Question

16．某化學興趣小組用甲、乙兩套裝置（如圖所示）進行甲酸（HCOOH）與甲醇（CH₃OH）酯化反應的實驗，回答以下問題．

（1）甲酸和甲醇進行酯化反應的化學方程式是HCOOH+CH₃OH$?_{△}^{濃硫酸}$HCOOCH₃+H₂O．
（2）實驗過程中選用的用品及試劑：碎瓷片（作用為防暴沸）、甲酸、甲醇以及濃H₂SO₄ （作用為催化劑），還有試管A和錐形瓶B內裝的是飽和Na₂CO₃溶液（作用為中和揮發出來的甲酸，使之轉化為甲酸鈉溶于水中，溶解揮發出來的甲醇，降低甲酸甲酯在水中的溶解度，便于分層得到酯）．
（3）乙裝置中長玻璃導管c的作用是冷凝回流甲醇，平衡內外大氣壓強；冷凝水應該從b進入．
（4）甲、乙兩套裝置中效果比較好的裝置是乙．

Answer 1

分析 （1）甲醇和甲酸反應生成甲酸甲酯和水；
（2）酯化反應中濃硫酸起到催化劑的作用，甲酸甲酯不溶于飽和碳酸鈉，且碳酸鈉可與甲酸反應；
（3）甲醇（CH₃OH）易揮發，且有毒；冷凝管應從下口進水，上口出水；
（4）甲醇是有毒的易揮發的有機物，應在密閉容器中進行．

解答 解：（1）甲酸和甲醇進行酯化反應的歷程是羧酸脫羥基醇脫氫，甲醇和甲酸反應生成甲酸甲酯和水，化學方程式為：HCOOH+CH₃OH$?_{△}^{濃硫酸}$HCOOCH₃+H₂O，
故答案為：HCOOH+CH₃OH$?_{△}^{濃硫酸}$HCOOCH₃+H₂O；
（2）酯化反應中濃硫酸起到催化劑的作用，甲酸甲酯不溶于飽和碳酸鈉，且碳酸鈉可與甲酸反應，甲醇易溶于水，便于分層，所以飽和碳酸鈉的作用為中和揮發出來的甲酸，使之轉化為甲酸鈉溶于水中，溶解揮發出來的甲醇，降低甲酸甲酯在水中的溶解度，便于分層得到酯，
故答案為：催化；中和揮發出來的甲酸，使之轉化為甲酸鈉溶于水中，溶解揮發出來的甲醇，降低甲酸甲酯在水中的溶解度，便于分層得到酯；
（3）乙裝置中長導管C的作用是冷凝回流甲醇，平衡內外大氣壓強；冷凝管應從下口進水，上口出水，以保證水充滿冷凝管，起到充分冷凝的作用，
故答案為：冷凝回流甲醇，平衡內外大氣壓強；b；
（4）甲醇是有毒的易揮發的有機物，需要良好的冷凝效果，所以選擇乙，因為甲醇有毒，減少大氣污染，
故答案為：乙．

點評 本題考查物質的制備，側重于學生的分析、實驗以及計算能力的考查，注意把握有機物反應的特點以及常見儀器的使用，把握實驗的原理和操作方法，難度不大．