题目内容

1．乙酸丁酯是重要的化工原料，具有水果香味．实验室制备乙酸丁酯的反应、装置示意图和有关信息如下：
CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH$?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O

（1）乙酸丁酯粗产品的制备在干燥的50mL圆底烧瓶中，装入沸石，加入12.0mL正丁醇和16.0mL冰醋酸（过量），再加3～4滴浓硫酸．然后再安装分水器（作用：实验过程中不断分离除去反应生成的水）、冷凝管，然后小火加热．将烧瓶中反应后的混合物冷却与分水器的酯层合并．装置中冷水应从b（填“a”或“b”）管口通入；通过分水器下端旋塞分出的生成物是水，其目的是分离酯化反应生成的水，使平衡正向移动，提高反应产率．
（2）乙酸丁酯的精制，将乙酸丁酯粗产品用如下的操作进行精制：①水洗、②蒸馏、③用无水MgSO4干燥、④用10%碳酸钠洗涤．
①正确的操作步骤是C（填标号）．
A．①②③④B．③①④②C．①④①③②D．④①③②③
②分液漏斗有两种，如图．分液时应选择图中梨形分液漏斗，其原因是梨形分液漏斗靠近旋塞处比较细长，双液界面更清晰，分离更完全．

③蒸馏操作时，需收集126℃的馏分，沸点大于140℃的有机化合物的蒸馏，一般不用上述冷凝管而用空气冷凝管，可能原因是防止因温差过大，冷凝管炸裂．
（3）计算产率，测量分水器内由乙酸与丁醇反应生成的水体积为1.8mL，假设在制取乙酸丁酯过程中反应物和生成物没有损失，且忽略副反应，计算乙酸丁酯的产率为62.5%．

分析 （1）根据冷水从下进上出冷却效果好判断进水口；正丁醇和冰醋酸反应生成乙酸丁酯和水，水的密度较大；除掉生成物平衡右移；
（2）①根据各物质的溶解性及性质进行排序；
②A为球形分液漏斗，常用进行加液使用，B为梨形分液漏斗多用于分液操作使用；
③乙酸丁酯的沸点在126℃，蒸馏时主要收集的就是乙酸丁酯，玻璃仪器的内外温差太大会导致仪器破裂；
（3）先根据酸的量计算理论上酯的量，再根据水的量计算酯的量，实际上酯的量与理论值之比即为酯的产率．

解答 解：（1）根据冷水从下进上出冷却效果好判断进水口为b，正丁醇和冰醋酸反应生成乙酸丁酯和水，水的密度较大，分水器下端旋塞分出的生成物是水，生成乙酸丁酯的反应为可逆反应，分离酯化反应生成的水，使平衡正向移动，提高反应产率，
故答案为：b；水；分离酯化反应生成的水，使平衡正向移动，提高反应产率；
（2）①因为正丁醇和乙酸都具有挥发性，所以制取的酯中含有正丁醇和乙酸，第一步水洗除去酯中的正丁醇和乙酸；第二步用10%碳酸钠洗涤除去乙酸；第三步用水洗涤除去碳酸钠溶液；第四步用无水硫酸镁干燥除去水；第五步蒸馏，制得较纯净的酯，正确的顺序①④①③②，故选C，
故答案为：C；
②图中为球形分液漏斗，常用进行加液使用，梨形分液漏斗多用于分液操作使用，梨形分液漏斗靠近旋塞处比较细长，双液界面更清晰，分离更完全，应选择梨形分液漏斗进行分液操作，
故答案为：梨；梨形分液漏斗靠近旋塞处比较细长，双液界面更清晰，分离更完全；
③乙酸丁酯的沸点在126℃，蒸馏时主要收集的就是乙酸丁酯，所以要收集126℃的馏分，玻璃仪器的内外温差太大会导致仪器破裂，所以沸点大于140℃的有机化合物的蒸馏，一般不用有水的冷凝管而用空气冷凝管，
故答案为：126；防止因温差过大，冷凝管炸裂；
（3）正丁醇的质量=0.80 g/mL×12mL=9.6g；冰醋酸的质量=1.1g/mL×16mL=17.6g；
先根据方程式判断哪种物质过量，以不足量的为标准进行计算．
理论上9.6g正丁醇完全反应需要的丁酸的质量为xg，生成酯的质量为zg，生成1.8g水时同时生成酯的质量是yg．
乙酸和正丁醇的反应方程式为CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH$→_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
                                                     60g            74g                                   116g                     18g
                                                    9.6g            xg                                        zg
                                                                                                                   yg                    1.8g
  
x=$\frac{9.6×74}{60}$g=11.84g＜17.6g，所以丁醇过量，理论上生成乙酸丁酯的质量z=$\frac{116×9.6}{60}$g=18.56g，
y=$\frac{116×1.8}{18}$g=11.6g
乙酸正丁酯的产率=$\frac{11.6g}{18.56g}$×100%=62.5%．
故答案为：62.5%．

点评 本题考查了物质的制备实验方案设计，题目涉及实验操作、实验原理、物质的性质的应用、分离提纯、有关方程式的计算等，题目难度中等，侧重于考查学生的实验探究能力和数据处理能力．

