Question

【題目】實驗室用乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯。有關(guān)物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

化合物	相對分子質(zhì)量	密度 /g·cm-3	沸點 /℃	溶解度 /100g水
正丁醇	74	0.80	118.0	9
冰醋酸	60	1.045	118.1	互溶
乙酸正丁酯	116	0.882	126.1	0.7

操作如下：

①在50mL三頸燒瓶中，加入18.5mL正丁醇和13.4mL冰醋酸，3-4滴濃硫酸，投入沸石。安裝分水器作用：實驗過程中不斷分離除去反應(yīng)生成的水、溫度計及回流冷凝管。

②將分水器分出的酯層和反應(yīng)液一起倒入分液漏斗中，水洗，10%Na2CO3溶液洗滌，再水洗，最后轉(zhuǎn)移至錐形瓶，干燥。

③將干燥后的乙酸正丁酯濾入燒瓶中，常壓蒸餾，收集餾分，得到15.1g乙酸正丁酯。

請回答有關(guān)問題：

（1）冷水應(yīng)該從冷凝管___(填“a”或“b”)端管口通入；

（2）反應(yīng)中濃硫酸的作用是___；

（3）步驟②中用10%Na2CO3溶液洗滌有機層，該操作的目的是___；

（4）進行分液操作時，使用的漏斗是___(填選項)；

（5）步驟③在進行蒸餾操作時，若從118℃開始收集餾分，產(chǎn)率偏__（填“高”或“低”)，原因__；

（6）該實驗過程中，生成乙酸正丁酯的產(chǎn)率是___。

Answer 1

【答案】a 催化劑、吸水劑 除去產(chǎn)品中含有的乙酸等雜質(zhì)，降低乙酸正丁酯的溶解度便于分液 C 高 會收集到少量未反應(yīng)的冰醋酸和正丁醇 65%

【解析】

(1)冷水應(yīng)該從冷凝管的下口進上口出，即a端進，故答案為：a；

(2)酯化反應(yīng)中，濃硫酸的作用是作催化劑、吸水劑，故答案為：催化劑、吸水劑；

(3)Na2CO3溶液洗滌有機層的作用是除去產(chǎn)品中含有的乙酸等雜質(zhì)，降低乙酸正丁酯的溶解度便于分液，故答案為：除去產(chǎn)品中含有的乙酸等雜質(zhì)，降低乙酸正丁酯的溶解度便于分液；

(4)分液用梨形分液漏斗，即C，故答案為：C；

(5)正丁醇的沸點為118℃，冰醋酸的沸點為118.1℃，若從118℃開始收集，則會收集到較多的正丁醇和醋酸，導(dǎo)致產(chǎn)率偏高，故答案為：高；會收集到少量未反應(yīng)的冰醋酸和正丁醇；

(6)正丁醇的質(zhì)量=0.8g·cm-3×18.5mL=14.8g，n(正丁醇)=≈0.2mol，冰醋酸的質(zhì)量=1.045 g·cm-3×13.4mL=14.003g，n(冰醋酸)=≈0.23mol，冰醋酸過量，用正丁醇的量計算理論值。根據(jù)CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O可知，理論上可得乙酸正丁酯0.2mol，理論上可得乙酸正丁酯的質(zhì)量為：0.2mol×116g/mol=23.2g，所以，乙酸正丁酯的產(chǎn)率=×100%=65%，故答案為：65%。