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17.實驗室制乙酸乙酯得主要裝置如圖A所示,主要步驟①在a試管中按2:3:2的體積比配制濃硫酸、乙醇、乙酸的混合物;②按A圖連接裝置,使產生的蒸氣經導管通到b試管所盛的飽和碳酸鈉溶液(加入幾滴酚酞試液)中;③小火加熱a試管中的混合液;④等b試管中收集到約2mL產物時停止加熱.撤下b試管并用力振蕩,然后靜置待其中液體分層;⑤分離出純凈的乙酸乙酯.
請回答下列問題:
(1)步驟④中可觀察到b試管中有細小的氣泡冒出,寫出該反應的離子方程式:2CH3COOH+CO32-=2CH3COO-+H2O+CO2↑.
(2)A裝置中使用球形管除起到冷凝作用外,另一重要作用是防止倒吸,步驟⑤中分離乙酸乙酯必須使用的一種儀器是分液漏斗.
(3)為證明濃硫酸在該反應中起到了催化劑和吸水劑的作用,某同學利用上圖A所示裝置進行了以下4個實驗.實驗開始先用酒精燈微熱3min,再加熱使之微微沸騰3min.實驗結束后充分振蕩小試管b再測有機層的厚度,實驗記錄如下:
實驗
編號
試管a中試劑試管b中試劑測得有機層的厚度/cm
A3mL乙醇、2mL乙酸、1mL 18mol•L-1 濃硫酸飽和Na2CO3溶液5.0
B3mL乙醇、2mL乙酸0.1
C3mL乙醇、2mL乙酸、6mL 3mol•L-1 H2SO41.2
D3mL乙醇、2mL乙酸、鹽酸1.2
①實驗D的目的是與實驗C相對照,證明H+對酯化反應具有催化作用.實驗D中應加入鹽酸的體積和濃度分別是6mL和6mol•L-1
②分析實驗AC(填實驗編號)的數據,可以推測出濃H2SO4的吸水性提高了乙酸乙酯的產率.濃硫酸的吸水性能夠提高乙酸乙酯產率的原因是濃硫酸可以吸收酯化反應中生成的水,降低了生成物濃度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動.
③加熱有利于提高乙酸乙酯的產率,但實驗發現溫度過高乙酸乙酯的產率反而降低,可能的原因是大量乙酸、乙醇未經反應就脫離反應體系;溫度過高發生其他反應.
④分離出乙酸乙酯層后,經過洗滌,為了干燥乙酸乙酯可選用的干燥劑為B(填字母).
A.P2O5        B.無水Na2SO4         C.堿石灰        D.NaOH固體.

分析 (1)乙酸與碳酸鈉反應生成二氧化碳、乙酸鈉和水;
(2)乙酸、乙醇易溶于碳酸鈉溶液,會導致裝置內氣體減小,容易發生倒吸;乙酸乙酯與水溶液分層,分離互不相溶的液體采取分液操作;
(3)①通過對照實驗,證明H+對酯化反應具有催化作用,應保證氫離子濃度相等與物質的量相等;
②對比濃硫酸、稀硫酸生成乙酸乙酯的量的多少,說明濃硫酸濃硫酸的吸水性能夠提高乙酸乙酯產率,根據平衡移動原理分析;
③乙酸、乙醇易揮發,也可能發生其它副反應;
④乙酸乙酯在酸性、堿性條件下均可以發生水解,應選擇中性干燥劑.

解答 解:(1)乙酸與碳酸鈉反應生成二氧化碳、乙酸鈉和水,化學方程式:2CH3COOH+CO32-=2CH3COO-+H2O+CO2↑,
故答案為:2CH3COOH+CO32-=2CH3COO-+H2O+CO2↑;
(2)乙酸、乙醇易溶于碳酸鈉溶液,會導致裝置內氣體減小,容易發生倒吸,球形干燥管還可以防止倒吸;乙酸乙酯與水溶液分層,分離互不相溶的液體采取分液操作,所用儀器為分液漏斗,
故答案為:防止倒吸;分液漏斗;
(3)①通過對照實驗,證明H+對酯化反應具有催化作用,應保證氫離子濃度相等與物質的量相等,故HCl的濃度為3mol/L×2=6mol/L,鹽酸體積為6mL,
故答案為:6;6;
②催化劑為濃硫酸生成有機層厚度比3mol•L-1 H2SO4時生成有機層厚度厚,說明濃硫酸濃硫酸的吸水性能夠提高乙酸乙酯產率,原因是:濃硫酸可以吸收酯化反應中生成的水,降低了生成物濃度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動,
故答案為:AC;濃硫酸可以吸收酯化反應中生成的水,降低了生成物濃度使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動;
③乙酸、乙醇易揮發,溫度過高大量乙酸、乙醇未經反應就脫離反應體系,且溫度過高發生其他反應,導致產率降低,
故答案為:大量乙酸、乙醇未經反應就脫離反應體系;溫度過高發生其他反應;
④乙酸乙酯在酸性、堿性條件下均可以發生水解,應選擇中性干燥劑,
故選:B.