练习册系列答案
相关题目
1．下列离子方程式书写正确的是（　　）
A．硫酸酸与氢氧化钡反应             Ba2++OH-+H++SO42-═BaSO4↓+H2O
B．过量CO2通入NaOH溶液中　          CO2+OH-=H CO3-
C．硝酸银溶液中加入铜粉             Ag++Cu═Cu2++Ag↓
D．锌与稀硝酸反应                   Zn+2H+═Zn2++H2↑
12．以黄铜矿精矿为原料，制取金属铜的工艺如下所示：
Ⅰ．将黄铜矿精矿（主要成分为CuFeS2，含有少量CaO、MgO、Al2O3）粉碎
Ⅱ．采用如图所示装置进行电化学浸出实验．
将精选黄铜矿粉加入电解槽的阳极区，恒速搅拌，使矿粉溶解．在阴极区通入氧气，并加入少量催化剂．
Ⅲ．一段时间后，抽取阴极区溶液，向其中加入有机萃取剂（RH）发生反应：2RH（有机相）+Cu2+（水相）?R2Cu（有机相）+2H+（水相）分离出有机相，向其中加入一定浓度的硫酸，使Cu2+得以再生．
Ⅳ．电解硫酸铜溶液制得金属铜．
（1）黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应：
CuFeS2+4H+═Cu2++Fe2++2H2S↑    
2Fe3++H2S═2Fe2++S↓+2H+
阳极区硫酸铁的主要作用是吸收硫化氢气体，防止环境污染．
（2）阴极区，电极上开始时有大量气泡产生，后有红色固体析出，一段时间后红色固体溶解．写出析出红色固体的反应方程式Cu2++2e-=Cu．
（3）若在实验室进行步骤Ⅲ，分离有机相和水相的主要实验仪器是分液漏斗．           
（4）步骤Ⅲ，向有机相中加入一定浓度的硫酸，Cu2+得以再生的原理是增大H+浓度，使平衡2RH（有机相）+Cu2+（水相）?R2Cu（有机相）+2H+（水相）逆向移动，Cu2+进入水相得以再生
（5）步骤Ⅳ，若电解200mL0.5mol/L的CuSO4溶液，生成铜3.2g，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是c（H+）＞c（SO42-）＞c（Cu2+）＞c（OH-）．
9．在初始温度为500℃、容积恒定为10L的三个密闭容器中，如图充料发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）十H2O（g）△H=-25kJ/mol．已知乙达到平衡时气体的压强为开始时的0.55倍；乙、丙中初始反应方向不同，平衡后对应各组分的体积分数相等．下列分析正确的是（　　）
A．刚开始反应时速率：甲＜乙B．平衡后反应放热：甲＞乙
C．500℃下该反应平衡常数：K=3×102D．若a≠0，则0.9＜b＜l
16．正丁醛是一种化工原料．某实验小组利用如下装置合成正丁醛．
发生的反应如下：CH3CH2CH2CH2OH$→_{H_{2}SO_{4}△}^{Na_{2}Cr_{2}O_{2}}$CH3CH2CH2CHO
反应物和产物的相关数据如下：
沸点/℃密度（g•cm-3）水中溶解性
正丁醇117.20.8109微溶
正丁醛75.50.8107微溶
实验步骤如下：
①将6.0gNa2Cr2O7放入100mL烧杯中，加30mL水溶解，再缓慢加入5mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中．
②在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石，加热．当有蒸汽出现时，开始滴加B中溶液．滴加过程中保持反应温度为90～95℃，在E中收集90℃以下的馏分．
③将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75～77℃馏分，产量2.0g．
回答下列问题：
（1）B仪器的名称是分液漏斗，D仪器的名称是直形冷凝管．
（2）沸石的作用是防止暴沸．
（3）将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分液时，水在下层（填“上”或“下”）
（4）反应温度应保持在90～95℃，其原因是保证正丁醛及时蒸出，又可尽量避免其被进一步氧化．
（5）本实验中，正丁醛的产率为51%．
6．将固体NH4I置于密闭容器中，在一定温度下发生下列反应：①NH4I（s）═NH3（g）+HI（g）；②2HI（g）═H2（g）+I2（g）达到平衡时，c（H2）=0.5mol•L-1，c（HI）=5mol•L-1，则此温度下反应①的平衡常数为
（　　）
A．36B．30C．25D．20
13．现用18.4mol/L的浓H2SO4来配制500mL0.2mol/L的稀H2SO4．可供选择的仪器有：①玻璃棒②烧瓶③烧杯④胶头滴管⑤量筒⑥托盘天平⑦药匙．
请回答下列问题：
（1）上述仪器中，在配制稀H2SO4时不需要使用的有②⑥⑦（填代号），还缺少的仪器是500mL容量瓶．
（2）将所配制的稀H2SO4进行测定，发现浓度大于0.2mol/L．请你分析配制过程中可能引起浓度偏高的原因（答出两点）移液后未冷却立刻定容、定容时俯视刻度线．
10．现有①铜片、②NaCl、③NH3、④醋酸、⑤CO2、⑥盐酸、⑦浓H2SO4、⑧KOH、⑨蔗糖、⑩H2CO3，其中属于电解质的是②④⑧⑩，属于非电解质的③⑤⑨（填序号）
11．KI+5KIO3+3H2S=3I2+3K2SO4+3H2O，下列说法正确的是（　　）
A．3 mol H2S可还原4mol的KIO3
B．氧化剂和还原剂物质的量之比为5：4
C．I2是还原产物，K2SO4是氧化产物
D．1molKIO3可氧化0.2mol的KI

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网