纯净的该物质,常用饱和Na2CO3溶液对粗产品进行洗涤,其目的是除去乙酸乙酯中的乙酸和乙醇.如果用NaOH浓溶液代替Na2CO3溶液将引起的后果是导致乙酸乙酯水解.
(5)锥形瓶中液体经饱和碳酸钠溶液洗涤后,加入无水氯化钙,除去乙醇;再加入(此空从下列选项中选择)C,然后进行蒸馏,收集77℃左右的馏分即可.
A.五氧化二磷B.碱石灰C.无水硫酸钠D.生石灰.
| 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 | 77.5 | 0.90 |
| 异戊醇 | 131 | 0.8123 |
| 乙酸异戊酯 | 142 | 0.8670 |
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 |
| A | 2mL乙醇、2mL乙酸、1mL 18mol/L浓硫酸 | 5.0 |
| B | 3mL乙醇、2mL乙酸 | 0.1 |
| C | 3mL乙醇、2mL乙酸、6mL 3mol/L硫酸 | 1.2 |
| D | 3mL乙醇、2mL乙酸、盐酸 | 1.2 |
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”).
已知:部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH:
| 沉淀物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 |
| pH | 5.2 | 3.2 | 9.7 | 6.7 |
(2)将第①步过滤所得的MnO2与KClO3、KOH溶液共热,可得到K2MnO4和KCl,此反应的化学方程式是3MnO2+6KOH+KClO3=3K2MnO4+KCl+3H2O.
(3)步骤③灼烧所需的仪器有酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳.
(4)“纳米铁”在空气中受撞击时会燃烧,其反应与铁在纯氧中燃烧相同,写出该反应的化学方程式3Fe+2O2$\frac{\underline{\;撞击\;}}{\;}$Fe3O4.