2.實(shí)驗(yàn)室用乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯.有關(guān)物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
化合物相對分子質(zhì)量 密度/g•cm-3  沸點(diǎn)/℃溶解度g/l00g水
正丁醇740.80118.09
冰醋酸601.045118.1互溶
    乙酸正丁酯1160.882 126.10.7
操作如下:
①在50mL三頸燒瓶中投入幾粒沸石,將18.5mL正丁醇和13.4mL冰醋酸(過量),3~4滴濃硫酸按一定順序均勻混合,安裝分水器(作用:實(shí)驗(yàn)過程中不斷分離除去反應(yīng)生成的水)、溫度計(jì)及回流冷凝管.
②將分水器分出的酯層和反應(yīng)液一起倒入分液漏斗中依次用水洗,10% Na2CO3洗,再水洗,最后轉(zhuǎn)移至錐形瓶并干燥.
③將干燥后的乙酸正丁酯加入燒瓶中,常壓蒸餾,收集餾分,得15.1g乙酸正丁酯.
請回答有關(guān)問題:
(1)寫出任意一種正丁醇同類的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式CH3CH2CH(OH)CH3
(2)儀器A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH$?_{△}^{濃硫酸}$CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O.
(3)步驟 ①向三頸燒瓶中依次加入的藥品是:正丁醇,濃硫酸,冰醋酸.
(4)步驟 ②中,用 10%Na2CO3溶液洗滌有機(jī)層,該步操作的目的是除去酯中混有的乙酸和正丁醇.
(5)步驟 ③在進(jìn)行蒸餾操作時(shí),若從118℃開始收集餾分,產(chǎn)率偏高,(填“高”或“低”)原因是會收集到少量未反應(yīng)的冰醋酸和正丁醇
(6)該實(shí)驗(yàn)生成的乙酸正丁酯的產(chǎn)率是65%.

分析 (1)丁醇同類的同分異構(gòu)體,必須含有醇羥基,也可以看成是羥取代丁烷同分異構(gòu)體上的氫;
(2)根據(jù)酯化反應(yīng)原理酸脫羥基醇脫氫寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式;
(3)先加密度小的藥品,再加入密度較大的藥品;
(4)乙酸丁酯不溶于飽和碳酸鈉溶液,乙酸與碳酸鈉反應(yīng)而被吸收;
(5)若從118℃便開始收集餾分此時(shí)的蒸氣中含有醋酸和正丁醇,會收集到少量未反應(yīng)的冰醋酸和正丁醇,導(dǎo)致獲得的乙酸正丁酯質(zhì)量偏大;
(6)先根據(jù)酸的量計(jì)算理論上酯的量,再根據(jù)水的量計(jì)算酯的量,實(shí)際上酯的量與理論值之比即為酯的產(chǎn)率.

解答 解:(1)丁醇同類的同分異構(gòu)體,必須含有醇羥基,也可以看成是羥取代丁烷同分異構(gòu)體上的氫,其中一種的結(jié)構(gòu)簡式為:CH3CH2CH(OH)CH3,故答案為:CH3CH2CH(OH)CH3;
(2)酯化反應(yīng)的本質(zhì)為酸脫羥基,醇脫氫,乙酸與丁醇在濃硫酸作用下加熱發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸丁酯和水,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),化學(xué)方程式為:CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH$?_{△}^{濃硫酸}$CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O,故答案為:CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH$?_{△}^{濃硫酸}$CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O;
(3)先加密度小的藥品,再加入密度較大的藥品,所以先后順序?yàn)椋赫〈,濃硫酸,冰醋酸,故答案為:正丁醇,濃硫酸,冰醋酸?
(4)乙酸丁酯不溶于飽和碳酸鈉溶液,吸收正丁醇,乙酸與碳酸鈉反應(yīng)而被吸收,故答案為:除去酯中混有的乙酸和正丁醇;
(5)若從118℃便開始收集餾分此時(shí)的蒸氣中含有醋酸和正丁醇,會收集到少量未反應(yīng)的冰醋酸和正丁醇,因此會導(dǎo)致產(chǎn)率偏高,
故答案為:高;會收集到少量未反應(yīng)的冰醋酸和正丁醇;
(6)正丁醇的質(zhì)量=0.8 g/mL×18.5mL=14.8g;冰醋酸的質(zhì)量=1.045g/mL×13.4mL=14.003g;
理論上14.8g正丁醇完全反應(yīng)生成酯的質(zhì)量為xg,需乙酸的質(zhì)量是yg.
乙酸和正丁醇的反應(yīng)方程式為CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH(7)正丁醇的質(zhì)量=0.8 g/mL×18.5mL=14.8g;冰醋酸的質(zhì)量=1.045g/mL×13.4mL=14.003g;
理論上14.8g正丁醇完全反應(yīng)生成酯的質(zhì)量為xg,需乙酸的質(zhì)量是yg.
乙酸和正丁醇的反應(yīng)方程式為CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH$?_{△}^{濃硫酸}$CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
                           60g        74g                 116g      18g
                           yg         14.8g                xg

所以x=23.2 y=12g<14.003g 所以乙酸過量,乙酸正丁酯的產(chǎn)率=$\frac{15.1g}{23.2g}$×100%≈65%.
故答案為:65%.

