Question

6．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．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CH₃COOH+CH₃CH₂¹⁸OH$?_{△}^{濃硫酸}$CH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O．
（2）球形干燥管C的作用是防止倒吸、冷凝．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^-；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、乙醚和水，應先加入無水氯化鈣，分液（填操作名稱）后，除去乙醇和水；然后對液體混合物進行蒸餾，收集77.1℃左右的餾分，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；
羧酸與醇發生的酯化反應中，羧酸中的羧基提供-OH，醇中的-OH提供-H，相互結合生成水；
（2）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；
碳酸根水解，溶液呈堿性，反應后溶液分層，上無色油體液體，由于碳酸鈉與乙酸反應，故下層溶液顏色變淺；
（3）無水氯化鈣可與乙醇形成難溶于水的CaCl₂•6C₂H₅OH，用過濾的方法分離出酯層，用氯化鈣除去少量乙醇，最后進行蒸餾．

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，故濃硫酸的作用為催化劑、吸水劑；
羧酸與醇發生的酯化反應中，羧酸中的羧基提供-OH，醇中的-OH提供-H，相互結合生成水，其它基團相互結合生成酯，同時該反應可逆，反應的化學方程式為CH₃COOH+CH₃CH₂¹⁸OH$?_{△}^{濃硫酸}$CH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O；
故答案為：催化劑、吸水劑；CH₃COOH+CH₃CH₂¹⁸OH$?_{△}^{濃硫酸}$CH₃CO¹⁸OC₂H₅+H₂O；
（2）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^-，溶液呈堿性，加入幾滴酚酞，溶液呈紅色；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：防止倒吸；冷凝；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）無水氯化鈣可與乙醇形成難溶于水的CaCl₂•6C₂H₅OH，用過濾的方法分離出酯層，用氯化鈣除去少量乙醇，最后進行蒸餾，收集77.1右的餾分，得到比較純凈的乙酸乙酯，故答案為：過濾；乙醇；77.1．

點評 本題考查了乙酸乙酯的制備與實驗改進，題目難度中等，注意實驗原理和濃硫酸、球形管的作用，體會實驗改進的優點．