Question

乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置和有关数据如下：

	相对分子质量	密度／(g·cm3)	沸点／℃	水中溶解性
异戊醇	88	0.8123	131	微溶
乙酸	60	1.0492	118	溶
乙酸异戊酯	130	0.8670	112	难溶

实验步骤：

在A 中加入4.40g异戊醇、6.00g乙酸、数滴浓硫酸和2～3片碎瓷片。开始缓慢加热A，回流50min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤；分出的产物加入少量无水MgSO₄固体，静置片刻，过滤除去MgSO₄固体，进行蒸馏纯化，收集140～143℃馏分，得乙酸异戊酯4.55g。

请回答下列问题：

（1）仪器B的名称是_____；B中冷却水是从_____（填“下口”或“上口”）流进的。

（2）加入碎瓷片的作用是_______；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该采取的操作是_____________________。

（3）在洗涤、分液操作中，第二次洗涤，用饱和碳酸氢钠溶液洗涤的主要目的是_______，不能用NaOH溶液洗涤的原因是___________。第二次洗涤后，充分振荡，然后静置，待分层后，产物应该从分液漏斗的_______（填“上口倒出”或“下口放出”）。

（4）在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是下图中的_____（填字母标号），若从130℃ 便开始收集馏分，会使实验的产率______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

（5）水的沸点为100℃，比乙酸异戊酯低42℃ ，但仍要先加入MgSO₄后过滤再蒸馏，而不是直接蒸馏。结合题中信息分析，下列说法正确的是______（填字母）。

A.水可能会与乙酸异戊酯形成一种“恒沸溶液”（在溶液的某一组成时，在某温度下，混合液同时汽化或同时冷凝），不能进一步提纯，所以要先用MgSO₄干燥

B.在加入MgSO₄后如不先过滤就蒸馏，加热时硫酸镁的结晶水合物又会脱水

C.如不先用MgSO₄吸收水分，蒸馏时水先被蒸出，浪费能源和延长蒸馏时间

D.本实验中要乙酸过量，而不是异戊醇过量，可能的原因是异戊醇比乙酸价格贵；另外异戊醇过量时，异戊醇与乙酸异戊酯沸点相近(小于30℃），蒸馏时完全分离困难

（6）将乙酸异戊酯中的异戊醇除去，是在哪个步骤中除去的______（填字母）。

A.在第一次水洗和后面的分液中除去的

B.在第二次用饱和碳酸氢钠溶液洗涤和后面的分液中除去的

C.在“过滤”中除去的

D.由于本实验中加入过量乙酸，异戊醇已经反应完全，所以不需除杂（异戊醇）了

E.在最后的“蒸馏”步骤中除去的

（7）产物乙酸异戊酯的产率是__________。

Answer

球形冷凝管（或回流管）下口防止液体暴沸待溶液冷却后补加洗掉残留的少量硫酸和乙酸等酸性物质防止乙酸异戊酯在强碱性条件下水解上口倒出B偏高ABCE70%

【解析】在装置A中加入反应混合物和2～3片碎瓷片，开始缓慢加热A，利用冷凝管冷凝回流50分钟，反应液冷至室温后，倒入分液漏斗中，先用少量水洗掉大部分硫酸和醋酸，再用水洗涤碳酸氢钠溶液，分出的产物加入少量无水硫酸镁固体作干燥剂，静置片刻，过滤除去硫酸镁固体，进行蒸馏纯化，收集140～143℃馏分，得乙酸异戊酯。

(1)由装置中仪器B的构造可知，仪器B的名称为球形冷凝管，故答案为：球形冷凝管；

(2)加入碎瓷片可以防止液体暴沸；如果加热一段时间后发现忘记加瓷片，应该待溶液冷却后补加，故答案为：防止液体暴沸；待溶液冷却后补加；

(3)反应后的溶液要经过多次洗涤，在洗涤操作中，第一次洗涤的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和醋酸，第二次洗涤，用饱和碳酸氢钠溶液洗涤的主要目的是洗掉残留的少量硫酸和乙酸等酸性物质，乙酸异戊酯在强碱性条件下能够水解，因此不能用NaOH溶液洗涤；由于酯的密度比水小，二者互不相溶，因此水在下层，酯在上层；分液时，要先将水层从分液漏斗的下口放出，待到两层液体界面时关闭分液漏斗的活塞，再将乙酸异戊酯从上口倒出，故答案为：洗掉残留的少量硫酸和乙酸等酸性物质；防止乙酸异戊酯在强碱性条件下水解；上口倒出；

(4)在蒸馏操作中，温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶的支管口处，所以ad错误；c中使用的是球形冷凝管容易使产品滞留，不能全部收集到锥形瓶中，因此仪器及装置安装正确的是B，在进行蒸馏操作时，若从130℃便开始收集馏分此时的蒸气中含有异戊醇，会收集少量的未反应的异戊醇，因此会导致产率偏高，故答案为：B；偏高；

(5)实验中加入少量无水硫酸镁的目的是吸收酯中少量的水分。A.水可能会与乙酸异戊酯形成一种“恒沸溶液”(在溶液的某一组成时，在某温度下，混合液同时汽化或同时冷凝)，不能进一步提纯，所以要先用MgSO4干燥，正确；B. 加热时硫酸镁的结晶水合物又会脱水，因此需要先过滤再蒸馏，正确；C.如不先用MgSO4吸收水分，蒸馏时水先被蒸出，既浪费能源，蒸馏得到的产品又不纯，正确；D.实验中乙酸过量，而不是异戊醇过量，因为异戊醇与乙酸异戊酯沸点相近(小于30℃)，蒸馏时完全分离困难，与加入MgSO4没有关系，错误；故选ABC；

(6)异戊醇微溶于水，绝大多数的异戊醇在水洗后被除去，少量的异戊醇可以在最后的“蒸馏”步骤中除去，故选E；

(7)乙酸的物质的量为：n==0.1mol，异戊醇的物质的量为：n==0.05mol，由于乙酸和异戊醇是按照1：1进行反应，所以乙酸过量，生成乙酸异戊酯的量要按照异戊醇的物质的量计算，即理论上生成0.05mol乙酸异戊酯；实际上生成的乙酸异戊酯的物质的量为==0.035mol，所以实验中乙酸异戊酯的产率为：×100%=70%，故答案为：70%。

点睛：本题考查物质制备，为高频考点，考查了常见仪器的构造与安装、混合物的分离和提纯、物质的制备、药品的选择及使用、物质产率的计算等知识。本题的难点是(7)中乙酸异戊酯的产率的计算。