Question

19．某學習小組利用圖1裝置制取乙酸乙酯．

	相對分子質量	沸點（℃）
乙醇	46	78.5
乙酸	60	117.9
乙酸乙酯	88	77.1

請回答下列問題：
（1）在圖1制取裝置中要加入碎瓷片，如果加熱一段時間后發現忘記加瓷片，應該采取的正確操作是C（填正確選項字母）．
A．重新配料  B．立即加補  C．冷卻后加補  D．不需加補
（2）M溶液為Na₂CO₃（填化學式）溶液．裝置中通蒸氣的導管要插在飽和M溶液的液面上，不能插入溶液中，目的是防止M溶液倒吸，造成倒吸的原因是乙酸和乙醇都易溶于Na₂CO₃溶液．
（3）有同學認為改進圖1的制取裝置能提高乙酸乙酯產率．寫出一條改進建議：加裝水冷凝管，提高冷卻效果；用圓底燒瓶（或三頸瓶）并加裝溫度計控制反應溫度．
（4）圖1裝置制取的乙酸乙酯中混有少許乙醇和乙酸．通過下列實驗可分析乙酸乙酯的含量，操作步驟如下：
①準確稱量20.0g乙酸乙酯粗產品于錐形瓶中，用0.50mol•L^-1NaOH滴定（酚酞做指示劑），終點時消耗NaOH溶液的體積為40.0mL
②另取20.0g乙酸乙酯粗產品于250mL錐形瓶中，加入100mL2.1mol•L^-1NaOH溶液混合均勻后，裝上冷凝管，在水浴上加熱回流約1小時（裝置如圖2所示）．待冷卻后，用0.50mol•L^-1HCl滴定過量的NaOH，終點時消耗鹽酸的體積為20.0mL．實驗②中冷水從冷凝管的b（選填a或b）管口通入．利用實驗①、②測量的數據計算粗產品中乙酸乙酯的質量分數為79.2%．

Answer 1

分析 （1）碎瓷片的存在可以防止在加熱過程中產生暴沸現象，補加碎瓷片時需要待已加熱的試液冷卻后再加入；
（2）試管中M溶液用于吸收乙酸乙酯，通常使用碳酸鈉溶液；由于乙醇和乙酸易溶于碳酸鈉溶液，所以導管插入溶液中易發生倒吸現象；
（3）將試管改成圓底燒瓶，然后加裝溫度計控制溫度，提高乙酸乙酯的產率；
（4）根據冷凝器采用逆向通水效果好完成；根據利用實驗①、②測量的數據及反應原理計算出粗產物中乙酸乙酯的質量分數．

解答 解：（1）缺少碎瓷片會發生暴沸現象，如果加熱一段時間后發現忘記加瓷片，應該待溶液冷卻后再加入，所以C正確，
故答案為：C；
（2）乙酸乙酯在碳酸鈉溶液中的溶解度較小，且碳酸鈉溶液能夠吸收乙酸、溶解乙醇，所以M為Na₂CO₃；由于乙酸和乙醇都易溶于Na₂CO₃溶液，則試管中容易發生倒吸現象，
故答案為：Na₂CO₃；乙酸和乙醇都易溶于Na₂CO₃溶液；
（3）在乙酸乙酯的制取過程中，乙醇和乙酸能夠揮發出來，影響了乙酸乙酯的產率，可以加裝水冷凝管，提高冷卻效果，也可以用圓底燒瓶替代試管并加裝溫度計控制反應溫度的方法，通過乙酸乙酯的產率，
故答案為：加裝水冷凝管，提高冷卻效果；用圓底燒瓶（或三頸瓶）并加裝溫度計控制反應溫度（其它合理答案也給分）．
（4）冷凝器采用逆向通水，使水與冷凝的氣體充分接觸，冷凝效果好，故從b通水，
由①可知，與氫氧化鈉反應的是乙酸乙酯中的雜質乙酸，所以20g乙酸乙酯粗品中含有乙酸的物質的量為：0.50mol•L^-1×0.04L=0.02mol，
根據②可知，乙酸乙酯水解生成的乙酸和雜質乙酸消耗的氫氧化鈉的物質的量為：2.1mol•L^-1×0.1L-0.50mol•L^-1×0.02L=0.20mol，
乙酸乙酯水解生成的乙酸的物質的量為：0.20mol-0.02mol=0.18mol，
乙酸乙酯的物質的量等于乙酸的物質的量，所以20g乙酸乙酯粗品中含有乙酸乙酯的質量為：88g/mol×0.18g=15.84g，
乙酸乙酯的質量分數為：$\frac{15.84g}{20g}$×100%=79.2%，
故答案為：b；79.2%．

點評 本題考查了乙酸乙酯的制取，題目難度中等，注意掌握乙酸乙酯的反應原理及裝置選擇，試題在注重對學生基礎知識訓練和檢驗的同時，側重對學生實驗答題能力的培養和方法與技巧的指導和訓練，有利于提高學生的實驗設計能力和應試能力，提升學生的學科素養．