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【题目】实验室制乙酸乙酯得主要装置如图A所示,主要步骤①在a试管中按2∶3∶2的体积比配制浓硫酸、乙醇、乙酸的混合物;②按A图连接装置,使产生的蒸气经导管通到b试管所盛的饱和碳酸钠溶液(加入几滴酚酞试液)中;③小火加热a试管中的混合液;④等b试管中收集到约2 mL产物时停止加热。撤下b试管并用力振荡,然后静置待其中液体分层;⑤分离出纯净的乙酸乙酯。

请回答下列问题:

(1) 步骤④中可观察到b试管中有细小的气泡冒出,写出该反应的离子方程式:___

(2) A装置中使用球形管除起到冷凝作用外,另一重要作用是___,步骤⑤中分离乙酸乙酯必须使用的一种仪器是___

(3) 为证明浓硫酸在该反应中起到了催化剂和吸水剂的作用,某同学利用如图A所示装置进行了以下4个实验。实验开始先用酒精灯微热3min,再加热使之微微沸腾3min。实验结束后充分振荡小试管b再测有机层的厚度,实验记录如下:

实验

编号

试管a中试剂

试管b中试剂

测得有机层的厚度/cm

A

3 mL乙醇、2 mL乙酸、1mL 18mol·L-1浓硫酸

饱和Na2CO3溶液

5.0

B

3 mL乙醇、2 mL乙酸

0.1

C

3 mL乙醇、2 mL乙酸、6 mL 3mol·L-1H2SO4

1.2

D

3 mL乙醇、2 mL乙酸、盐酸

1.2

①实验D的目的是与实验C相对照,证明H+对酯化反应具有催化作用。实验D中应加入盐酸的体积和浓度分别是__mL和___mol·L-1

②分析实验___(填实验编号)的数据,可以推测出浓H2SO4的吸水性提高了乙酸乙酯的产率。浓硫酸的吸水性能够提高乙酸乙酯产率的原因是___

③加热有利于提高乙酸乙酯的产率,但实验发现温度过高乙酸乙酯的产率反而降低,可能的原因是___

④分离出乙酸乙酯层后,经过洗涤,为了干燥乙酸乙酯可选用的干燥剂为__ (填字母)。

A.P2O5B.无水Na2SO4C.碱石灰D.NaOH固体

【答案】 2CH3COOH+CO32-2CH3COO-+H2O+CO2 防止倒吸 分液漏斗 6 6 AC 浓硫酸可以吸收酯化反应中生成的水,降低了生成物浓度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动 大量乙酸、乙醇未经反应就脱离反应体系(或温度过高发生其他反应) B

【解析】(1)碳酸钠与醋酸反应生成二氧化碳气体

(2)A装置中使用球形管除起到冷凝作用外,球形结构可防止液体倒吸步骤中乙酸乙酯与碳酸钠溶液分层,利用分液法分离

(3)①对比实验关键是要采用控制变量即控制一个变量其它条件不变

分析使用浓硫酸和稀硫酸的实验,比较哪种条件下生成的乙酸乙酯多

乙酸、乙醇易挥发温度过高会发生其它反应据此回答

根据乙酸乙酯能够在酸性条件下、碱性条件下发生水解反应的性质进行分析。

(1)步骤中可观察到b试管中有细小的气泡冒出该反应的离子方程式为2CH3COOH+CO32-2CH3COO-+H2O+CO2↑;正确答案: 2CH3COOH+CO32-2CH3COO-+H2O+CO2↑。

(2)A装置中使用球形管除起到冷凝作用外,另一重要作用是防止倒吸步骤中分离乙酸乙酯必须使用的一种仪器是分液漏斗正确答案:防止倒吸分液漏斗

(3)①本题是研究实验D与实验C相对照,证明氢离子对酯化反应具有催化作用的条件,题中采用了一个变量,实验C3mol·L-1H2SO4,实验D盐酸,所以达到实验目的,实验D与实验C中氢离子的浓度一样,实验C中3 mL乙醇、2 mL乙酸、6 mL 3mol·L-1H2SO4实验D中3 mL乙醇、2 mL乙酸、盐酸要保证溶液体积一致,才能保证乙醇、乙酸的浓度不变,盐酸体积为6mL,实验D与实验C中H+的浓度一样,所以盐酸的浓度为6mol·L-1正确答案:6,6。

对照实验A和C可以知道:试管中试剂实验A中使用1mL 18mol·L-1浓硫酸生成的乙酸乙酯比C中生成的乙酸乙酯大很多,说明浓硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的产率正确答案:AC,浓硫酸可以吸收酯化反应中生成的水,降低了生成物浓度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动

乙酸、乙醇易挥发,温度过高大量乙酸、乙醇未经反应就脱离反应体系,且温度过高发生其他反应,导致产率降低正确答案:大量乙酸、乙醇未经反应就脱离反应体系或温度过高发生其它反应

④P2O5遇水能生成磷酸,乙酸乙酯在酸性条件下会发生水解,不能用P2O5干燥乙酸乙酯,A错误;无水硫酸钠吸水形成硫酸钠结晶水合物,无水硫酸钠和乙酸乙酯不反应,用无水硫酸钠除去乙酸乙酯中少量的水,B正确;碱石灰属于碱性干燥剂,乙酸乙酯在碱性条件下会发生水解,不能用碱石灰干燥乙酸乙酯,C错误;NaOH固体是强碱,乙酸乙酯在碱性条件下会发生水解,不能用NaOH固体干燥乙酸乙酯,D错误;正确选项B。

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(ii)

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a→___________________________________

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