Question

2．已知：①無水氯化鈣可與乙醇形成難溶于水的CaCl₂•6C₂H₅OH．
②有關有機物的沸點如表所示：

試劑	乙醚	乙醇	乙酸	乙酸乙酯
沸點/℃	34.7	78.5	118	77.1

某課外小組設計的實驗室制取乙酸乙酯的裝置如圖所示，A中放有濃硫酸；B中放有乙醇、無水醋酸鈉；D中放有飽和碳酸鈉溶液．
試回答下列問題：
（1）濃硫酸的作用：吸水劑，催化劑，制乙酸；反應中加入過量的乙醇，目的是提高乙酸的轉化率．
（2）若用同位素¹⁸O示蹤法確定產物水分子中氧原子的提供者，寫出能表示¹⁸O位置的化學方程式：CH₃CO¹⁸OH+CH₃CH₂OH CH₃COOCH₂CH₃+H₂¹⁸O．
（3）儀器A的名稱是分液漏斗，C的兩個作用是冷卻蒸汽和防止倒吸，若反應前向D中加入幾滴酚酞，溶液呈紅色，產生此現象的原因是（用離子方程式表示）CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；實驗完畢后，將燒杯D中溶液充分振蕩、靜止，現象為溶液分層，上層為無色油狀液體，下層溶液顏色變淺（或褪去）．
（4）從D中分離出的乙酸乙酯中還含有一定量的乙醇、乙醚和水，應先加入無水氯化鈣，分離出乙醇（填名稱）；再加無水硫酸鈉，然后進行蒸餾操作就可以得到較純凈的乙酸乙酯．

Answer 1

分析 （1）乙酸與乙醇在濃硫酸作催化劑、加熱的條件下發生酯化反應生成乙酸乙酯，該反應為可逆反應，濃硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移動；反應中通常加入過量的乙醇，提高乙酸的轉化率；
（2）酯化反應的本質為酸脫羥基，醇脫氫，乙醇、乙酸反應生成乙酸乙酯和水，且為可逆反應；
（3）儀器A的名稱是分液漏斗，圓底燒瓶受熱不均，球形干燥管的管口伸入液面下可能發生倒吸，同時起冷凝作用；醇與乙酸都易揮發，D中的溶液為飽和的碳酸鈉溶液，碳酸根水解，溶液呈堿性，制備的乙酸乙酯含有乙醇與乙酸，用飽和碳酸鈉溶液吸收乙酸乙酯，反應掉揮發出來的乙酸，使之轉化為乙酸鈉溶于水中，便于聞乙酸乙酯的香味，溶解揮發出來的乙醇，降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于分層得到酯，故反應后溶液分層，上層無色油體液體，下層溶液顏色變淺；
（4）用氯化鈣除去少量乙醇，用無水硫酸鈉除去少量的水，然后進行蒸餾，收集77℃左右的餾分，以得到較純凈的乙酸乙酯．

解答 解：（1）酸與乙醇需濃硫酸作催化劑，該反應為可逆反應，濃硫酸吸水利于平衡向生成乙酸乙酯方向移動，由于反應加入的是乙酸鈉，故濃硫酸還制乙酸的作用，故濃硫酸的作用是酸性、催化劑、吸水劑，乙醇相對廉價，加入過量的乙醇，增大反應物濃度，使平衡向正反應方向移動，提高乙酸的轉化率，
故答案為：吸水劑、催化劑、制乙酸；提高乙酸的轉化率；
（2）酯化反應的本質為酸脫羥基，醇脫氫，乙酸與乙醇在濃硫酸作用下加熱發生酯化反應生成乙酸乙酯和水，該反應方程式為：CH₃CO¹⁸OH+CH₃CH₂OH CH₃COOCH₂CH₃+H₂¹⁸O，
故答案為：CH₃CO¹⁸OH+CH₃CH₂OH CH₃COOCH₂CH₃+H₂¹⁸O；
（3）儀器A的名稱是分液漏斗，圓底燒瓶受熱不均，球形干燥管的管口伸入液面下可能發生倒吸，球形干燥管體積大，可以防止倒吸，同時起冷凝作用；碳酸根水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，溶液呈堿性，加入幾滴酚酞，溶液呈紅色；碳酸鈉水解呈堿性，乙酸乙酯不溶于飽和碳酸鈉溶液，密度比水小，溶液分層，上層無色油體液體，乙酸和碳酸鈉反應而使溶液紅色變淺，
故答案為：分液漏斗；冷卻蒸汽；防止倒吸；CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；溶液分層，上層無色油體液體，下層溶液顏色變淺；溶液分層，上層為無色油狀液體，下層溶液顏色變淺（或褪去）；
（4）用分液法分離和提純乙酸乙酯，然后用氯化鈣除去少量乙醇，用無水硫酸鈉除去少量的水，無水硫酸鈉吸水形成硫酸鈉結晶水合物；乙酸乙酯的沸點為77℃，所以蒸餾收集77℃左右的餾分，以得較純凈的乙酸乙酯，
故答案為：乙醇； 蒸餾．

點評 本題考查乙酸乙酯的制備，題目難度中等，注意掌握乙酸乙酯的制取原理，明確反應過程中濃硫酸、飽和碳酸鈉溶液的作用，試題有利于提高學生的分析、理解能力及化學實驗能力．