Question

19．某研究性学习小组成员分别设计了如下甲、乙、丙三套实验装置制取乙酸乙酯．请回答下列问题：


（1）．写出实验室制取乙酸乙酯的化学方程式CH₃COOH+CH₃CH₂OH $?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O
（2）．甲、乙、丙三套实验装置中，不宜选用的装置是丙 （填甲、乙、丙）
（3）．现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品，如图是分离操作步骤流程图，请回答．

试剂a是饱和碳酸钠溶液；分离方法①是分液，分离方法②是蒸馏．
（4）．为了证明浓硫酸在反应中起到了催化剂和吸水剂的作用，某同学利用上图中某装置进行了以下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乙再测有机层的厚度，实验记录如下：

实验编号	试管甲中试剂	试管乙中试剂	有机层的厚度/cm
A	2 mL乙醇、1 mL乙酸、 1mL18mol•L-1 浓硫酸	饱和Na2CO3溶液	3.0
B	2 mL乙醇、1 mL乙酸		0.1
C	2 mL乙醇、1 mL乙酸、 3 mL 2mol•L-1 H2SO4		0.6
D	2 mL乙醇、1 mL乙酸、盐酸		0.6

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3mL和4 mol•L^-1．
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．

Answer 1

分析 （1）乙酸与乙醇在加热、浓硫酸条件下反应生成乙酸乙酯和水；
（2）长导管不能伸到B试管液面下，防止造成溶液倒吸入加热反应物的试管中；
（3）由分离流程可知，分离粗产品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物，加入饱和碳酸钠溶液，乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠，采用分液的方法即可，水层中的乙酸钠要用硫酸反应得到乙酸，再蒸馏得到乙酸；
（4）中实验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，应保证乙酸、乙醇、氢离子浓度相等；分析使用浓硫酸和稀硫酸的实验，比较哪种条件下生成的乙酸乙酯多，可以推测出浓H₂SO₄的吸水性提高了乙酸乙酯的产率．

解答 解：（1）乙酸与乙醇在加热、浓硫酸条件下反应生成乙酸乙酯和水，其反应的方程式为：CH₃COOH+CH₃CH₂OH $?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O；
故答案为：CH₃COOH+CH₃CH₂OH $?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O；
（2）长导管不能伸到B试管液面下，防止B试管中溶液倒吸入A试管中，丙装置B试管中导管伸入液面下，容易发生倒吸，
故答案为：丙；
（3）乙酸乙酯是不溶于水的物质，乙醇和乙酸均是易溶于水的，乙酸和乙醇的碳酸钠水溶液是互溶的，分离粗产品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物，加入饱和碳酸钠溶液，实现酯与乙酸和乙醇的分离，分离油层和水层采用分液的方法即可．对水层中的乙酸钠和乙醇进一步分离时应采取蒸馏操作分离出乙醇．然后水层中的乙酸钠，根据强酸制弱酸，要用浓硫酸反应得到乙酸，再蒸馏得到乙酸；
故答案为：饱和Na₂CO₃溶液；分液；蒸馏；
（4）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，应保证乙酸、乙醇、氢离子浓度相等，实验C中 2mL乙醇、1mL乙酸、3mL 2mol•L^-1 H₂SO₄，实验D中 2mL乙醇、1mL乙酸、盐酸，要保证溶液体积一致，才能保证乙醇、乙酸的浓度不变，故盐酸体积为3mL，实验D与实验C中H⁺的浓度一样，所以盐酸的浓度为$\frac{3mL×2mol/L×2}{3mL}$=4mol/L，
故答案为：4；
②根据表中数据可知，实验A和C中分别加入了浓硫酸和稀硫酸，所以通过分析实验A、C的数据，可以推测出浓H₂SO₄的吸水性提高了乙酸乙酯的产率，
故答案为：AC．

点评 本题考查了乙酸乙酯的制备、混合物分离提纯方法的实验设计，把握乙酸乙酯的反应原理、混合物分离流程、分离方法及发生的反应等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度中等．