Question

已知下列数据：

某学生在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下：

①配制2 mL浓硫酸、3 mL乙醇(含¹⁸O)和2 mL乙酸的混合溶液。

②按图连接好装置(装置气密性良好)并加入混合液，用小火均匀加热3～5 min。

③待试管乙收集到一定量产物后停止加热，撤出试管乙并用力振荡，然后静置待分层。

④分离出乙酸乙酯，洗涤、干燥。

(1)配制①中混合溶液的方法为____________；反应中浓硫酸的作用是________________；写出制取乙酸乙酯的化学方程式：____________。

(2)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是(填字母)_________。

A．中和乙酸和乙醇         B．中和乙酸并吸收乙醇

C．减少乙酸乙酯的溶解     D．加速酯的生成，提高其产率

(3)步骤②中需要小火均匀加热，其主要理由是_______；步骤③所观察到的现象是_________；欲将乙试管中的物质分离以得到乙酸乙酯，必须使用的仪器有________；分离时，乙酸乙酯应从仪器________________(填“下口放”或“上口倒”)出。

(4)该同学反复实验，得出乙醇与乙酸的用量和得到的乙酸乙酯生成量如下表：

表中数据x的范围是__________________；实验①②⑤探究的是_____________。

Answer

将浓H2SO4加入乙醇中，边加边振荡，然后加入乙酸(或先将乙醇与乙酸混合后再加浓硫酸并在加入过程中不断振荡) 催化剂、吸水剂 CH3COOH＋CH3CH2OHCH3CO18OCH2CH3＋H2O BC 大火加热会导致大量的原料气化而损失 液体分层，上层为无色有香味液体，下层为浅红色液体，振荡后下层液体颜色变浅 分液漏斗 上口倒 1.57～1.76 增加乙醇或乙酸的用量对酯的产量的影响

【解析】

(1).浓硫酸的密度大于乙醇、乙酸，混合时要把硫酸加入乙醇、乙酸中；酯化反应的机理是酸脱羟基醇脱氢，故生成的酯中含有18O；

(2)饱和碳酸钠溶液可除去混入乙酸乙酯中的乙酸，溶解乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度并有利于液体分层。

(3)乙酸、乙醇易挥发；乙酸乙酯是密度比水小的油状液体，难溶于水，有香味；用分液法分离互不相溶的液体；

(4)增加乙醇的量，平衡正向移动；②⑤与①相比增加了1mL 乙醇或乙酸；

(1)混合时浓硫酸相当于被稀释，故应将浓H2SO4加入乙醇中，然后加入乙酸，也可先将乙醇与乙酸混合好后再加入浓硫酸；因酯化反应速率慢且为可逆反应，使用浓硫酸可加快酯化反应的速率，浓硫酸具有吸水性，并有利于平衡向生成酯的方向移动；乙酸、乙醇在浓硫酸作用下生成乙酸乙酯和水，根据酯化反应的机理是酸脱羟基醇脱氢，故生成的酯中含有18O，反应的方程式是CH3COOH＋CH3CH2OH CH3CO18OCH2CH3＋H2O；

(2) 饱和碳酸钠溶液可除去混入乙酸乙酯中的乙酸，溶解乙醇，降低乙酸乙酯的溶解度并有利于液体分层，故选BC；

(3)由表中数据知乙醇的沸点(78.0 ℃)与乙酸乙酯的沸点(77.5 ℃)很接近，若用大火加热，大量的乙醇会被蒸发出来，导致原料的大量损失；酯的密度小于水的密度，故上层为油状有香味的无色液体，因有一定量的乙酸气化，进入乙中与Na2CO3反应，故下层液体红色变浅；将分层的液体分离开必须使用分液漏斗，分液时上层液体应从上口倒出；

(4) 增加乙醇的量，平衡正向移动，所以数据x的范围是1.57～1.76；②⑤与①相比增加了1mL 乙醇或乙酸，实验①②⑤探究的是乙醇、乙酸用量的改变对酯产率的影响情况，分析三组实验数据知，增加乙醇、乙酸的用量，酯的生成量均会增加。