Question

1．已知下表所示數據：

物質	熔點（℃）	沸點（℃）	密度（g•cm-3）
乙醇	-117.3	78.5	0.79
乙酸	16.6	117.9	1.05
乙酸乙酯	-83.6	77.5	0.90
濃硫酸	-	338.0	1.84

某學生實驗室制取乙酸乙酯的主要步驟如下：
①在30mL的大試管A中按體積比2：3：3配制濃硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液．
②按圖甲連接好裝置（裝置氣密性良好），用小火均勻加熱裝有混合液的大試管5～10min．
③待試管B收集到一定量產物后停止加熱，撤出試管B并用力振蕩，然后靜置待分層．
④分離出乙酸乙酯層，洗滌、干燥．

請根據題目要求回答下列問題：
（1）配制該混合液的主要操作步驟為在一個30mL的大試管中注入3mL乙醇，再分別緩緩加入2mL濃硫酸、3mL乙酸（乙醇和濃硫酸的加入順序不可互換），邊加邊振蕩試管使之混合均勻；
（2）步驟②中需要小火均勻加熱，其主要原因是反應物乙醇、乙酸的沸點較低，若用大火加熱，反應物隨產物蒸出而大量損失，而且溫度過高可能發生更多的副反應；
（3）指出步驟③所觀察到的現象：試管B中的液體分成上下兩層，上層無色，下層為紅色液體，振蕩后下層液體的紅色變淺．
分離出乙酸乙酯層后，一般用飽和食鹽水或飽和氯化鈣溶液洗滌，可通過洗滌主要除去碳酸鈉和乙醇（填名稱）雜質；為了干燥乙酸乙酯可選用的干燥劑為B（填選項字母）．
A．P₂O₅                 B．無水Na₂SO₄
C．堿石灰              D．NaOH固體
（4）某化學課外小組設計了如圖乙所示的制取乙酸乙酯的裝置（圖中的部分裝置略去），與圖甲裝置相比，圖乙裝置的主要優點有①增加了溫度計，便于控制發生裝置中反應液的溫度，減少副產物的發生；②增加了分液漏斗，有利于及時補充反應混合液，以提高乙酸乙酯的產量；③增加了冷凝裝置，有利于收集產物乙酸乙酯．

Answer 1

分析 從表中數據可以看出，反應物乙酸、乙醇的沸點比較低，因此在用酒精燈加熱時，一定要用小火慢慢加熱．反應得到的乙酸乙酯難溶于水，密度比水小，與水混合后通常分層，且處于上層．在干燥制得的乙酸乙酯時，不能用酸或堿，因為酸或堿會使乙酸乙酯水解，最好選用無水Na₂SO₄干燥，且乙酸乙酯與Na₂SO₄也不互溶．
（1）混合酸液時注意反之酸液飛濺；
（2）有機反應副反應多，且乙酸和乙醇易揮發；
（3）根據乙酸的酸性和乙酸乙酯難溶于飽和碳酸鈉分析；
（4）圖乙使用溫度計，可用于控制溫度，且可充分冷凝．

解答 解：（1）乙醇中含有少量水，應將濃硫酸加入到乙醇中，防止硫酸溶解時放出大量的熱導致液體飛濺，另外，加熱時，試管內液體的體積不超過試管容積的1/3”，加入藥品的順序為在一個30mL大試管中注入3mL乙醇，再分別緩緩加入2mL濃硫酸和3mL乙酸（乙酸和濃硫酸的加入順序可互換），邊加邊振蕩試管使之混合均勻（藥品總用量不能超過10mL），
故答案為：在一個30 mL的大試管中注入3 mL乙醇，再分別緩緩加入2 mL濃硫酸、3mL乙酸（乙醇和濃硫酸的加入順序不可互換），邊加邊振蕩試管使之混合均勻；
（2）有機反應副反應多，且乙酸和乙醇的沸點低、易揮發，如果加熱溫度過高易引起更多的副反應和導致乙酸和乙醇的大量揮發，
故答案為：反應物乙醇、乙酸的沸點較低，若用大火加熱，反應物隨產物蒸出而大量損失，而且溫度過高可能發生更多的副反應；
（3）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，有香味，振蕩時乙酸和碳酸鈉反應而使溶液紅色變淺；
　碳酸鈉、乙醇均易溶于水，故用飽和食鹽水或飽和氯化鈣溶液洗滌乙酸乙酯可除去碳酸鈉和乙醇；
干燥乙酸乙酯，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：試管B中的液體分成上下兩層，上層無色，下層為紅色液體，振蕩后下層液體的紅色變淺；碳酸鈉和乙醇；B；　
（4）從該裝置與傳統制備裝置的使用的儀器的不同進行分析，增加了溫度計，有利于控制發生裝置中反應液的溫度，根據反應的可逆性特點，增加反應物有利于平衡向正方向移動，提高乙酸乙酯的產量，增加了冷凝裝置，有利于收集產物，
故答案為：①增加了溫度計，便于控制發生裝置中反應液的溫度，減少副產物的發生；②增加了分液漏斗，有利于及時補充反應混合液，以提高乙酸乙酯的產量；③增加了冷凝裝置，有利于收集產物乙酸乙酯．

點評 本題考查有機物的推斷及制備實驗，為高頻考點，把握有機物的官能團與性質、制備實驗裝置及技能為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，注意混合物分離及有機物性質的應用，題目難度不大．