Question

【題目】已知下列數據：

物 質	熔點/℃	沸點/℃	密度/g·cm－3
乙 醇	－114	78.4	0.79
乙 酸	16.6	117.9	1.05
乙酸乙酯	－83.6	77.5	0.900
濃H2SO4		338	1.84

實驗室制取乙酸乙酯的主要裝置如上圖I所示，主要步驟為：①在30mL的大試管中按體積比2：3：2的比例配制濃硫酸、乙醇和乙酸的混合液；②按照圖I連接裝置，使產生的蒸氣經導管通到盛有10mL飽和Na2CO3溶液的(加入2滴酚酞試液)試管中；③小火加熱試管中的混合液；④待小試管中收集約2mL產物時停止加熱，撤出小試管并用力振蕩，然后靜置；⑤分離出純凈的乙酸乙酯。請回答下列問題：

（1）步驟①中，配制這一比例的混合液的操作是_____________________________；

（2）寫出該實驗制取乙酸乙酯的化學方程式_________________________________，濃H2SO4的作用是 _______________________；

（3）步驟③中，用小火加熱試管中的混合液，其原因_________________________；

（4）步驟④所觀察到的現象是___________________________________________________

（5）步驟⑤中，分離出乙酸乙酯的方法是_________________________________；

（6）為提高乙酸乙酯的產率，甲、乙兩位同學分別設計了如上圖甲、乙的裝置(乙同學待反應完畢冷卻后再用飽和Na2CO3溶液提取圓底燒瓶中產物)。你認為哪種裝置更合理，為什么？_____。

Answer 1

【答案】 先向試管中加入3mL乙醇,再緩緩加入2mL濃H2SO4和2mL乙酸，邊加邊振蕩。 CH3COOH + CH3CH2OHCH3COOCH2CH3 + H2O 催化劑，吸水劑 乙酸、乙醇、乙酸乙酯沸點接近且較低，大火加熱，反應物大量揮發損失 有氣泡產生，溶液分層，下層溶液紅色變淺 分液 乙；反應物能冷凝回流，提高乙酸乙酯的產率

【解析】分析：（1）乙酸、乙醇和濃硫酸混合時相當于濃硫酸稀釋，據此解答；

（2）在濃硫酸作催化劑、加熱條件下，乙酸和乙醇發生酯化反應生成乙酸乙酯；濃硫酸具有吸水性和催化能力；

（3）乙酸、乙醇、乙酸乙酯沸點接近且較低，溫度高時三者都易揮發；

（4）生成的乙酸乙酯中含有乙醇和乙酸，乙醇極易溶于水，乙酸和碳酸鈉反應生成乙酸鈉、二氧化碳和水，導致溶液堿性降低；

（5）根據乙酸乙酯不溶于水解答；

（6）甲、乙的區別是乙裝置能冷凝回流，據此判斷。

詳解：（1）乙酸、乙醇和濃硫酸混合時相當于濃硫酸稀釋，所以應該將濃硫酸加入乙醇和乙酸的混合溶液中，并不斷振蕩，防止局部溫度過高而產生安全事故，即先向試管中加入3mL乙醇，再緩緩加入2mL濃H2SO4和2mL乙酸，邊加邊振蕩；

（2）在濃硫酸作催化劑、加熱條件下，乙酸和乙醇發生酯化反應生成乙酸乙酯，反應方程式為CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O。由于酯化反應是可逆反應，則濃硫酸的作用除了作催化劑以外，還作吸水劑；

（3）乙酸、乙醇、乙酸乙酯沸點接近且較低，大火加熱，反應物大量蒸發損失，降低產率，所以用小火加熱；

（4）乙酸乙酯是難溶于碳酸鈉溶液的無色液體，碳酸鈉溶液呈堿性，酚酞遇堿變紅色，所以碳酸鈉溶液呈紅色，生成的乙酸乙酯中含有乙醇和乙酸，乙醇極易溶于水，乙酸和碳酸鈉反應生成乙酸鈉、二氧化碳和水，導致溶液堿性降低，所以看到的現象是有氣泡產生，溶液分層，下層溶液紅色變淺；

（5）分離互不相溶的液體采用分液方法，乙酸乙酯不溶于水，所以步驟⑤中，分離出乙酸乙酯的方法是分液；

（6）甲、乙的區別是乙裝置中反應物能冷凝回流，提高乙酸乙酯的產率，所以選乙。