Question

【題目】乙酸異戊酯是組成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味。實(shí)驗(yàn)室制備乙酸異戊酯的反應(yīng)、裝置示意圖和有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

	相對(duì)分子質(zhì)量	密度/（gcm-3）	沸點(diǎn)/℃	水中溶解性
異戊醇	88	0.8123	131	微溶
乙酸	60	1.0492	118	溶
乙酸異戊酯	130	0.8670	142	難溶

實(shí)驗(yàn)步驟：

在A中加入4.4 g異戊醇(3-甲基-1-丁醇)、6.0 g乙酸、數(shù)滴濃硫酸和2～3片碎瓷片。開始緩慢加熱A，回流50 min。反應(yīng)液冷至室溫后倒入分液漏斗中，分別用少量水、飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌；分出的產(chǎn)物加入少量無水MgSO4固體，靜置片刻，過濾除去MgSO4固體，進(jìn)行蒸餾純化，收集140～143℃餾分，得乙酸異戊酯3.9 g。

回答下列問題：

（1）儀器B的具體名稱是____________，實(shí)驗(yàn)時(shí)冷卻水的進(jìn)水口是_____（a或b）。

（2）在洗滌操作中，先水洗再飽和NaHCO3溶液洗而不是直接用飽和NaHCO3溶液洗滌的原因是____________________。

（3）該制備反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為__________________________。

（4）本實(shí)驗(yàn)中加入過量乙酸的目的是___________________________。

（5）本實(shí)驗(yàn)中不能用生石灰代替無水MgSO4的原因________________________。

（6）在蒸餾操作中，儀器選擇及安裝都正確的是___________(填標(biāo)號(hào))。

（7）本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率是___________________________

Answer 1

【答案】 球形冷凝管 a 過量的乙酸會(huì)直接消耗NaHCO3，浪費(fèi)試劑 提高醇的轉(zhuǎn)化率 導(dǎo)致酯水解 b 60%

【解析】本題考查物質(zhì)制備，為高頻考點(diǎn)，考查了常見儀器的構(gòu)造與安裝，混合物的分離和提純，物質(zhì)的制備、藥品的選擇及使用、物質(zhì)產(chǎn)率的計(jì)算等知識(shí)，綜合性較強(qiáng)且題目信息量較大，側(cè)重考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)分析判斷能力，題目難度中等。

(1)由裝置中儀器B的構(gòu)造可知，儀器B的名稱為球形冷凝管；為了實(shí)驗(yàn)時(shí)冷凝管中充滿水，所以進(jìn)水口為a；(2)反應(yīng)中剩余的乙酸可以和碳酸氫鈉反應(yīng)，過量的乙酸會(huì)直接消耗NaHCO3，浪費(fèi)試劑，若先用水洗滌，可以減少溶液中的乙酸的存在，減少碳酸氫鈉的使用量；(3) 乙酸和異戊醇逆反應(yīng)生成乙酸異戊酯和水，方程式為：； (5)酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng)，增加乙酸的加入量，可以提高醇的轉(zhuǎn)化率。(6)酯可以在酸性或堿性條件下水解，所以不能用生石灰代替無水硫酸鎂；(6) 在蒸餾實(shí)驗(yàn)中溫度計(jì)的水銀球蒸餾燒瓶的支管口處，所以ad錯(cuò)誤，c中使用的是球形冷凝管容易使產(chǎn)品滯留，不能全部收集到錐形瓶中，所以儀器及裝置安裝正確的是b；(7)乙酸的物質(zhì)的量為6.0/60=0.1mol，異戊醇的物質(zhì)的量為4.4/88=0.05mol，由于乙酸和異戊醇是按照1:1進(jìn)行反應(yīng)，所以乙酸過量，生成乙酸異戊酯的量要按照異戊醇的物質(zhì)的量計(jì)算，即理論上生成0.05mol乙酸異戊酯，實(shí)際上生成的乙酸異戊酯的物質(zhì)的量為3.9/130=0.03mol，所以實(shí)驗(yàn)中乙酸異戊酯的產(chǎn)率為0.03/0.05= 60%。