Question

某工厂废液经测定得知主要含有乙醇，其中还溶有丙酮、乙酸和乙酸乙酯．根据各物质的性质（如下表），确定通过下列步骤回收乙醇和乙酸．

物质	丙酮	乙酸乙酯	乙醇	乙酸
沸点（℃）	56.2	77.06	78	117.9

①向废液中加入烧碱溶液，调整溶液的pH=10
②将混合液放入蒸馏器中缓缓加热
③收集温度在70～85℃时的馏出物
④排出蒸馏器中的残液．冷却后向其中加浓硫酸（过量），然后再放入耐酸蒸馏器进行蒸馏，回收馏出物
请回答下列问题：
（1）加入烧碱使溶液的pH=10的目的是（用化学方程式表示）

 

；
（2）在70～85℃时馏出物的主要成份是

 

；
（3）在步骤④中，加入过量浓硫酸的目的是（用化学方程式表示）

 

；
（4）当最后蒸馏的温度控制在85～125℃一段时间后，残留液中溶质的主要成份是

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：实验题

分析：加入烧碱使溶液的pH=10将与乙醇沸点相近的乙酸和乙酸乙酯转化成乙酸钠而蒸馏分离出乙醇，残液中主要含乙酸钠溶液，冷却后向其中加浓硫酸（过量），将乙酸钠转化成乙酸，再蒸馏收集乙酸，以此解答即可．
（1）加入烧碱使溶液的pH=10将与乙醇沸点相近的乙酸和乙酸乙酯转化成乙酸钠而蒸馏分离，与乙酸反应产生乙酸钠，与乙酸乙酯反应生成乙醇和乙酸钠；
（2）根据以上分析及乙醇的沸点78℃分析；
（3）据以上分析，在步骤④中，加入过量浓硫酸的目的是将乙酸钠转化成乙酸；
（4）根据以上分析及乙酸的沸点117.9℃分析．

解答： 解：加入烧碱使溶液的pH=10将与乙醇沸点相近的乙酸和乙酸乙酯转化成乙酸钠而蒸馏分离出乙醇，残液中主要含乙酸钠溶液，冷却后向其中加浓硫酸（过量），将乙酸钠转化成乙酸，再蒸馏收集乙酸；
（1）加入烧碱使溶液的pH=10将与乙醇沸点相近的乙酸和乙酸乙酯转化成乙酸钠而蒸馏分离，与乙酸反应产生乙酸钠，与乙酸乙酯反应生成乙醇和乙酸钠，反应方程式为：CH₃COOH+NaOH→CH₃COONa+H₂O、CH₃COOCH₂CH₃+NaOH→CH₃COONa+CH₃CH₂OH，
故答案为：CH₃COOH+NaOH→CH₃COONa+H₂O、CH₃COOCH₂CH₃+NaOH→CH₃COONa+CH₃CH₂OH；
（2）根据以上分析及乙醇的沸点78℃，所以在70～85℃时馏出物的主要成份是乙醇，故答案为：乙醇；
（3）据以上分析，在步骤④中，加入过量浓硫酸的目的是将乙酸钠转化成乙酸，方程式为：2CH₃COONa+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CH₃COOH，故答案为：2CH₃COONa+H₂SO₄=Na₂SO₄+2CH₃COOH；
（4）根据以上分析，乙酸的沸点117.9℃，所以残留液中溶质的主要成份是硫酸钠、硫酸，故答案为：硫酸钠、硫酸．

点评：本题考查化学实验的设计，题目难度中等，本题易错点时混合物的分离和提纯，明确实验目的和实验原理是解答该题的关键．