Question

10．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中盛有飽和碳酸鈉溶液．
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：

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

請回答：
（1）濃硫酸的作用是制乙酸、催化劑、吸水劑；若用同位素¹⁸O示蹤法確定反應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+C₂H₅OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂¹⁸O；
（2）球形干燥管C的作用是防止倒吸、冷凝．D中飽和碳酸鈉溶液的作用是：乙酸乙酯與飽和Na₂CO₃溶液不互溶、且密度有較大差異，有利于分層，飽和Na₂CO₃溶液還可以吸收揮發出來的乙酸和乙醇若反應前向D中加入幾滴酚酞，溶液呈紅色，產生此現象的原因是CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-（用離子方程式表示）：反應結束后D中的現象是溶液分層，上層無色油體液體，下層溶液顏色變淺．
（3）從D中分離出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和少量水，應先加入無水氯化鈣，分離出乙醇；再加入C（A．五氧化二磷、B．堿石灰、C．無水硫酸鈉、D．生石灰），再加熱進行蒸餾，收集77℃左右的餾分，以得到較純凈的乙酸乙酯．

Answer 1

分析 （1）酯化反應為可逆反應，且濃硫酸具有吸水性；
（2）乙醇、乙酸易溶于水，球形干燥管C中的球形結構可防止液體倒吸；飽和碳酸鈉溶液可吸收乙醇、除去乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度；碳酸鈉溶液水解顯堿性，碳酸鈉溶液與乙酸乙酯分層；
（3）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；不能選擇P₂O₅、堿石灰和NaOH等固體干燥劑，以防乙酸乙酯在酸性（P₂O₅遇水生成酸）或堿性條件下水解．

解答 解：（1）濃硫酸能與醋酸鈉反應生成乙酸，乙酸與乙醇在加熱、濃硫酸作催化劑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；乙酸酸與乙醇發生的酯化反應，反應的方程式為CH₃CO¹⁸OH+C₂H₅OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂¹⁸O，
故答案為：制乙酸、催化劑、吸水劑；CH₃CO¹⁸OH+C₂H₅OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂¹⁸O；
（2）圓底燒瓶受熱不均，球形干燥管的管口伸入液面下可以防止倒吸，同時起冷凝的作用；D中選用飽和碳酸鈉溶液的原因是乙酸乙酯與飽和Na₂CO₃溶液不互溶、且密度有較大差異，有利于分層，飽和Na₂CO₃溶液還可以吸收揮發出來的乙酸和乙醇，碳酸根離子發生水解CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+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，堿性減弱而使溶液紅色變淺；
故答案為：防止倒吸、冷凝；乙酸乙酯與飽和Na₂CO₃溶液不互溶、且密度有較大差異，有利于分層，飽和Na₂CO₃溶液還可以吸收揮發出來的乙酸和乙醇；CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；溶液分層，上層無色油體液體，下層溶液顏色變淺；
（3）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，不能選擇P₂O₅、堿石灰和NaOH等固體干燥劑，以防乙酸乙酯在酸性（P₂O₅遇水生成酸）或堿性條件下水解；
故答案為：乙醇；C．

點評 本題考查有機物的制備實驗，為高頻考點，把握反應原理、實驗裝置的作用、混合物分離為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，注意吸水劑的選擇，題目難度不大．