【题目】乙酸正丁酯是一种优良的有机溶剂，广泛用于硝化纤维清漆中，在人造革、织物及塑料加工过程中用作溶剂，也用于香料工业。某化学兴趣小组在实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯，有关物质的相关数据及实验装置如下所示：
化合物 | 相对分子质量 | 密度(g/cm3) | 沸点(℃) | 溶解度(g/100 g水) |
冰醋酸 | 60 | 1.045 | 117.9 | 互溶 |
正丁醇 | 74 | 0.80 | 118.0 | 9 |
乙酸正丁酯 | 116 | 0.882 | 126.1 | 0.7 |
I II
分水器的操作方法：先将分水器装满水(水位与支管口相平)，再打开活塞，准确放出一定体积的水。在制备过程中，随着加热回流，蒸发后冷凝下来的有机液体和水在分水器中滞留分层，水并到下层(反应前加入的)水中；有机层从上面溢出，流回反应容器。当水层增至支管口时，停止反应。
乙酸正丁酯合成和提纯步骤为：
第—步：取18.5 mL正丁醇和15.4 mL冰醋酸混合加热发生酯化反应，反应装置如图Ⅰ所示(加热仪器已省略)；
第二步：依次用水、饱和Na2CO3溶液、水对烧瓶中的产品洗涤并干燥；
第三步：用装置Ⅱ蒸馏提纯。
请回答有关问题：
(1)第一步装置中除了加正丁醇和冰醋酸外，还需加入___________、______________。
(2)实验中使用分水器的优点有________________、 ___________。根据题中给出的相关数据计算，理论上，应该从分水器中放出来的水的体积约为___________。
(3)第二步用饱和Na2CO3溶液洗涤的目的是____________________________。
(4)第三步蒸馏产品时，应收集温度在_______________左右的馏分。若实验中得到乙酸正丁酯12.76 g，则乙酸正丁酯的产率为___________________。
【答案】浓硫酸 沸石(碎瓷片) 及时分离出水，有利于酯化反应朝正反应方向移动 根据收集到的水的体积，可以粗略判断是否可以终止反应 3.6mL 除去产品中含有的乙酸(硫酸)等杂质 126.1℃ 55%
【解析】
步骤第—步：取18.5 mL正丁醇和15.4 mL冰醋酸，还需加入浓硫酸作为催化剂和吸水剂、加入碎瓷片或者沸石防止反应液暴沸，混合加热发生酯化反应，反应中，及时将产物水蒸发出去，相当于减小生成物浓度有利于反应正向进行，蒸发后冷凝下来的有机液体和水在分水器中滞留分层，水并到下层(反应前加入的)水中；有机层从上面溢出，流回反应容器。当水层增至支管口时，停止反应。
第二步：依次用水溶解掉大部分硫酸和未反应的冰醋酸、饱和Na2CO3溶液反应掉剩余的硫酸和醋酸、水洗掉残余的碳酸钠溶液，对烧瓶中的产品洗涤并干燥；
第三步：乙酸正丁酯中肯定还溶有正丁醇，用装置Ⅱ蒸馏提纯，得到乙酸正丁酯
(1)第一步装置中除了加正丁醇和冰醋酸外，还需加入浓硫酸作为催化剂和吸水剂、加入碎瓷片或者沸石防止反应液暴沸；
答案：浓硫酸 沸石(碎瓷片)
(2)实验中使用分水器的优点是及时分离出水，相当于减小生成物浓度有利于酯化反应朝正反应方向移动、根据收集到的水的体积，当分水器中的水接近支管口时，可以粗略判断是否可以终止反应。正丁醇的质量为：0.80g/cm3×18.5mL=14.8g；n（正丁醇）=14.8g/74g/mol=0.2mol;冰醋酸质量:1.045g/cm3×15.4mL=16.093g;n(醋酸)=16.093g/60g/mol=0.268mol,二者反应时,冰醋酸过量,根据正丁醇计算;
CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH 
CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
1mol 1mol
0.2mol 0.2mol
因此生成水:0.2mol×18g/mol=3.6g,因为水的密度为1g/mL,则大约为3.6mL；
答案：及时分离出水，有利于酯化反应朝正反应方向移动 根据收集到的水的体积，可以粗略判断是否可以终止反应 3.6mL
(3)第二步用饱和Na2CO3溶液洗涤的目的是除去产品中含有的乙酸(硫酸)等杂质；
答案：除去产品中含有的乙酸(硫酸)等杂质
(4)第三步蒸馏产品时，因为乙酸正丁酯的沸点为126.1℃，应收集温度在126.1℃左右的馏分。
正丁醇的质量为：0.80g/cm3×18.5mL=14.8g；n（正丁醇）=14.8g/74g/mol=0.2mol;冰醋酸质量:1.045g/cm3×15.4mL=16.093g;n(醋酸)=16.093g/60g/mol=0.268mol,二者反应时,冰醋酸过量,根据正丁醇计算;
CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
1mol 1mol
0.2mol 0.2mol
理论上生成乙酸正丁酯0.2mol×116g/mol=23.2g，则产率为
×100%=55%；
答案：126.1℃ 55%
A加金题 系列答案