點評 本題考查有機物制備實驗、探究實驗,(3)中注意利用控制變量法分析,綜合考查學生實驗能力、分析能力與知識遷移運用能力,難度中等.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源:2016-2017學年安徽師大附中高二上10月月考化學卷(解析版) 題型:選擇題

定條件下,用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染,已知:

①CH4(g)+4NO2(g) =4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574kJ·mol-1

②CH4(g)+4NO(g) =2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1160kJ·mol-1;下列選項正確的是

A.CH4(g)+2NO2(g) =N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867kJ

B.CH4(g)+4NO2(g) =4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH3>ΔH1

C.若用0.2mol CH4還原NO2至N2,則反應中放出的熱量一定為173.4kJ

D.若用標準狀況下2.24L CH4還原NO2至N2,整個過程中轉移的電子為0.8mol

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

8.某研究性學習小組成員分別設計了如下甲、乙、丙三套實驗裝置制取乙酸乙酯.請回答下列問題:

(1)A試管中的液態物質有乙酸、乙酯和濃硫酸.
(2)甲、乙、丙三套裝置中,不宜選用的裝置是丙.(選填“甲”、“乙”、“丙”)
(3)寫出試管A中發生的化學反應方程式CH3CH2OH+CH3COOH$?_{△}^{濃硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

5.乙酸乙酯是重要的有機合成中間體,廣泛應用于化學工業.實驗室利用如圖的裝置制備乙酸乙酯.
(1)與教材采用的實驗裝置不同,此裝置中采用了球形干燥管,其作用是:冷凝和防止倒吸.
(2)為了證明濃硫酸在該反應中起到了催化劑和吸水劑的作用,某同學利用上圖所示裝置進行了以下4個實驗.實驗開始先用酒精燈微熱3min,再加熱使之微微沸騰3min.實驗結束后充分振蕩小試管Ⅱ再測有機層的厚度,實驗記錄如下:
實驗編號試管Ⅰ中試劑試管Ⅱ中試劑有機層的
厚度/cm
A2mL乙醇、1mL乙酸、
1mL18mol•L-1 濃硫酸
 飽和Na2CO3
溶液
3.0
B2mL乙醇、1mL乙酸0.1
C2mL乙醇、1mL乙酸、
3mL 2mol•L-1 H2SO4
0.6
D2mL乙醇、1mL乙酸、鹽酸0.6
①實驗D的目的是與實驗C相對照,證明H+對酯化反應具有催化作用.實驗D中應加入鹽酸的體積和濃度分別是3mL和4mol•L-1
②分析實驗A C(填實驗編號)的數據,可以推測出濃H2SO4的吸水性提高了乙酸乙酯的產率.
(3)若現有乙酸90g,乙醇138g發生酯化反應得到80g乙酸乙酯,試計算該反應的產率為60.6%.

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

12.“酒是陳的香”,就是因為酒在儲存過程中生成了有香味的乙酸乙酯,在實驗室我們也可以用如右圖所示的裝置制取乙酸乙酯.回答下列問題:
(1)實驗時為防暴沸,還要在試管內加入碎瓷片
(2)濃硫酸的作用是:①催化劑;②吸水劑
(3)裝置中通蒸氣的導管要插在飽和碳酸鈉溶液的液面上,
不能插入溶液中,目的是防倒吸.
(4)飽和碳酸鈉溶液的作用是(按條簡單回答))收集乙酸乙酯;反應乙酸,減少對酯香味的干擾;吸收乙醇,減少對酯香味的干擾
(5)某同學將收集到的乙酸乙酯滴入飽和NaHCO3溶液中,觀察到有少量氣泡產 生,可得出的結論是乙酸乙酯中含有乙酸,該過程中發生反應的化學方程式是CH3COOH+NaHCO3=CH3COONa+CO2↑+H2O.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

2.科學家正在研究溫室氣體CH4和CO2的轉化和利用.
(1)CH4和CO2所含的三種元素電負性從小到大的順序為H<C<O.
(2)下列關于CH4和CO2的說法正確的是ad(填序號).
a.固態CO2屬于分子晶體
b.CH4分子中含有極性共價鍵,是極性分子
c.因為碳氫鍵鍵能小于碳氧鍵,所以CH4熔點低于CO2
d.CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和sp
(3)在Ni基催化劑作用下,CH4和CO2反應可獲得化工原料CO和H2
①基態Ni原子的電子排布式為[Ar]3d84s2,該元素位于元素周期表中的第VIII族.
②Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4,1mol Ni(CO)4中含有8mol σ鍵.
(4)一定條件下,CH4、CO2都能與H2O形成籠狀結構(如圖所示)的水合物晶體,其相關參數見下表.CH4與H2O形成的水合物俗稱“可燃冰”.

