题目内容
11.乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业,中学化学实验常用a装置来制备.完成下列填空:
(1)用a装置进行实验时,烧杯中的液体是用沸点较高的油(选填“沸点较高的油”、“水”);装置a,b中均使用了防倒吸装置,产生倒吸的主要原因是装置中的气体压强时大时小.加入数滴浓硫酸既能起催化作用,但实际用量多于此量,原因是浓H2SO4能吸收生成的水,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率;浓硫酸用量又不能过多,原因是浓H2SO4具有强氧化性和脱水性,会使有机物碳化,降低酯的产率.
(2)反应结束后,将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中,振荡、静置,然后分液.
(3)若用b装置制备乙酸乙酯,其缺点有原料损失较大、易发生副反应.由b装置制得的乙酸乙酯产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后,还可能含有的有机杂质是乙醚,分离乙酸乙酯与该杂质的方法是蒸馏.其中饱和食盐水洗涤的主要作用是减小乙酸乙酯的溶解,饱和氯化钙溶液洗涤是为除去水杂质.
分析 (1)乙酸乙酯的制备需要浓硫酸加热条件;装置中的气体压强时大时小,注意防止倒吸;减小产物的量,可以促使化学平衡正向移动;浓H2SO4具有强氧化性和脱水性,据此回答;
(2)乙酸乙酯不溶于水,可分液分离;
(3)b由于不是水浴加热,温度不易控制,饮醋制备乙酸乙酯的缺点有原料损失较大、易发生副反应,由于乙醇溶液发生分子间脱水生成乙醚,乙醚和乙酸乙酯的沸点相差大,可蒸馏分离.
解答 解:(1)乙酸乙酯的制备需要浓硫酸加热条件,所以使用沸点较高的油;装置中的气体压强时大时小,所以需要防止倒吸;制备乙酸乙酯的反应中,减小产物水的量,可以促使化学平衡正向移动,提高酯的产量,浓硫酸可以吸水;浓H2SO4具有强氧化性和脱水性,会使有机物碳化,降低酯的产率,所以浓硫酸用量不能过多,故答案为:沸点较高的油;装置中的气体压强时大时小;增大反应物浓度,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率;浓H2SO4能吸收生成的水,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率;
(2)乙酸乙酯不溶于水,因此反应后,将试管中收集到的铲平倒入分液漏斗中,振荡、静置,然后分液即可,故答案为:振荡;静置;
(3)根据b装置可知由于不是水浴加热,温度不易控制,因此制备乙酸乙酯的缺点有原料损失较大、易发生副反应,由于乙醇溶液发生分子间脱水生成乙醚,所以b装置制得的乙酸乙酯产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后,还可能含有的有机杂质是乙醚,乙醚和乙酸乙酯的沸点相差大,则分离乙酸乙酯与该杂质的方法是蒸馏,其中饱和食盐水洗涤的主要作用是减小乙酸乙酯的溶解,为除去水,可以用饱和氯化钙溶液洗涤.
故答案为:原料损失较大;易发生副反应;易发生副反应;乙醚;蒸馏;减小乙酸乙酯的溶解;水.
点评 本题考查乙酸乙酯的制备,为高频考点,侧重于学生的分析、实验能力的考查,注意把握物质的性质以及实验的严密性以及操作方法,把握实验原理,难度不大.
①在a试管中按2:3:2的体积比配制浓硫酸、乙醇、乙酸的混合物;
②按A图连接装置,使产生的蒸气经导管通到b试管所盛的饱和碳酸钠溶液(加入几滴酚酞试液)中;
③小火加热a试管中的混合液;
④等b试管中收集到约2mL产物时停止加热.撤下b试管并用力振荡,然后静置待其中液体分层;
⑤分离出纯净的乙酸乙酯.
请回答下列问题:
(1)步骤④中可观察到b试管中有细小的气泡冒出,写出该反应的离子方程式:2CH3COOH+CO32-=2CH3COO-+H2O+CO2↑
(2)A装置中使用球形管除起到冷凝作用外,另一重要作用是防止倒吸;步骤⑤中分离乙酸乙酯必须使用的一种仪器是分液漏斗.
(3)为证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸水剂的作用,某同学利用上图A所示装置进行了以下4个实验.实验开始先用酒精灯微热3min,再加热使之微微沸腾3min.实验结束后充分振荡小试管b再测有机层的厚度,实验记录如表:
| 实验编号 | 试管a中试剂 | 试管b中试剂 | 测得有机层 的厚度/cm |
| A | 3mL乙醇、2mL乙酸、1mL18mol•L-1浓硫酸 | 饱和Na2CO3溶液 | 5.0 |
| B | 3mL乙醇、2mL乙酸 | 0.1 | |
| C | 3mL乙醇、2mL乙酸、6mL 3mol•L-1 H2SO4 | 1.2 | |
| D | 3mL乙醇、2mL乙酸、盐酸 | 1.2 |
②分析实验AC(填实验编号)的数据,可以推测出浓H2SO4的吸水性提高了乙酸乙酯的产率.
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.
④为充分利用反应物,该同学又设计了图中甲、乙两个装置(利用乙装置时,待反应完毕冷却后,再用饱和碳酸钠溶液提取烧瓶中的产物).你认为更合理的是乙.理由是:乙装置能将易挥发的反应物乙酸和乙醇冷凝回流到反应容器中,继续反应,提高了乙酸、乙醇原料的利用率及产物的产率,而甲不可.