點(diǎn)評 本題主要考查了酯的制備,掌握酯的制備原理以及運(yùn)用原理理解實(shí)驗(yàn)裝置是解答的關(guān)鍵,題目難度中等.試題充分培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.實(shí)驗(yàn)室里用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物)和綠礬(FeSO4•7H2O),其過程如圖1所示:

(1)畫出鐵的原子結(jié)構(gòu)示意圖
(2)過程①中,F(xiàn)eS和O2、H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO43+6H2O+4S.
(3)過程③中,需要加入的物質(zhì)名稱是Fe(或鐵).過程④的實(shí)驗(yàn)操作蒸發(fā)結(jié)晶.
(4)過程⑥中,將溶液Z加熱到70℃~80℃,目的是促進(jìn)Fe3+的水解.
(5)8.34g FeSO4•7H2O樣品在隔絕空氣條件下受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如圖2所示.下列說法中正確的是D
A.溫度為78℃時(shí)固體物質(zhì)M的化學(xué)式為FeSO4•5H2O
B.溫度為159℃時(shí)固體物質(zhì)N的化學(xué)式為FeSO4•3H2O
C.在隔絕空氣條件下由N得到P的化學(xué)方程式為FeSO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+SO3
D.取適量380℃時(shí)所得的樣品P,隔絕空氣加熱至650℃,得到一種固體物質(zhì)Q,同時(shí)有兩種無色氣體生成,Q的化學(xué)式為Fe2O3
(6)實(shí)驗(yàn)室為測定所得到的聚鐵樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù),進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn).①用分析天平稱取樣品2.700g;②將樣品溶于足量鹽酸后,加入足量的氯化鋇溶液;③過濾、洗滌、干燥、稱量,得固體質(zhì)量為3.495g.若該聚鐵主要成分為[Fe(OH)SO4]n,則該聚鐵中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.1%.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

16.有機(jī)化學(xué)中的反應(yīng)類型較多,將下列反應(yīng)歸類(填序號).
①由乙炔制氯乙烯                 ②乙烷在空氣中燃燒
③乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色     ④乙烯使酸性高錳酸鉀溶液褪色
⑤由乙烯制聚乙烯                 ⑥甲烷與氯氣在光照的條件下反應(yīng)
⑦溴乙烷和氫氧化鈉的乙醇溶液共熱   ⑧由甲苯制取TNT
⑨乙苯的制備:

(1)其中屬于取代反應(yīng)的是⑥⑧;屬于氧化反應(yīng)的是②④;屬于加成反應(yīng)的是①③⑨;屬消去反應(yīng)的是⑦;     屬于聚合反應(yīng)的是⑤.
(2)寫出⑦和⑧的化學(xué)方程式:⑦

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.下列實(shí)驗(yàn)操作或原理不正確的是(  )
A.紙層析法中的展開劑之所以能夠展開的主要原理是毛細(xì)現(xiàn)象
B.抽濾時(shí),濾紙要小于布氏漏斗
C.萃取操作時(shí),應(yīng)選擇有機(jī)萃取劑,且萃取劑的密度必須比水大
D.測定溶液pH的操作:將pH試紙置于表面皿上,用潔凈玻璃棒蘸取溶液,點(diǎn)在pH試紙的中部,與對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

17.(1)在第三周期中,第一電離能最小的元素是Na,電負(fù)性最大的元素是Cl(用元素符號表示).
(2)第三周期原子中p軌道半充滿的元素是P(用元素符號表示).
(3)第二周期原子中,未成對電子數(shù)等于其周期序數(shù)的原子有C和O(用元素符號表示).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA.下列敘述正確的是(  )
A.1.0L 0.1mol/L的NH4Cl溶液中NH4+的個(gè)數(shù)為0.1NA
B.常溫下,Cu-Zn原電池中,正極產(chǎn)生1.12LH2時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.1NA
C.常溫下,0.05mol CO2和SO2混合氣體中所含氧原子數(shù)為0.1NA
D.高溫高壓下,1.4 g N2與0.3 g H2反應(yīng),生成的NH3分子數(shù)為0.1NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

14.鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱,也可以用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(△H),化學(xué)反應(yīng)的△H等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差.參考以下表格的鍵能數(shù)據(jù),回答下列問題:
化學(xué)鍵Si-OSi-ClH-HH-ClSi-SiSi-C
鍵能/kJ•mol-1460360436431176347
(1)比較下列兩組物質(zhì)的熔點(diǎn)高低(填“>”或“<”)
SiC>Si; SiCl4<SiO2
(2)能不能根據(jù)鍵能的數(shù)據(jù)判斷單質(zhì)Si 和化合物SiCl4的熔點(diǎn)高低?不能(填“能”或“不能”),理由是物質(zhì)熔點(diǎn)高低由構(gòu)成物質(zhì)的微粒間作用力決定,單質(zhì)Si屬于原子晶體,原子間作用力是共價(jià)鍵;SiCl4屬于分子晶體,分子間作用力是范德華力,比共價(jià)鍵弱得多.因此不能都根據(jù)鍵能來判斷物質(zhì)的熔點(diǎn)高低(提示對比二者晶體類型及內(nèi)部微粒作用力)
(3)如圖立方體中心的“•”表示金剛石晶體中的一個(gè)原子,請?jiān)诹⒎襟w的頂點(diǎn)用“•”表示出與之緊鄰的碳原子;
(4)工業(yè)上高純硅可通過下列反應(yīng)制取:SiCl4(g)+2H2(g)$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si(s)+4HCl(g)
計(jì)算該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H為+236 kJ/mol(要包含數(shù)據(jù)和焓變單位)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

11.下列化學(xué)式只代表一種物質(zhì)分子的是( 。
A.CH2Cl2B.C2H4Cl2C.C4H10D.C2H6O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.下列敘述錯誤的是(  )
A.合金材料中可能含有非金屬元素
B.淀粉、纖維素和光導(dǎo)纖維都是有機(jī)高分子化合物
C.加熱能殺死流感病毒是因?yàn)椴《镜牡鞍踪|(zhì)受熱變性
D.在汽車排氣管上加裝“催化轉(zhuǎn)化器”是為了減少有害氣體的排放

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