Question

（14分）乙酸乙酯是重要的有機合成中間體，廣泛應用于化學工業．實驗室利用下圖A裝置制備乙酸乙酯．

（1）若實驗中用乙酸和含¹⁸O的乙醇作用，該反應的化學方程式是：      
與教材采用的實驗裝置不同，此裝置中采用了球形干燥管，其作用是       ．
（2）為了證明濃硫酸在該反應中起到了催化劑和吸水劑的作用，某同學利用上圖所示裝置進行了以下4個實驗．實驗開始先用酒精燈微熱3min，再加熱使之微微沸騰3min．實驗結束后充分振蕩小試管Ⅱ再測有機層的厚度，實驗記錄如下：

實驗編號	試管Ⅰ中試劑	試管Ⅱ中試劑	有機層的厚度/cm
A	2mL乙醇、1mL乙酸、 1mL18mol?L-1 濃硫酸	飽和Na2CO3溶液	3.0
B	2mL乙醇、1mL乙酸		0.1
C	2mL乙醇、1mL乙酸、 3mL 2mol?L-1H2SO4		0.6
D	2mL乙醇、1mL乙酸、鹽酸		0.6

①實驗D的目的是與實驗C相對照，證明H⁺對酯化反應具有催化作用．實驗D中應加入鹽酸的體積和濃度分別是    mL和     mol?L^-1．
②分析實驗    （填實驗編號）的數據，可以推測出濃H₂SO₄的吸水性提高了乙酸乙酯的產率．
（3）若現有乙酸90g，乙醇138g發生酯化反應得到88g乙酸乙酯，試計算該反應的產率為         ．
（4）現擬分離含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗產品，如圖是分離操作步驟流程圖．圖中（ ）內為適當的試劑，【 】內為適當的分離方法．

①試劑a是         ；分離方法②是         ，分離方法③是      ．分離方法①是分液，在具體操作中應充分振蕩，然后靜置，待分層后       （填標號），
A．直接將乙酸乙酯從分液漏斗上口倒出  
B．直接將乙酸乙酯從分液漏斗下口放出
C．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸乙酯從下口放出
D．先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸乙酯從上口放出
②在得到的A中加入無水碳酸鈉粉末，振蕩，目的是                    ．
（5）為充分利用反應物，甲、乙兩位同學分別設計了上面圖中甲、乙兩個裝置（乙同學待反應完畢冷卻后，再用飽和碳酸鈉溶液提取燒瓶中的產物）．你認為最合理的是         

Answer 1

（1）CH₃COOH+CH₃CH₂¹⁸OHCH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O
冷凝和防止倒吸；（2）① 3； 4 ；② AC ；  
（3） 66.7% ；（4） ①飽和Na₂CO₃溶液；蒸餾； 蒸餾；D；②除去乙酸乙酯中混有的少量水（或干燥）；（5）乙。

解析試題分析：（1）若實驗中用乙酸和含¹⁸O的乙醇作用，該反應的化學方程式是：CH₃COOH+ CH₃CH₂¹⁸OH CH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O；與教材采用的實驗裝置不同，此裝置中采用了球形干燥管，其作用是冷凝和防止倒吸；（2）①實驗D的目的是與實驗C相對照，證明H⁺對酯化反應具有催化作用．由于在實驗C中使用的硫酸是3mL 2mol?L^-1，為了使條件與C相同，所以在實驗D中應加入一元強酸鹽酸的體積和濃度分別是3mL和4mol?L^-1。②分析實驗A、C 可知：其它條件相同只有硫酸的濃度不同，結構使用濃硫酸反應產生的酯多，說明濃H₂SO₄的吸水性提高了乙酸乙酯的產率；（3）n(乙酸)=90g÷60g/mol=1.5mol，n(乙醇)=138g÷46g/mol=3mol,由于乙醇過量，所以應該按照乙酸來計算得到的酯的質量。n(乙酸乙酯)=88g÷88g/mol=1mol，則該反應的產率為_1mol÷1.5mol)×100%=66.7%。（4）①試劑a是飽和Na₂CO₃溶液，通過分液分離得到：A是乙酸乙酯；B是含有乙醇、乙酸鈉、碳酸鈉的溶液；向乙酸乙酯中加入碳酸鈉固體除去其中少量的水，然后過濾得到純凈的乙酸乙酯；將B蒸餾可以得到E:乙醇;溶液是乙酸鈉、碳酸鈉的溶液；向其中加入濃硫酸，得到乙酸、硫酸鈉的混合物，利用二者沸點的不同，通過蒸餾就可以得到乙酸。分離方法①是分液，在具體操作中應充分振蕩，然后靜置，待分層后先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸乙酯從上口放出，故選項是D．②在得到的A中加入無水碳酸鈉粉末，振蕩，目的是除去乙酸乙酯中混有的少量水（或干燥）；（5）為充分利用反應物，甲、乙兩位同學分別設計了上面圖中甲、乙兩個裝置（乙同學待反應完畢冷卻后，再用飽和碳酸鈉溶液提取燒瓶中的產物）．由于甲中未發生反應的乙酸乙醇都隨著產生的酯揮發出去，所以物質的利用率降低，而乙都回流到反應裝置，從而利用率大大提高，所以我認為最合理的是乙。
考點：考查實驗室制取乙酸乙酯的反應原理、實驗操作、混合物的分離、原料的利用率等知識。