Question

12．如图在试管甲中先加入2mL 95%的乙醇，并在摇动下缓缓加入2mL浓硫酸，充分摇匀，冷却后再加入2克无水乙酸钠，用玻璃棒充分搅拌后将试管固定在铁架台上，在试管乙中加入5ml 饱和的碳酸钠溶液，按图连接好装置，用酒精灯对试管甲小火加热3～5min后，改用大火加热，当观察到左试管中有明显现象时停止实验．试回答：
（1）试管乙中观察到的现象是液体分层，产生气泡
（2）液体混合加热时液体容积不能超过其容积的$\frac{1}{3}$，本实验反应开始时用小火加热的原因是加快反应速率，同时又防止了反应物未来得及反应而挥发损失；（已知乙酸乙酯的沸点为77℃；乙醇的沸点为78.5℃；乙酸的沸点为117.9℃）
（3）试管甲中加入浓硫酸的目的是催化剂、吸水剂
（4）该实验中长导管的作用是导气、冷凝，其不宜伸入试管乙的溶液中，原因是防止加热不充分而倒吸
（5）试管乙中饱和Na₂CO₃的作用是除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度，便于分层析
（6）写出试管甲中发生反应的化学方程式2CH₃COONa+H₂SO₄+2CH₃CH₂OH$→_{△}^{浓硫酸}$2CH₃COOC₂H₅+2H₂O+Na₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）试管乙饱和碳酸钠溶液中，生成的乙酸乙酯在水溶液上层，试管中观察到的现象是：溶液分层，在饱和碳酸钠上层产生有特殊香味的无色液体；
（2）依据实验基本操作分析，液体混合加热时液体容积不能超过其容积的三分之一，开始时用小火加热的原因是加快反应速率，避免反应物的挥发；
（3）浓硫酸的作用是利用酸性和醋酸钠制乙酸，浓硫酸做酯化反应的催化剂和吸水剂；
（4）加热反应过程中乙醇、乙酸乙挥发出，长导管起到冷凝作用，不宜伸入试管乙的溶液中是防止加热不充分发生倒吸；
（5）实验室里用饱和碳酸钠溶液冷却乙酸乙酯的原因：一是利用碳酸钠溶液中的水溶解乙醇（乙醇在水里的溶解度大于乙酸乙酯），二是碳酸钠能跟乙酸反应吸收乙酸，便于闻到乙酸乙酯的香味，而乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠溶液，这样就可以获得较为纯净的乙酸乙酯液体；
（6）装置中发生的反应是利用醋酸钠和浓硫酸反应生成醋酸和乙醇在浓硫酸催化作用下发生酯化反应，生成乙酸乙酯和水．

解答 解：（1）试管乙饱和碳酸钠溶液中，生成的乙酸乙酯在水溶液上层，试管中观察到的现象是：液体分层，在饱和碳酸钠上层产生有特殊香味的无色液体，
故答案为：液体分层，产生气泡；
（2）液体混合加热时液体容积不能超过其容积的三分之一，开始时用小火加热的原因是加快反应速率，避免为反应的反应物的挥发；
故答案为：$\frac{1}{3}$；加快反应速率，同时又防止了反应物未来得及反应而挥发损失；
（3）用酸性和醋酸钠制乙酸，浓硫酸有吸水性，促进该反应向正反应方向移动，浓硫酸能加快反应速率，所以浓硫酸作酸、催化剂和吸水剂，
故答案为：催化剂、吸水剂；
（4）已知乙酸乙酯的沸点为77℃；乙醇的沸点为78.5℃；乙酸的沸点为117.9℃，加热反应过程中乙醇、乙酸乙挥发出，长导管起到冷凝作用，不宜伸入试管乙的溶液中是防止加热不充分发生倒吸；
故答案为：导气、冷凝；防止加热不充分而倒吸；
（5）碳酸钠溶液中的水溶解乙醇，能跟乙酸反应吸收乙酸，便于闻到乙酸乙酯的香味，降低乙酸乙酯的溶解度，使乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠溶液，便于分层，
故答案为：除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度，便于分层析；
（6）装置中发生的反应是利用醋酸钠和浓硫酸反应生成醋酸和乙醇在浓硫酸催化作用下发生酯化反应，生成乙酸乙酯和水，反应的化学方程式为2CH₃COONa+H₂SO₄+2CH₃CH₂OH$→_{△}^{浓硫酸}$2CH₃COOC₂H₅+2H₂O+Na₂SO₄，
故答案为：2CH₃COONa+H₂SO₄+2CH₃CH₂OH$→_{△}^{浓硫酸}$2CH₃COOC₂H₅+2H₂O+Na₂SO₄．

点评 本题考查乙酸乙酯的制备，题目难度中等，本题注意把握乙酸乙酯的制备原理和实验方法，学习中注重实验评价能力的培养．