Question

乙酸乙酯是重要的有機(jī)合成中間體，廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)．實(shí)驗(yàn)室利用圖的裝置制備乙酸乙酯．
（1）與教材采用的實(shí)驗(yàn)裝置不同，此裝置中采用了球形干燥管，其作用是：

 

．
（2）為了證明濃硫酸在該反應(yīng)中起到了催化劑和吸水劑的作用，某同學(xué)利用上圖所示裝置進(jìn)行了以下4個實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)開始先用酒精燈
微熱3min，再加熱使之微微沸騰3min．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后充分振蕩小試管Ⅱ再測有機(jī)層的厚度，實(shí)驗(yàn)記錄如下：

實(shí)驗(yàn)編號	試管Ⅰ中試劑	試管Ⅱ中 試劑	有機(jī)層的 厚度/cm
A	2mL乙醇、1mL乙酸、 1mL18mol?L-1 濃硫酸	飽和Na2CO3 溶液	3.0
B	2mL乙醇、1mL乙酸		0.1
C	2mL乙醇、1mL乙酸、 3mL 2mol?L-1H2SO4		0.6
D	2mL乙醇、1mL乙酸、鹽酸		0.6

①實(shí)驗(yàn)D的目的是與實(shí)驗(yàn)C相對照，證明H+對酯化反應(yīng)具有催化作用．實(shí)驗(yàn)D中應(yīng)加入鹽酸的體積和濃度分別是

 

mL和

 

mol?L^-1．
②分析實(shí)驗(yàn)

 

（填實(shí)驗(yàn)編號）的數(shù)據(jù)，可以推測出濃H₂SO₄的吸水性提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率．
（3）若現(xiàn)有乙酸90g，乙醇138g發(fā)生酯化反應(yīng)得到80g乙酸乙酯，試計(jì)算該反應(yīng)的產(chǎn)率為

 

．

Answer 1

分析：（1）球形干燥管容積較大，利于乙酸乙酯充分與空氣進(jìn)行熱交換，起到冷凝的作用，也可起到防止倒吸的作用；
（2）①對比試驗(yàn)關(guān)鍵是要采用控制變量，即控制一個變量，其它條件不變；
②分析使用濃硫酸和稀硫酸的稀硫酸的實(shí)驗(yàn)，比較哪種條件下生成的乙酸乙酯多；
（3）先判斷過量情況，根據(jù)反應(yīng)方程式及不足量計(jì)算出生成乙酸乙酯的質(zhì)量，然后計(jì)算出乙酸乙酯的產(chǎn)率．

解答：解：（1）球形干燥管容積較大，使乙酸乙酯充分與空氣進(jìn)行熱交換，起到冷凝的作用，也可起到防止倒吸的作用，
故答案為：冷凝和防止倒吸；
（2）①本題是研究實(shí)驗(yàn)D與實(shí)驗(yàn)C相對照，證明H⁺對酯化反應(yīng)具有催化作用的條件，題中采用了一個變量，實(shí)驗(yàn)C 2mol?L^-1 H₂SO₄，實(shí)驗(yàn)D鹽酸，所以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模瑢?shí)驗(yàn)D與實(shí)驗(yàn)C中H⁺的濃度一樣，實(shí)驗(yàn)C 3mL乙醇、2mL乙酸、2mol?L^-1 H₂SO₄，實(shí)驗(yàn)D 3mL乙醇、2mL乙酸、鹽酸，要保證溶液體積一致，才能保證乙醇、乙酸的濃度不變，鹽酸體積為4mL，實(shí)驗(yàn)D與實(shí)驗(yàn)C中H⁺的濃度一樣，所以鹽酸的濃度為4mol?L^-1，
故答案為：3，4；
②對照實(shí)驗(yàn)A和C可知：試管Ⅰ中試劑實(shí)驗(yàn)A中使用1mL18mol?L^-1 濃硫酸，生成的乙酸乙酯比C中生成的乙酸乙酯大很多，說明濃硫酸的吸水性提高了乙酸乙酯的產(chǎn)率，
故答案為：A C；
（3）90g乙酸的物質(zhì)的量為：

90g

60g/mol

=1.5mol，138g乙醇的物質(zhì)的量為：

138g

46g/mol

=3mol，顯然乙醇過量，理論上生成的乙酸乙酯的物質(zhì)的量需要按照乙酸的量進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)反應(yīng)CH₃COOH+C₂H₅OH

濃硫酸

△

CH₃COOC₂H₅+H₂O可知，理論上生成乙酸乙酯的物質(zhì)的量為1.5mol，而實(shí)際上生成了80g，則乙酸乙酯的產(chǎn)率為：

80g

88g/mol×1.5mol

×100%≈60.6%，
故答案為：60.6%．

點(diǎn)評：本題考查了乙酸乙酯的制備，題目難度中等，注意掌握乙酸乙酯的制備原理和實(shí)驗(yàn)方法，（2）為易錯點(diǎn)，注意設(shè)計(jì)對照試驗(yàn)的條件要求．