Question

6．下面是甲、乙、丙三位同学制取乙酸乙酯的过程，请你参与并协助他们完成相关实验任务．甲、乙、丙三位同学均采取乙醇、乙酸与浓硫酸混合共热的方法制取乙酸乙酯．他们分别设计了如图所示的三套实验装置：

（一）请从甲、乙两位同学设计的装置中选择一种作为实验室制取乙酸乙酯的装置，较合理的是乙（填“甲”或“乙”）．丙同学将甲装置进行了改进，将其中的玻璃管改成了球形干燥管，除起冷凝作用外，另一重要作用是能防止倒吸．
（二）【实验步骤】
（1）按丙同学选择的装置组装仪器，在试管中先加入3 mL乙醇，并在摇动下缓缓加入2 mL浓硫酸充分摇匀，冷却后再加入2 mL冰醋酸；
（2）将试管固定在铁架台上；
（3）在试管②中加入适量的饱和Na₂CO₃溶液；
（4）用酒精灯对试管①加热；
（5）当观察到试管②中有明显现象时停止实验．
【问题讨论】
a．步骤（1）安装好实验装置，加入样品前还应检查装置的气密性；
b．写出试管①发生反应的化学方程式（注明反应条件）CH₃COOH+C₂H₅OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O；
c．试管②中饱和Na₂CO₃溶液的作用是吸收乙醇；除去乙酸；降低乙酸乙酯的溶解度，使其分层析出；不能（填“能”或“不能”）换成NaOH溶液，原因为若用NaOH溶液，则NaOH会中和CH₃COOH而使生成的乙酸乙酯又彻底水解，导致实验失败；
d．从试管②中分离出乙酸乙酯的实验操作是分液；
e．若60 g乙酸与足量的乙醇反应能生成53 g乙酸乙酯，计算该反应中乙酸的转化率（要求写出计算过程）．

Answer 1

分析 （一）乙酸和乙醇易溶于水，导管口在饱和碳酸钠溶液液面上，而不插入液面下是为了防止倒吸，球形干燥管导气的同时也起到防倒吸作用；
（二）a．实验前，要检查装置的气密性；
b．乙酸和乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应，生成乙酸乙酯和水；
c．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；碱性环境下，酯能够发生水解反应；
d．互不相溶的液体可以用分液法分离；
e．依据方程式：CH₃COOH+C₂H₅OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O计算解答．

解答 解：（一）乙酸和乙醇易溶于水，不插入液面下是为了防止倒吸，所以选乙装置；球形干燥管导气的同时也起到防倒吸作用；
故答案为：乙；防止倒吸；
（二）a．实验前，要检查装置的气密性；
故答案为：装置的气密性；
b．乙酸和乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应，生成乙酸乙酯和水，化学方程式为：CH₃COOH+C₂H₅OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O；
故答案为：CH₃COOH+C₂H₅OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O；
c．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；所以饱和碳酸钠作用：吸收乙醇；除去乙酸；降低乙酸乙酯的溶解度，使其分层析出；
若用NaOH溶液，则NaOH会中和CH₃COOH而使生成的乙酸乙酯又彻底水解，导致实验失败，所以不能用氢氧化钠吸收；
故答案为：吸收乙醇；除去乙酸；降低乙酸乙酯的溶解度，使其分层析出　不能　若用NaOH溶液，则NaOH会中和CH₃COOH而使生成的乙酸乙酯又彻底水解，导致实验失败；
d．用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯，得到两种液体互不相溶，可以用分液法分离；
故答案为：分液；
e．若60g乙酸与足量的乙醇反应能生成53 g乙酸乙酯，则：
CH₃COOH+C₂H₅OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH₃COOC₂H₅+H₂O；
60g                  88g
x                     53g
解得x=36，14g；
反应的转化率为：$\frac{36.14g}{60g}$×100%=60%；
故答案为：60%．

点评 本题考查了实验室制备乙酸乙酯，明确反应原理及实验注意事项是解题关键，题目难度不大．