Question

19．某研究性學(xué)習(xí)小組成員分別設(shè)計(jì)了如下甲、乙、丙三套實(shí)驗(yàn)裝置制取乙酸乙酯．請(qǐng)回答下列問題：


（1）．寫出實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯的化學(xué)方程式CH₃COOH+CH₃CH₂OH $?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O
（2）．甲、乙、丙三套實(shí)驗(yàn)裝置中，不宜選用的裝置是丙 （填甲、乙、丙）
（3）．現(xiàn)擬分離含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗產(chǎn)品，如圖是分離操作步驟流程圖，請(qǐng)回答．

試劑a是飽和碳酸鈉溶液；分離方法①是分液，分離方法②是蒸餾．
（4）．為了證明濃硫酸在反應(yīng)中起到了催化劑和吸水劑的作用，某同學(xué)利用上圖中某裝置進(jìn)行了以下4個(gè)實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)開始先用酒精燈微熱3min，再加熱使之微微沸騰3min．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后充分振蕩小試管乙再測(cè)有機(jī)層的厚度，實(shí)驗(yàn)記錄如下：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	試管甲中試劑	試管乙中試劑	有機(jī)層的厚度/cm
A	2 mL乙醇、1 mL乙酸、 1mL18mol•L-1 濃硫酸	飽和Na2CO3溶液	3.0
B	2 mL乙醇、1 mL乙酸		0.1
C	2 mL乙醇、1 mL乙酸、 3 mL 2mol•L-1 H2SO4		0.6
D	2 mL乙醇、1 mL乙酸、鹽酸		0.6

①實(shí)驗(yàn)D的目的是與實(shí)驗(yàn)C相對(duì)照，證明H⁺對(duì)酯化反應(yīng)具有催化作用．實(shí)驗(yàn)D中應(yīng)加入鹽酸的體積和濃度分別是3mL和4 mol•L^-1．
②分析實(shí)驗(yàn)AC（填實(shí)驗(yàn)編號(hào)）的數(shù)據(jù)，可以推測(cè)出濃H₂SO₄的吸水性提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率．

Answer 1

分析 （1）乙酸與乙醇在加熱、濃硫酸條件下反應(yīng)生成乙酸乙酯和水；
（2）長(zhǎng)導(dǎo)管不能伸到B試管液面下，防止造成溶液倒吸入加熱反應(yīng)物的試管中；
（3）由分離流程可知，分離粗產(chǎn)品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物，加入飽和碳酸鈉溶液，乙酸乙酯不溶于飽和碳酸鈉，采用分液的方法即可，水層中的乙酸鈉要用硫酸反應(yīng)得到乙酸，再蒸餾得到乙酸；
（4）中實(shí)驗(yàn)D的目的是與實(shí)驗(yàn)C相對(duì)照，證明H⁺對(duì)酯化反應(yīng)具有催化作用，應(yīng)保證乙酸、乙醇、氫離子濃度相等；分析使用濃硫酸和稀硫酸的實(shí)驗(yàn)，比較哪種條件下生成的乙酸乙酯多，可以推測(cè)出濃H₂SO₄的吸水性提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率．

解答 解：（1）乙酸與乙醇在加熱、濃硫酸條件下反應(yīng)生成乙酸乙酯和水，其反應(yīng)的方程式為：CH₃COOH+CH₃CH₂OH $?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O；
故答案為：CH₃COOH+CH₃CH₂OH $?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O；
（2）長(zhǎng)導(dǎo)管不能伸到B試管液面下，防止B試管中溶液倒吸入A試管中，丙裝置B試管中導(dǎo)管伸入液面下，容易發(fā)生倒吸，
故答案為：丙；
（3）乙酸乙酯是不溶于水的物質(zhì)，乙醇和乙酸均是易溶于水的，乙酸和乙醇的碳酸鈉水溶液是互溶的，分離粗產(chǎn)品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物，加入飽和碳酸鈉溶液，實(shí)現(xiàn)酯與乙酸和乙醇的分離，分離油層和水層采用分液的方法即可．對(duì)水層中的乙酸鈉和乙醇進(jìn)一步分離時(shí)應(yīng)采取蒸餾操作分離出乙醇．然后水層中的乙酸鈉，根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸，要用濃硫酸反應(yīng)得到乙酸，再蒸餾得到乙酸；
故答案為：飽和Na₂CO₃溶液；分液；蒸餾；
（4）①實(shí)驗(yàn)D的目的是與實(shí)驗(yàn)C相對(duì)照，證明H⁺對(duì)酯化反應(yīng)具有催化作用，應(yīng)保證乙酸、乙醇、氫離子濃度相等，實(shí)驗(yàn)C中 2mL乙醇、1mL乙酸、3mL 2mol•L^-1 H₂SO₄，實(shí)驗(yàn)D中 2mL乙醇、1mL乙酸、鹽酸，要保證溶液體積一致，才能保證乙醇、乙酸的濃度不變，故鹽酸體積為3mL，實(shí)驗(yàn)D與實(shí)驗(yàn)C中H⁺的濃度一樣，所以鹽酸的濃度為$\frac{3mL×2mol/L×2}{3mL}$=4mol/L，
故答案為：4；
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)A和C中分別加入了濃硫酸和稀硫酸，所以通過分析實(shí)驗(yàn)A、C的數(shù)據(jù)，可以推測(cè)出濃H₂SO₄的吸水性提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率，
故答案為：AC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了乙酸乙酯的制備、混合物分離提純方法的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，把握乙酸乙酯的反應(yīng)原理、混合物分離流程、分離方法及發(fā)生的反應(yīng)等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，題目難度中等．