全优测试卷系列答案科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】“电化学”与人类生产和生活密不可分。
（1）如图为相互串联的甲、乙两个电解池，试回答下列问题。
①甲池若为用电解原理精炼铜的装置，A极电极反应式为___________。
②乙池中若滴入少量酚酞溶液，开始一段时间后，____电极附近呈红色（填“铁”或“碳”）。
③甲池若为用电解原理精炼铜的装置，阴极增重12.8 g时，则乙池阳极放出气体在标准状况下的体积为________(不考虑气体溶解情况)。
（2）肼(N2H4)—空气燃料电池是一种环境友好型碱性电池，该电池放电时，负极的反应式为_______。
（3）人工肾脏可用电化学方法除去代谢产物中的尿素[CO(NH2)2]，原理如图。
①阳极反应生成的氯气将尿素氧化而得以除去，试写出该反应的化学方程式________________。
②电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将________(填增大、减小或不变)；若两极共收集到气体13.44 L(标况)，则除去的尿素为________ g(忽略气体的溶解)。
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下反应：X(g)+Y(g) 
Z(g)+W(s), △H>0下列叙述正确的是（ ）
A. 加入少量W，逆反应速度增大 B. 当容器中气体压强不变时，反应达到平衡
C. 升高温度，平衡逆向移动 D. 平衡后加入X，上述反应的△H增大
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】已知空气—锌电池的电极反应为
锌片：Zn+2OH2e===ZnO+H2O；
碳棒：O2+2H2O+4e===4OH，据此判断，锌片是
A. 正极，被还原B. 正极，被氧化C. 负极，被还原D. 负极，被氧化
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】短周期元素R、T、X、Y、Z在元素周期表的相对位置如下表所示，它们的最外层电子数之和为31。则下列判断正确的是
A．R位于元素周期表中第二周期第ⅣA族
B．原子半径：X＜R＜T
C．最简单气态氢化物稳定性：T＞R＞Y
D．最高价氧化物对应的水化物酸性：T＞R＞Y
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】下列说法中，正确的是( )
A. NaCl的摩尔质量是58.5g
B. 在1L水中溶解5.85gNaCl，即可配制得0.1mol/L的NaCl溶液
C. 标准状况下，22.4L H2O含有氢原子的数目为2NA
D. 17g NH3中含有分子数为NA
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】2019年是元素周期表发表150周年，期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟（49In）等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。铟与铷（37Rb）同周期。下列说法不正确的是
A. In是第五周期第ⅢA族元素
B. 11549In的中子数与电子数的差值为17
C. 原子半径：In>Al
D. 碱性：In(OH)3>RbOH
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】肼(N2H4，无色液体)是一种用途广泛的化工原料。实验室中先制备次氯酸钠，再用次氯酸钠溶液和氨反应制备肼并验证肼的性质。实验装置如图所示。
已知：Cl2(g)+2NaOH(aq)=NaC1O(aq)+NaC1(aq)+H2O(g) △H<0。当温度超过40℃时，Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3。回答下列问题：
(1)仪器a的名称是________________，装置B的作用是____________________________。
(2)为控制D装置中的反应温度，除用冷水浴外，还需采取的实验操作是________________。
(3)当三颈烧瓶中出现黄绿色气体时立即关闭分液漏斗活塞、移去酒精灯、关闭K1。此时装置C的作用是________________________________。
(4)将D装置水槽中的冷水换为热水，把三颈烧瓶中黄绿色气体赶走后，打开K2，通入NH3，使其与NaC1O溶液反应制取肼。理论上通入三颈烧瓶的Cl2和NH3的最佳物质的量之比为______________。
(5)请从提供的下列试剂中选择合适试剂，设计合理的实验方案验证肼的还原性____________(说明操作、现象和结论)。
①淀粉-KI溶液 ②稀硫酸(酚酞) ③NaHCO3 ④AgC1
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com