分子直徑/nm分子與H2O的結合能E/kJ•mol-1
CH40.43616.40
CO20.51229.91
①“可燃冰”中分子間存在的2種作用力是氫鍵,范德華力.
②為開采深海海底的“可燃冰”,有科學家提出用CO2置換CH4的設想.已知上圖中籠狀結構的空腔直徑為0.586nm,根據上述圖表,從物質結構及性質的角度分析,該設想的依據是二氧化碳的分子直徑小于籠狀結構的空腔直徑,且二氧化碳與水的結合能力強于甲烷.

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

9.“酒是陳的香”,就是因為酒在儲存過程中生成了有香味的乙酸乙酯,在實驗室我們也可以用如圖所示的裝置制備,其中a中加乙醇、乙酸和濃硫酸,在試管b中加入7mL飽和碳酸鈉溶液.連接好裝置.用酒精燈對試管a加熱,當觀察到試管b中有明顯現象時停止實驗.回答下列問題:
(1)a中配置混合溶液時,加入試劑的正確順序是B(填“A”或“B”);
A.先加入2mL濃硫酸,再慢慢注入2mL乙醇和3mL乙酸
B.先加入2mL乙醇,再慢慢注入2mL濃硫酸和3mL無水乙酸
(2)寫出a試管中的主要化學反應的方程式:CH3COOH+C2H5OH$?_{△}^{濃硫酸}$CH3COOC2H5+H2O
(3)加入濃H2SO4的目的是催化作用;吸水作用
(4)在實驗中球形干燥管除起冷凝作用外,另一個重要作用是防止倒吸.
(5)若要將b試管中的乙酸乙酯分離出來,應采用的實驗操作是分液(填操作名稱);
(6)將1mol 乙醇(其中的氧用 18O 標記)在濃硫酸存在條件下與足量乙酸充分反應.下列敘述不正確的是B
A.生成的乙酸乙酯中含有18O       B.生成的水分子中含有18O
C.可能生成 44g 乙酸乙酯         D.不可能生成 90g 乙酸乙酯.

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

6.ClO2氣體是一種高效、廣譜、安全的殺菌消毒劑,可用NaClO3和草酸(H2C2O4)反應制得.無水草酸100℃可以升華.某學習小組用如圖1裝置模擬工業制取收集ClO2

(1)實驗時裝置A需在60℃~100℃進行的原因是溫度過低,化學反應速率較慢,溫度過高草酸升華或分解,控制所需溫度的方法是水浴加熱.
(2)電動攪拌棒的作用是將反應物充分混合(或充分反應、或使反應物受熱均勻).裝置A中反應產物有Na2CO3、ClO2和CO2等,該反應的化學方程式為2NaClO3+H2C2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+CO2↑+2ClO2↑+H2O.
(3)在裝置C中ClO2和NaOH反應生成等物質的量的兩種鹽,其中一種鹽為NaClO2,寫出反應的離子方程式2ClO2+2OH-=ClO3-+ClO2-+H2O.
(4)用ClO2處理過的飲用水(pH為5.5~6.5)往往殘留少量ClO2和一定量對人體不利的亞氯酸根離子(ClO2-).
①ClO2被I-還原為ClO2-、Cl-的轉化率與溶液pH的關系如圖2所示
②當pH≤2.0時,ClO2-也能被I-還原成Cl-
③2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI
根據上述信息,請補充完整測定飲用水中ClO2-含量的實驗方案:
取一定體積的飲用水,加入NaOH溶液調節pH為7.0~8.0;再重復上述操作1~2次,計算得出結果.
(實驗中需使用的試劑:淀粉溶液、標準Na2S2O3溶液、KI溶液、稀硫酸)

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

7.實驗表明,在一定條件下,乙烯和水的反應可表示為:C2H4(g)+H2O (g)=C2H5OH(g)△H=-45.8kJ/mol,則下列說法中正確的是(  )
A.實驗中,乙烯的用量不會影響該反應的反應焓變△H
B.0.5 mol H2O(l) 完全反應放出的熱量為22.9 kJ
C.1 mol C2H5OH(g)具有的能量大于1 mol C2H4(g)和1 mol H2O (g)所具有的能量和
D.1 mol C2H4(g)和1 mol H2O (g)中化學鍵的總鍵能大于1 mol C2H5OH(g)中化學鍵的總鍵能

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