Question

實驗室用乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯．有關物質的相關數據如下表．

化合物	相對分子質量	密度/g?cm-3	沸點/℃	溶解度/100g水
正丁醇	74	0.80	118.0	9
冰醋酸	60	1.045	118.1	互溶
乙酸正丁酯	116	0.882	126.1	0.7

請回答有關問題．
I乙酸正丁酯粗產品的制備
在三孔圓底燒瓶中裝入沸石，加入18.5mL正丁醇和15.4mL冰醋酸（稍過量），再加3～4滴濃硫酸．然后安裝分水器（作用：實驗過程中不斷分離除去反應生成的水）、溫度計及回流冷凝管，加熱冷凝回流反應．
（1）本實驗過程中可能產生多種有機副產物，請寫出其中一種的結構簡式

CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃或CH₂=CHCH₂CH₃

．
（2）反應時加熱有利于提高酯的產率，但實驗發現溫度過高酯的產率反而降低，可能的原因是

乙酸、正丁醇都易揮發，溫度過高可能使乙酸、正丁醇大量揮發使產率降低，溫度過高可能發生副反應使產率降低；

．
Ⅱ乙酸正丁酯粗產品的制備
（1）將圓底燒瓶中的液體轉入分液漏斗中，并用飽和Na₂CO₃溶液洗滌有機層，該步操作的目的是

溶解正丁醇；中和乙酸；降低乙酸正丁酯的溶解度，便于分層析出；

．
（2）將酯層采用如圖1所示裝置蒸餾．
①圖2中儀器A、B的名稱分別為

蒸餾燒瓶、冷凝管

．
②蒸餾收集乙酸正丁酯產品時，應將溫度控制在

126.1℃

左右．
Ⅲ計算產率
稱量制得的乙酸正丁酯的質量為13.92g，則乙酸正丁酯的產率為

60%

．

Answer 1

分析：I（1）醇在一定條件下能發生分子內或分子間脫水生成醚或烯烴；
（2）從乙酸、正丁醇的沸點角度考慮；反應時，溫度過高可能發生副反應使產率降低；
Ⅱ（1）實驗室里用飽和碳酸鈉溶液冷卻乙酸正丁酯的原因：除去乙酸和正丁醇，并降低乙酸正丁酯的溶解度，增大水的密度，使酯浮于水面，容易分層析出，便于分離；
（2）①蒸餾燒瓶常用于分離沸點不同的液體混合物；冷凝管能冷卻蒸汽；
②根據乙酸正丁酯的沸點解答；
Ⅲ先根據酸的量計算理論上酯的量，再根據水的量計算酯的量，實際上酯的量與理論值之比即為酯的產率；

解答：解：I（1）醇在一定條件下能發生分子內或分子間脫水生成醚或烯烴，所以該條件下，正丁醇能發生分子間脫水形成醚CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃，也能形成分子內脫水生成正丁烯CH₂=CHCH₂CH₃．
故答案為：CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃或CH₂=CHCH₂CH₃；
（2）實驗發現溫度過高，乙酸正丁酯的產率反而降低，是由于乙酸、正丁醇都易揮發，使產率降低，或因溫度過高可能發生副反應使產率降低，如正丁醇在140℃，在濃硫酸催化下發生分子間脫水形成醚CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃，
故答案為：乙酸、正丁醇都易揮發，溫度過高可能使乙酸、正丁醇大量揮發使產率降低，溫度過高可能發生副反應使產率降低；
Ⅱ（1）制備乙酸正丁酯時常用飽和碳酸鈉溶液吸收乙酸正丁酯，主要是利用了乙酸正丁酯難溶于飽和碳酸鈉，正丁醇與水混溶，乙酸能被碳酸鈉吸收，易于除去雜質，
故答案為：溶解正丁醇；中和乙酸；降低乙酸正丁酯的溶解度，便于分層析出；
（2）①蒸餾燒瓶能將液體變成蒸氣，把蒸汽引出，再經過冷凝管，冷凝管是雙層玻璃管，它能使蒸氣，冷卻后就變成純度較高的乙酸正丁酯，
故答案為：蒸餾燒瓶、冷凝管；
②乙酸正丁酯的沸點為126.1℃，所以蒸餾收集乙酸正丁酯產品時，應將溫度控制在126.1℃左右，
故答案為：126.1℃；
Ⅲ．正丁醇的質量=0.8 g/mL×18.5mL=14.8g；冰醋酸的質量=1.045g/mL×15.4mL=16.093g；
先根據方程式判斷哪種物質過量，以不足量的為標準進行計算．
理論上14.8g正丁醇完全反應生成酯的質量為xg，需乙酸的質量是yg．
乙酸和正丁醇的反應方程式為CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OH

濃硫酸

加熱

CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O
                              60g     74g              116g            18g
                               yg      14.8g              xg
                                                          
所以x=23.2  y=12g＜16.093g   所以乙酸過量，乙酸正丁酯的產率=

13.92

23.2

×100%=60%．
故答案為：60%．

點評：本題考查乙酸乙酯的制備，比較綜合，題目難度較大，注意相關基礎知識的積累．