Question

【題目】某學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯的主要步驟如下：①在大試管A中配制反應(yīng)混合液；②按圖甲所示連接裝置（裝置氣密性良好），用小火均勻加熱大試管5～10min；③待試管B收集到一定量產(chǎn)物后停止加熱，撤去導(dǎo)管并用力振蕩，然后靜置待分層；④分離出乙酸乙酯層，洗滌、干燥。

已知乙醇可以與氯化鈣反應(yīng)，生成微溶于水的CaCl26C2H5OH；無水硫酸鈉易吸水形成硫酸鈉結(jié)晶水合物。有關(guān)試劑的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：

物質(zhì)	熔點(diǎn)/℃	沸點(diǎn)/℃	密度/gcm﹣3
乙醇	﹣117.3	78.5	0.789
乙酸	16.6	117.9	1.05
乙酸乙酯	﹣83.6	77.5	0.90
濃硫酸(98%)		338.0	1.84

(1) 請用同位素18O示蹤法確定反應(yīng)產(chǎn)物水分子中氧原子的提供者，寫出能表示18O在反應(yīng)前后位置變化的化學(xué)方程式：_______。

(2)上述實(shí)驗(yàn)中飽和Na2CO3溶液的作用是_____________。

(3)寫出步驟③中觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象______。

(4)分離出乙酸乙酯層后，一般用飽和CaCl2溶液洗滌，通過洗滌可除去的雜質(zhì)是_____（填名稱）；干燥乙酸乙酯可選用的干燥劑為下列四個選項(xiàng)中的_____（填字母）。

a．P2O5 b．無水硫酸鈉 c．堿石灰 d．NaOH固體

(5)某化學(xué)課外小組設(shè)計了圖乙所示的裝置制取乙酸乙酯（圖中鐵架臺、鐵夾、加熱裝置均已略去），與圖甲裝置相比，圖乙裝置的主要優(yōu)點(diǎn)有___（填字母）。

a．增加了溫度計，有利于控制反應(yīng)溫度

b．增加了分液漏斗，能隨時補(bǔ)充反應(yīng)混合液

c．增加了冷凝裝置，有利于收集產(chǎn)物

d．反應(yīng)容器容積大，容納反應(yīng)物的量多，反應(yīng)速率加快

(6)實(shí)驗(yàn)中加入乙酸的質(zhì)量為2.1 g，最終制得1.848 g乙酸乙酯，則乙酸的轉(zhuǎn)化率為_____

Answer 1

【答案】CH3CO18OH+C2H5OHCH3COOC2H5+H218O 中和乙酸，吸收乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度有利于其分層析出； 試管B中的液體分為上下兩層，上層為無色油狀液體，可聞到水果香味，(振蕩有氣泡產(chǎn)生) 乙醇 b abc 60%

【解析】

(1)乙酸和乙醇在濃硫酸的催化作用下反應(yīng)生成乙酸乙酯和水，脫水方式是酸脫羥基醇脫氫；

(2)乙酸具有酸性，能和飽和碳酸鈉溶液反應(yīng)而把被吸收，乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度較小，乙醇能夠被溶液中的水吸收；

(3)乙酸乙酯是有香味的無色油狀液體，不溶于飽和鹽酸鈉，密度小于水；

(4)根據(jù)乙酸的酸性和乙酸乙酯難溶于飽和碳酸鈉分析，干燥乙酸乙酯，用無水硫酸鈉除去少量的水，無水硫酸鈉吸水形成硫酸鈉結(jié)晶水合物；

(5)從該裝置與傳統(tǒng)制備裝置的使用的儀器的不同進(jìn)行增加了溫度計、增加反應(yīng)物、增加了冷凝裝置等；

(6)先計算出乙酸的物質(zhì)的量，根據(jù)乙酸乙酯的質(zhì)量計算反應(yīng)的乙酸的物質(zhì)的量，然后根據(jù)物質(zhì)轉(zhuǎn)化率計算公式得到乙酸的轉(zhuǎn)化率。

(1)乙酸和乙醇在濃硫酸的催化作用下反應(yīng)生成乙酸乙酯和水，反應(yīng)時酸脫羥基醇脫氫，所以表示脫水方式的反應(yīng)方程式為：CH3CO18OH+C2H5OHCH3COOC2H5+H218O；

(2)混合物加熱時，乙醇和乙酸都揮發(fā)，隨反應(yīng)產(chǎn)生的乙酸乙酯進(jìn)入到試管中，乙酸具有酸性，能和飽和碳酸鈉溶液反應(yīng)而把被吸收，乙醇能溶解在飽和碳酸鈉溶液中，乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度較小，易于分離，所以飽和碳酸鈉溶液的作用是中和乙酸，吸收乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度有利于其分層析出；

(3)乙酸乙酯是有香味的無色油狀液體，不溶于飽和碳酸鈉溶液，密度比水小，故③振蕩后會觀察到試管B中的液體分為上下兩層，上層為無色油狀液體，可聞到水果香味，下層無色；

(4)乙酸乙酯中混有碳酸鈉和乙醇，用飽和食鹽水萃取碳酸鈉，用氯化鈣除去其中的少量乙醇，反應(yīng)產(chǎn)生CaCl26C2H5OH；用無水硫酸鈉除去少量的水，無水硫酸鈉吸水形成硫酸鈉結(jié)晶水合物；不能選擇P2O5、堿石灰和NaOH等固體干燥劑，以防乙酸乙酯在酸性(P2O5遇水生成酸)或堿性條件下水解；

(5)a.從該裝置與傳統(tǒng)制備裝置的使用的儀器的不同進(jìn)行分析，增加了溫度計，有利于控制發(fā)生裝置中反應(yīng)液的溫度，a正確；

b.根據(jù)反應(yīng)的可逆性特點(diǎn)，增加反應(yīng)物有利于平衡向正方向移動，提高乙酸乙酯的產(chǎn)量，b正確；

c.增加了冷凝裝置，有利于收集產(chǎn)物，c正確；

d.反應(yīng)容器容積大，容納反應(yīng)物的量多，但物質(zhì)的濃度不變，所以化學(xué)反應(yīng)速率不變，d錯誤；

故合理選項(xiàng)是abc；

(6)乙酸的物質(zhì)的量為n(乙酸)==0.035mol，反應(yīng)產(chǎn)生的乙酸乙酯的物質(zhì)的量為n(乙酸乙酯)==0.021mol，根據(jù)反應(yīng)方程式可知：每有1mol乙酸反應(yīng)，會產(chǎn)生1mol乙酸乙酯，所以根據(jù)乙酸乙酯的物質(zhì)的量可知反應(yīng)消耗的乙酸的物質(zhì)的量是0.021mol，則乙酸的轉(zhuǎn)化率是×100%=60%。