Question

实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯。有关物质的物理性质如下表。请回答有关问题。

化合物	密度/g·cm－3	沸点/℃	溶解度/100 g水
正丁醇	0.810	118.0	9
冰醋酸	1.049	118.1	∞
乙酸正丁酯	0.882	126.1	0.7

Ⅰ.乙酸正丁酯粗产品的制备

在干燥的50 mL圆底烧瓶中，装入沸石，加入11.5 mL正丁醇和9.4 mL冰醋酸，再加3～4滴浓硫酸。然后安装分水器(作用：实验过程中不断分离除去反应生成的水)、温度计及回流冷凝管，加热冷凝回流反应。

(1)本实验过程中可能产生多种有机副产物，写出其中两种的结构简式：______________、______________。

(2)实验中为了提高乙酸正丁酯的产率，采取的措施是________________、________________。

Ⅱ.乙酸正丁酯精产品的制备

(1)将乙酸正丁酯粗产品用如下操作进行精制：①水洗　②蒸馏　③用无水MgSO₄干燥　④用10%碳酸钠溶液洗涤，正确的操作步骤是__________(填字母)。

A．①②③④                           B．③①④②

C．①④①③②                         D．④①③②③

(2)将酯层采用如下图所示装置蒸馏。

①写出上图中仪器A的名称______________，冷却水从__________口进入(填字母)。

②蒸馏收集乙酸正丁酯产品时，应将温度控制在__________左右。

Ⅲ.计算产率

测量分水器内由乙酸与正丁醇反应生成水的体积为1.8 mL，假设在制取乙酸正丁酯过程中反应物和生成物没有损失，且忽略副反应，计算乙酸正丁酯的产率为__________。

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ.(1)CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃      CH₂===CHCH₂CH₃

(2)用分水器及时移走反应生成的水，减少生成物的浓度　使用过量醋酸，提高正丁醇的转化率           Ⅱ.(1)C   (2)①冷凝管　g　②126.1 ℃      Ⅲ.79.4%

【解析】

试题分析：Ⅰ.(1)正丁醇在浓硫酸的作用下发生分子内或分子间的脱水反应等副反应，分别生成1?丁烯或丁醚等；(2)实验中要提高乙酸正丁酯的产率，即使酯化反应平衡向右移动，采取的措施一是增大另一种反应物乙酸的浓度(用量)；二是减小生成物的浓度。乙酸乙酯的制取，由于乙酸乙酯的沸点低于水，我们采取将乙酸乙酯蒸出的措施，但本题中乙酸正丁酯的沸点比水的高，因此采用分水器及时移走反应生成的水的措施。Ⅱ.(1)乙酸正丁酯粗产品中含有的杂质：乙酸、正丁醇、水、丁醚等，分析题目给出的四种操作：①水洗　②蒸馏　③用无水MgSO₄干燥　④用10%碳酸钠溶液洗涤，结合操作的难易、顺序和必要性，如干燥要放在水洗或10%碳酸钠洗涤之后，蒸馏操作复杂，一般放在最后等，可知正确的操作步骤是①④①③②，即C选项正确。Ⅲ.根据反应的化学方程式可知，水的产率就是乙酸正丁酯的产率。 由11.5 mL正丁醇及其密度0.810 g·cm^－3求得其质量为9.315 g，物质的量为0.126 mol，完全反应生成水0.126 mol(2.268 g)，而实际生成水1.8 g，产率＝1.8 g/2.268 g×100%＝79.4%。

考点：考查有机物结构简式、外界条件对平衡状态的影响、物质的分离和提纯产率的计算

点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，侧重对学生能力的培养和训练，有利于培养学生规范严谨的实验设计、操作能力。该类试题主要是以常见仪器的选用、实验基本操作为中心，通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确性及灵活运用知识解决实际问题的能力。该类试题综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，这就要求学生必须认真、细致的审题，联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能得出正确的结论。