Question

5．实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯，有关物质的物理性质如表，请回答有关问题

化合物	密度/g•cm-3	沸点/℃	溶解性
正丁醇	0.810	118.0	可溶
冰醋酸	1.049	118.1	互溶
乙酸正丁酯	0.882	126.1	微溶
乙醇	0.79	78.5	互溶
乙酸乙酯	0.88	77.06	可溶

Ⅰ．乙酸正丁酯粗产品的制备
在干燥的50mL圆底烧瓶中，装入沸石，加入11.5mL正丁醇和9.4mL冰醋酸，再加3～4滴浓硫酸．然后安装分水器（作用：实验过程中不断分离除去反应生成的水）、温度计及回流冷凝管，加热冷凝回流反应．
（1）写出乙酸正丁酯制备的化学方程式：CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OH $?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O．本实验过程中可能产生多种有机副产物，写出其中一种的结构简式：CH₂═CHCH₂CH₃或CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃．
（2）在乙酸乙酯的制备过程中采用了“边反应边蒸馏”的方式收集乙酸乙酯，乙酸正丁酯的制备过程中能否采用“边反应边蒸馏”的方式？为什么？不可以．因为乙酸正丁酯的沸点比乙酸和正丁醇都高
Ⅱ．乙酸正丁酯精产品的制备
（1）将乙酸正丁酯粗产品用如下操作进行精制：①水洗　②蒸馏　③用无水MgSO₄干燥　④用15%碳酸钠溶液洗涤，正确的操作步骤是C（填字母）．
AA．①②③④B．③①④②
C．①④①③②D．④①③②③
（2）将酯层采用如图1所示装置蒸馏．
①写出图1中仪器A的名称冷凝管，冷却水从g口进入（填字母）．
②蒸馏收集乙酸正丁酯产品时，应将温度控制在126.1℃左右．
Ⅲ．计算产率
（1）测量分水器内由乙酸与正丁醇反应生成水的体积为1.8mL，假设在制取乙酸正丁酯过程中反应物和生成物没有损失，且忽略副反应，计算乙酸正丁酯的产率为79.4%．实验中为了提高乙酸正丁酯的产率，采取的措施是BC
A．使用催化剂   B．加过量乙酸   C．不断移去产物    D．缩短反应时间
（2）正丁醇若含有乙醇，有同学认为制得的乙酸丁酯中含有乙酸乙酯．为了证实该观点，可尝试选用下列C（填序号）装置来做实验，请简述与实验结论有关的实验过程和现象将制得的乙酸丁酯进行蒸馏，看能否得到78℃左右的馏分，且该馏分不溶于饱和碳酸钠溶液．

Answer 1

分析 I．（1）根据酯化反应原理酸脱羟基醇脱氢写出反应的化学方程式，在浓硫酸作用下正丁醇可能发生消去反应等副反应；
（2）“边反应边蒸馏”的方式收集产物的要求是反应物的沸点要高于生成物的沸点，而乙酸丁酯的沸点比乙酸、丁醇的沸点高，据此答题；
II．（1）乙酸正丁酯粗产品中含有乙酸、正丁醇、硫酸等杂质，要进行精制，要先用水洗除去部分可溶性杂质，再用碳酸钠溶液除硫酸，再水洗除碳酸钠，再用无水MgSO₄干燥后再蒸馏得较纯的乙酸正丁酯；
（2）①根据装置图可知图1中仪器A的名称，冷却时采用逆流冷却效果好，据此判断；
②根据乙酸正丁酯的沸点确定蒸馏时的温度；
III．（1）提高1-丁醇的利用率，可使平衡向生成酯的方向移动，根据平衡移动原理分析；
（2）互溶的液体可原理蒸馏的原理进行分离，据此设计；

解答 解：I．（1）酯化反应中酸脱羟基醇脱氢，反应的化学方程式为CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OH $?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O，在浓硫酸作用下正丁醇可能发生消去反应或取代生成醚等副反应，其产物为CH₂═CHCH₂CH₃或CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃，
故答案为：CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OH $?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O；CH₂═CHCH₂CH₃或CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃；
（2）“边反应边蒸馏”的方式收集产物的要求是反应物的沸点要高于生成物的沸点，而乙酸丁酯的沸点比乙酸、丁醇的沸点高，所以乙酸正丁酯的制备过程中不能否采用“边反应边蒸馏”的方式，
故答案为：不可以，因为乙酸正丁酯的沸点比乙酸和正丁醇都高；
II．（1）乙酸正丁酯粗产品中含有乙酸、正丁醇、硫酸等杂质，要进行精制，要先用水洗除去部分可溶性杂质，再用碳酸钠溶液除硫酸，再水洗除碳酸钠，再用无水MgSO₄干燥后再蒸馏得较纯的乙酸正丁酯，故选C；
（2）①根据装置图可知图1中仪器A的名称为冷凝管，冷却时采用逆流冷却效果好，所以冷却水从g口进入，
故答案为：冷凝管；g；
②根据题意可知，乙酸正丁酯的沸点为126.1℃，所以蒸馏时的温度应控制在126.1℃左右，
故答案为：126.1℃；
III．（1）提高1-丁醇的利用率，可使平衡向生成酯的方向移动．
A．使用催化剂，缩短反应时间，平衡不移动，故A错误；
B．加过量乙酸，平衡向生成酯的方向移动，1-丁醇的利用率增大，故B正确；
C．不断移去产物，平衡向生成酯的方向移动，1-丁醇的利用率增大，故C正确；
D．缩短反应时间，反应未达平衡，1-丁醇的利用率降低，故D错误．
故选：BC．
（2）由表中数据可知，乙酸丁酯与乙酸乙酯沸点相差比较大，乙酸乙酯沸点为77.06℃，可利用蒸馏原理，将制得的乙酸丁酯进行蒸馏，故选C装置，看能否得到78℃左右的馏分，且该馏分不溶于饱和碳酸钠溶液，若有则说明含有乙酸乙酯，没有则不含乙酸乙酯．
故答案为：C；将制得的乙酸丁酯进行蒸馏，看能否得到78℃左右的馏分，且该馏分不溶于饱和碳酸钠溶液．

点评 本题以考查乙酸乙酯的制备为载体，旨在考查学生对知识的迁移运用，题目难度中等，注意基础知识的积累．