Question

12．如圖在試管甲中先加入2mL 95%的乙醇，并在搖動下緩緩加入2mL濃硫酸，充分搖勻，冷卻后再加入2克無水乙酸鈉，用玻璃棒充分攪拌后將試管固定在鐵架臺上，在試管乙中加入5ml 飽和的碳酸鈉溶液，按圖連接好裝置，用酒精燈對試管甲小火加熱3～5min后，改用大火加熱，當觀察到左試管中有明顯現象時停止實驗．試回答：
（1）試管乙中觀察到的現象是液體分層，產生氣泡
（2）液體混合加熱時液體容積不能超過其容積的$\frac{1}{3}$，本實驗反應開始時用小火加熱的原因是加快反應速率，同時又防止了反應物未來得及反應而揮發損失；（已知乙酸乙酯的沸點為77℃；乙醇的沸點為78.5℃；乙酸的沸點為117.9℃）
（3）試管甲中加入濃硫酸的目的是催化劑、吸水劑
（4）該實驗中長導管的作用是導氣、冷凝，其不宜伸入試管乙的溶液中，原因是防止加熱不充分而倒吸
（5）試管乙中飽和Na₂CO₃的作用是除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度，便于分層析
（6）寫出試管甲中發生反應的化學方程式2CH₃COONa+H₂SO₄+2CH₃CH₂OH$→_{△}^{濃硫酸}$2CH₃COOC₂H₅+2H₂O+Na₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）試管乙飽和碳酸鈉溶液中，生成的乙酸乙酯在水溶液上層，試管中觀察到的現象是：溶液分層，在飽和碳酸鈉上層產生有特殊香味的無色液體；
（2）依據實驗基本操作分析，液體混合加熱時液體容積不能超過其容積的三分之一，開始時用小火加熱的原因是加快反應速率，避免反應物的揮發；
（3）濃硫酸的作用是利用酸性和醋酸鈉制乙酸，濃硫酸做酯化反應的催化劑和吸水劑；
（4）加熱反應過程中乙醇、乙酸乙揮發出，長導管起到冷凝作用，不宜伸入試管乙的溶液中是防止加熱不充分發生倒吸；
（5）實驗室里用飽和碳酸鈉溶液冷卻乙酸乙酯的原因：一是利用碳酸鈉溶液中的水溶解乙醇（乙醇在水里的溶解度大于乙酸乙酯），二是碳酸鈉能跟乙酸反應吸收乙酸，便于聞到乙酸乙酯的香味，而乙酸乙酯難溶于飽和碳酸鈉溶液，這樣就可以獲得較為純凈的乙酸乙酯液體；
（6）裝置中發生的反應是利用醋酸鈉和濃硫酸反應生成醋酸和乙醇在濃硫酸催化作用下發生酯化反應，生成乙酸乙酯和水．

解答 解：（1）試管乙飽和碳酸鈉溶液中，生成的乙酸乙酯在水溶液上層，試管中觀察到的現象是：液體分層，在飽和碳酸鈉上層產生有特殊香味的無色液體，
故答案為：液體分層，產生氣泡；
（2）液體混合加熱時液體容積不能超過其容積的三分之一，開始時用小火加熱的原因是加快反應速率，避免為反應的反應物的揮發；
故答案為：$\frac{1}{3}$；加快反應速率，同時又防止了反應物未來得及反應而揮發損失；
（3）用酸性和醋酸鈉制乙酸，濃硫酸有吸水性，促進該反應向正反應方向移動，濃硫酸能加快反應速率，所以濃硫酸作酸、催化劑和吸水劑，
故答案為：催化劑、吸水劑；
（4）已知乙酸乙酯的沸點為77℃；乙醇的沸點為78.5℃；乙酸的沸點為117.9℃，加熱反應過程中乙醇、乙酸乙揮發出，長導管起到冷凝作用，不宜伸入試管乙的溶液中是防止加熱不充分發生倒吸；
故答案為：導氣、冷凝；防止加熱不充分而倒吸；
（5）碳酸鈉溶液中的水溶解乙醇，能跟乙酸反應吸收乙酸，便于聞到乙酸乙酯的香味，降低乙酸乙酯的溶解度，使乙酸乙酯難溶于飽和碳酸鈉溶液，便于分層，
故答案為：除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度，便于分層析；
（6）裝置中發生的反應是利用醋酸鈉和濃硫酸反應生成醋酸和乙醇在濃硫酸催化作用下發生酯化反應，生成乙酸乙酯和水，反應的化學方程式為2CH₃COONa+H₂SO₄+2CH₃CH₂OH$→_{△}^{濃硫酸}$2CH₃COOC₂H₅+2H₂O+Na₂SO₄，
故答案為：2CH₃COONa+H₂SO₄+2CH₃CH₂OH$→_{△}^{濃硫酸}$2CH₃COOC₂H₅+2H₂O+Na₂SO₄．

點評 本題考查乙酸乙酯的制備，題目難度中等，本題注意把握乙酸乙酯的制備原理和實驗方法，學習中注重實驗評價能力的培養．