题目内容
【题目】某课外小组设计的实验室制取乙酸乙酯的装置如图1所示,A中放有浓硫酸,B中放有无水乙醇、无水醋酸钠,D中放有饱和碳酸钠溶液。
已知:①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl26C2H5OH。
②有关有机物的沸点:
试剂 | 乙醚 | 乙醇 | 乙酸 | 乙酸乙酯 |
沸点/℃ | 34.7 | 78.5 | 118 | 77.1 |
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请回答:
(1)浓硫酸的作用是__________;若用同位素18O示踪法确定反应产物水分子中氧原子的提供者,写出能表示18O位置的化学方程式:__________。
(2)球形干燥管C的作用是__________。若反应前向D中加入几滴酚酞,溶液呈红色,反应结束后D中的现象是__________。
(3)采用分液法从D中分离出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水,然后加入无水氯化钙,分离出__________;再加入无水硫酸钠除去水,然后进行__________(填操作名称),以得较纯净的乙酸乙酯。
(4)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是______(填字母代号)。
A.反应掉乙酸和乙醇
B.反应掉乙酸并吸收部分乙醇
C.乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中的更小,有利于分层析出
D.加速酯的生成,提高其产率
(5)另一化学课外小组对上述实验进行了改进,设计了图2所示的装置,利用浓硫酸、乙醇、乙酸制取乙酸乙酯(铁架台、铁夹、加热装置均已略去)与图1所示装置相比,此装置的主要优点有(写出一条即可)__________。
【答案】酸性(或制取乙酸)、催化剂、吸水剂CH3COOH+CH3CH218OH
CH3CO18OC2H5+H2O防止倒吸,加速乙酸乙酯的冷凝上层无色油体液体,下层溶液颜色变浅乙醇蒸馏BC①增加了温度计,有利于控制发生装置中反应液的温度;②增加了冷凝装置,有利于收集产物乙酸乙酯
【解析】
(1)由于加入的试剂是无水醋酸钠,需要转化为醋酸,则该反应中浓硫酸的作用是酸性(或制取乙酸),另外还起催化剂、吸水剂的作用;酯化反应中羧酸提供羟基,醇通过氢原子,若用同位素18O示踪法确定反应产物水分子中氧原子的提供者,则能表示18O位置的化学方程式为CH3COOH+CH3CH218OH
CH3CO18OC2H5+H2O。
(2)圆底烧瓶受热不均,球形干燥管的管口伸入液面下可能发生倒吸,球形干燥管体积大,可以防止倒吸,加速乙酸乙酯的冷凝,同时起冷凝作用;碳酸根水解溶液呈碱性,加入几滴酚酞,溶液呈红色;碳酸钠水解呈碱性,乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,密度比水小,溶液分层,上层无色油体液体,乙酸和碳酸钠反应而使溶液红色变浅,反应结束后D中的现象是上层无色油体液体,下层溶液颜色变浅。
(3)由于无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl26C2H5OH,所以加入无水氯化钙,分离出乙醇;再加入无水硫酸钠除去水,由于乙醚与乙酸乙酯的沸点相差较大,因此通过蒸馏以得较纯净的乙酸乙酯;
(4)A.乙醇与碳酸钠不反应,A错误;
B.乙醇与水互溶,乙酸的酸性强于碳酸,所以碳酸钠的作用是反应掉乙酸并吸收部分乙醇,B正确;
C.乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中的更小,有利于分层析出,C正确;
D.根据以上分析可知碳酸钠不能加速酯的生成,提高其产率,D错误。
答案选BC。
(5)图2与图1相比增加了冷凝装置,因此与图1所示装置相比此装置的主要优点有增加了温度计,有利于控制发生装置中反应液的温度;其次增加了冷凝装置,有利于收集产物乙酸乙酯。