题目内容
【题目】乙酸正丁酯是医药合成的重要中间体，某同学在实验室中用乙酸和正丁醇来制取，实验操作如下：
Ⅰ．将混合液（18.5 mL正丁醇和13.4 mL乙酸（过量），0.4 mL浓硫酸）置于仪器A中并放入适量沸石（见图I，沸石及加热装置等略去），然后加热回流约20分钟。
Ⅱ．将反应后的溶液进行如下处理：①用水洗涤，②用试剂X干燥，③用10% Na2CO3溶液洗涤。
Ⅲ.将所得到的乙酸正丁酯粗品转入蒸馏烧瓶中进行蒸馏，最后得到17.1 g乙酸正丁酯。
部分实验数据如下表所示：
化合物 | 相对分子质量 | 密度/(g·mL－1) | 沸点／℃ | 溶解度(g)/（100 g水） |
正丁醇 | 74 | 0.80 | 118.0 | 9 |
乙酸 | 60 | 1.045 | 118.1 | 互溶 |
乙酸正丁酯 | 1 1 6 | 0.882 | 126.1 | 0.7 |
(1)仪器A的名称是_________，使用分水器（实验中可分离出水）能提高酯的产率，其原因是______________________.
(2)步骤Ⅱ中的操作顺序为____________（填序号），用Na2CO3溶液洗涤的目的是____________，试剂X不能选用下列物质中的______________（填字母序号）。
a．无水硫酸镁 b．新制生石灰 c．无水硫酸钠
(3)步骤Ⅲ（部分装置如图Ⅱ所示）。
①蒸馏过程中需要使用_________形冷凝管，当仪器连接好后，a．向相应的冷凝管中通冷凝水；b．加热蒸馏烧瓶的先后顺序是___________。（填“先a后b"或“先b后a”）
②温度计水银球所处的位置不同，会影响馏出物的组成，当温度计水银球分别位于图Ⅱ中的________（填“a”“b”“c”或“d”）点时会导致收集到的产品中混有较多的低沸点杂质。
(4)该实验乙酸正丁酯的产率是_____________。（计算结果保留2位有效数字）。
【答案】 三颈烧瓶 不断分离出水，使容器内H2O浓度变小，有利于平衡向酯化反应方向移动 ①③①② 除去残留在产品中的酸（其他合理说法也对） b 直 先a后b a、b 74%
【解析】（1）由装置图可知仪器A的名称是三颈烧瓶，将水分离出来，使产物中水的浓度减小，有利于酯化反应向右进行，所以使用分水器（实验中可分离出水）能提高酯的产率；（2）首先用水除去大部分可溶于水的硫酸等杂质，再用Na2CO3溶液除去残留的酸，再用水除去残留在产品中的Na2CO3溶液，残留的水再用于燥剂除去，所以步骤Ⅱ中的操作顺序为①③①②；因CaO吸水后生成碱会导致酯水解，故不宜用CaO作干燥剂，所以选b；（3）①为使液化产品能全部顺利地进入接收器中，应使用直形冷凝管；为确保蒸馏产物全部液化，应先向冷凝管中通冷却水，然后加热烧瓶使温度迅速升温到沸点，所以先后顺序是先a后b；②同一烧瓶中，反应液的温度高于气体温度，蒸气温度从下向上温度逐渐降低，故当温度计的水银球低于蒸馏烧瓶的支管口处时，会有较多沸点较低的物质夹杂在酯蒸气中，所以位于图Ⅱ中的a、b；（4）18.5mL正丁醇的质量是18.5 mL×0.8 g/mL=14.8 g，设理论上得到乙酸正丁酯的质量是x，则
CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH
CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
74 g 116 g
14.8 g x
所以x=(116 g×14.8 g)÷74 g=23.2 g
生成乙酸正丁酯的产率是：17.1 g/23.2 g×100%=74%。
名校课堂系列答案
【题目】某研究小组将一批电子废弃物简单处理后，得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计如下制备硫酸铜晶体和无水氯化铁的方案：
已知：Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O
请回答下列问题：
（1）步骤①Cu与酸反应的离子方程式为_________________________。
（2）步骤②加H2O2的作用是______________，滤渣2为（填化学式）__________。
（3）步骤⑤不能直接加热脱水的理由是________
（4）若滤液1中Cu2+的浓度为0.02mol·L-1，则氢氧化铜开始沉淀时的pH=________（已知：Ksp[Cu(OH)2]=2.0x10-20）
（5）已知：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
某同学为了测定CuSO4·5H2O产品的质量分数可按如下方法：取3.00g产品，用水溶解后，加入足量的KI溶液，充分反应后过滤、洗涤，将滤液稀释至250mL，取50mL加入淀粉溶液作指示剂，用0.080mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定，达到滴定终点的依据是______________。
四次平行实验耗去Na2S2O3标准溶液数据如下：
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
消耗Na2S2O3标准溶液（mL） | 25.00 | 25.02 | 26.20 | 24.98 |
此产品中CuSO4·5H2O的质量分数为__________。
