Question

8．乙酸丁酯沸點(diǎn)、溶解性如下表．

物質(zhì)	乙酸	1-丁醇	乙酸丁酯	90%濃硫酸
沸點(diǎn)	117.9℃	117.2℃	126.3℃	338.0℃
溶解性	溶于水和有機(jī)溶劑	溶于水和有機(jī)溶劑	微溶于水，溶于有機(jī)溶劑	與水混溶

某研究行學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制取乙酸丁酯的方案，其主要步驟如下：
①在三頸瓶中d中加入按體積比1：4：4的比例配制濃硫酸、1-丁醇和乙酸的混合溶液．
②控制115-125℃均勻加熱裝有混合液的三頸瓶5-10min．
③待錐形瓶e收集到一定量的產(chǎn)物后停止加熱，撤去錐形瓶e并用力振蕩，然后靜置待分層．
④分離出乙酸丁酯層，洗滌，干燥．
根據(jù)題目要求回答下列問題：
（1）配制該混合溶液的主要操作步驟為：先加入丁醇，然后邊搖動試管邊慢慢加入濃硫酸，再加乙酸；寫出制取乙酸丁酯的化學(xué)方程式：CH₃COOH+CH₃CH₂OH $→_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O．
（2）上述實(shí)驗(yàn)中飽和碳酸鈉溶液的作用是BC（填序號）；
A．中和乙酸和1-丁醇
B．中和乙酸并吸收部分1-丁醇
C．乙酸丁酯在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度比在水中更小
D．加速酯的生成，提高其產(chǎn)率
（3）當(dāng)溫度計(jì)a（填寫“a”或“b”）的溫度讀數(shù)達(dá)到126.3℃時，開始收集產(chǎn)品乙酸丁酯．
（4）指出步驟③所觀察到的現(xiàn)象：在淺紅色碳酸鈉溶液層上方有無色液體出現(xiàn)，聞到香味，振蕩后碳酸鈉溶液層紅色變淺；分離處乙酸丁酯后，一般用飽和食鹽水和飽和氯化鈣溶液洗滌，可通過洗滌除去（填名稱）碳酸鈉、乙醇雜質(zhì)；為了干燥乙酸丁酯可選用的干燥劑為（填序號）B．
A．五氧化二磷   B．無水硫酸鈉
C．堿石灰       D．氫氧化鈉固體．

Answer 1

分析 （1）濃硫酸密度大，應(yīng)將濃硫酸加入到丁醇中，以防酸液飛濺，乙酸易揮發(fā)，冷卻后再加入乙酸；乙酸與丁醇在濃硫酸作用下加熱反應(yīng)生成乙酸丁酯和水；
（2）飽和碳酸鈉溶液與乙酸反應(yīng)除去乙酸、溶解丁醇、同時降低乙酸丁酯的溶解度，便于分層；
（3）乙酸丁酯的沸點(diǎn)為126.3℃，所以當(dāng)溫度計(jì)a的溫度為126.3℃時，收集到的即為乙酸丁酯；
（4）錐形瓶e中收集的乙酸丁酯的中混有乙酸、丁醇，用力振蕩，有機(jī)混合溶液與碳酸鈉溶液充分混合，乙酸與碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳，同時丁醇溶于碳酸鈉溶液，據(jù)此判斷現(xiàn)象；乙酸乙酯中混有碳酸鈉和乙醇，用飽和食鹽水萃取碳酸鈉，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(jié)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）濃硫酸密度大于水，且溶于水放出大量熱，應(yīng)該將濃硫酸加入丁醇中，正確操作方法為：將濃H₂SO₄加入丁醇中，邊加邊振蕩，然后再加入乙酸或先將乙醇與乙酸混合好后再加濃硫酸并在加入過程中不斷振蕩；酯化反應(yīng)的本質(zhì)為酸脫羥基，醇脫氫，乙酸與乙醇在濃硫酸作用下加熱發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸乙酯和水，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)為：CH₃COOH+CH₃CH₂OH $→_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O，
故答案為：先加入丁醇，然后邊搖動試管邊慢慢加入濃硫酸，再加乙酸；CH₃COOH+CH₃CH₂OH $→_{△}^{濃硫酸}$CH₃COOCH₂CH₃+H₂O；
（2）制備乙酸乙酯時常用飽和碳酸鈉溶液，目的是中和揮發(fā)出來的乙酸，使之轉(zhuǎn)化為乙酸鈉溶于水中；溶解揮發(fā)出來的乙醇；降低乙酸乙酯在水中的溶解度，便于分層得到酯，所以BC正確，
故答案為：BC；
（3）乙酸丁酯的沸點(diǎn)為126.3℃，所以當(dāng)溫度計(jì)a的溫度為126.3℃時，收集到的即為乙酸丁酯，
故答案為：a；126.3℃；
（4）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(yīng)而使溶液紅色變淺；乙酸乙酯中混有碳酸鈉和乙醇，用飽和食鹽水萃取碳酸鈉，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(jié)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：在淺紅色碳酸鈉溶液層上方有無色液體出現(xiàn)，聞到香味，振蕩后碳酸鈉溶液層紅色變淺；碳酸鈉、乙醇；B．

點(diǎn)評 本題考查了乙酸乙酯的制取方法，難度中等，注意掌握乙酸乙酯的制備方法及反應(yīng)原理，明確濃硫酸、飽和碳酸鈉溶液在實(shí)驗(yàn)中的作用．