Question

10．实验室制备乙酸乙酯（CH₃COOCH₂CH₃）时有如下副反应：
2CH₃CH₂OH$?_{140℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₃CH₂OCH₂CH₃+H₂O
CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₂=CH₂↑+H₂O
相关有机化合物的一些性质如下表：

分子式	相对分子 质量	熔点 /℃	沸点 /℃	密度	溶解度
					水	乙醇	乙醚
CH3COOH	60	16.6	117.9	1.05	互溶	互溶	互溶
C2H5OH	46	-117.3	78.5	0.8	互溶	/	互溶
CH3COOC2H5	88	-83.58	77.1	0.9	可溶	互溶	互溶
C2H5OC2H5	74	-116.2	34.51	0.7	可溶	互溶	/

（CH₃COOC₂H₅在饱和盐溶液中溶解度较小，C₂H₅OH能与CaCl₂生成配合物）装置如图1所示（加热、支撑等装置略去）．在三口瓶内先装入10mL95%乙醇与6mL浓硫酸混合液，并加入几粒沸石．在恒压滴液漏斗中加入15mL冰醋酸与15mL无水乙醇的混合液．加热，由恒压滴液漏斗逐滴加入混合液，并保持滴加速度与馏出液滴速度相近．保持反应液体温度在120-125℃，收集馏分．

（1）写出实验室制取乙酸乙酯的化学方程式CH₃COOH+CH₃CH₂OH$?_{120-125℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O．
（2）①加热三口瓶，最好的方法是C（填选项）．
A．水浴   B．酒精灯   C．油浴   D．酒精喷灯
②若滴加液体速度太快会造成多种不利影响，其一是反应液体温度下降过快．
（3）产物提纯的流程如图2：
①操作1的名称是分液，操作5的名称是蒸馏．
②加入饱和Na₂CO₃溶液的目的是为了除去醋酸．
③加入饱和NaCl溶液是为了除去有机层中少量Na₂CO₃，其目的是防止生成CaCO₃沉淀，在步骤3中堵塞分液漏斗．
④加入饱和CaCl₂溶液的目的是为了除去CH₃CH₂OH，加入无水MgSO₄的目的是为了除去水．
⑤乙酸乙酯的产率是80%．

Answer 1

分析 （1）乙酸与乙醇在浓硫酸加热条件下生成乙酸乙酯和水，该反应为可逆反应；
（2）①根据保持反应液体温度在120-125℃，收集馏分判断怎么加热；
②若滴加液体速度太快将导致液体温度下降过快据此分析；
（3）根据制备乙酸乙酯的反应可知，馏分为乙酸、乙醇和乙酸乙酯的混合物，所以加入饱和Na₂CO₃溶液，则溶解大部分乙醇，反应消耗醋酸，降低乙酸乙酯的溶解性，所以出现分层，则操作1的名称是分液，得到的有机层为含有少量CH₃CH₂OH和Na₂CO₃的乙酸乙酯，再加入饱和NaCl溶液除去少量Na₂CO₃，再分液，得到有机层为含有含有少量CH₃CH₂OH的乙酸乙酯，因为C₂H₅OH能与CaCl₂生成配合物，所以再加入饱和CaCl₂溶液的目的是为了除去C₂H₅OH，再分液得到含有少量水的乙酸乙酯有机层，所以加入无水MgSO₄的目的是为了除去少量水，最后蒸馏得到纯乙酸乙酯18.48g，据此分析解答．

解答 解：（1）乙酸与乙醇在浓硫酸加热条件下生成乙酸乙酯和水，该反应为可逆反应，则反应方程式为：CH₃COOH+CH₃CH₂OH$?_{120-125℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O，故答案为：CH₃COOH+CH₃CH₂OH$?_{120-125℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O；
（2）①因为要保持反应液体温度在120-125℃，所以要好控制温度，并且在120-125℃，所以应选择C．油浴；故选：C；
②若滴加液体速度太快将导致液体温度下降过快，所以不利影响之一为反应液体温度下降过快，不易控制反应温度，故答案为：反应液体温度下降过快；
（3）①根据以上分析，操作1的名称是分液，操作5的名称是蒸馏，故答案为：分液；蒸馏；
②加入饱和Na₂CO₃溶液的目的溶解大部分乙醇，反应消耗醋酸，降低乙酸乙酯的溶解性，则主要是除去醋酸，故答案为：醋酸；
③因为后面要加入饱和CaCl₂溶液除去C₂H₅OH，所以加入饱和NaCl溶液是为了除去有机层中少量Na₂CO₃的目的是防止生成CaCO₃沉淀，在步骤3中堵塞分液漏斗故答案为：防止生成CaCO₃沉淀，在步骤3中堵塞分液漏斗；
④因为C₂H₅OH能与CaCl₂生成配合物，所以再加入饱和CaCl₂溶液的目的是为了除去C₂H₅OH，故答案为：CH₃CH₂OH；
⑤根据反应CH₃COOH+CH₃CH₂OH$?_{120-125℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O，则加入了15mL冰醋酸，所以理论上生成CH₃COOCH₂CH₃的质量为$\frac{15ml×1.05g/ml}{60}×88$=23.1g，则乙酸乙酯的产率是$\frac{18.48}{23.1}$×100%=80%，故答案为：80%．

点评 本题考查乙酸乙酯的制备及其分离提纯，难度中等，注意掌握乙酸乙酯的制取原理，明确产物提纯的流程中各步反应的作用．