Question

6．三乙酸甘油酯是一種優(yōu)良的溶劑、定香劑和增塑劑．實驗室制備三乙酸甘油酯的反應原理、實驗裝置及相關數據如下：3CH₃COOH+$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$+3H₂O

物質	相對 分子質量	密度/g•cm-3	沸點/℃	水中 溶解性
甘油	92	1.2636	290 （分解）	溶
乙酸	60	1.0492	118	溶
三乙酸甘油酯	218	1.1596	258	不溶

實驗步驟：
步驟1．在500mL反應器中加入200g冰醋酸，92g甘油和100mL苯，開動攪拌器，慢慢從插溫度計口加入3mL濃硫酸后，緩緩加熱并回流1h，停止加熱．
步驟2．用5%碳酸鈉溶液洗滌，再用水洗滌，最后加入無水氯化鈣．
步驟3．先進行常壓蒸餾收集75～85℃餾分．
步驟4．將常壓餾分再進行減壓蒸餾，收集128～131℃/933Pa餾分，最終得產品176g．
（1）步驟1先開攪拌器后加濃硫酸的目的是防止局部濃硫酸濃度過大，造成有機物脫水炭化；冰醋酸過量的目的是有利于向酯化方向移動，提高甘油的轉化率
（2）用5%碳酸鈉溶液洗滌的主要目的是除去產品的硫酸、乙酸；加無水氯化鈣的目的是除去有機物中的水份
（3）最后用減壓蒸餾而不用常壓蒸餾其原因是防止常壓蒸餾溫度過高導致產品分解
（4）本次實驗產率為80.7%．

Answer 1

分析 本題以酯化反應的原理為載體，利用乙酸和甘油酯化得到三乙酸甘油酯的實驗流程，主要考查的是結合濃硫酸的性質配制反應混合液，根據平衡理論通過增加冰醋酸的量提高甘油的利用率，反應后的混合物用飽和碳酸鈉溶液洗滌除去催化作用的硫酸溶液和過量醋酸溶液，有氯化鈣吸水干燥粗產品，最后采用減壓蒸餾的方法得到產品，利用原子守恒可計算產率，據此解答；
（1）因濃硫酸有脫水性，攪拌可稀釋均勻，避免產生炭化現象，利用平衡的理論，增大一種反應物的量可提高另一種反應物的轉化率；
（2）反應后的混合液中存在催化作用的硫酸和過量的醋酸，可以用飽和碳酸鈉溶液中和，氯化鈣有吸水性，加入可除去混有的水；
（3）三乙酸甘油酯在高溫下可能會分解，因此蒸餾時不能常壓高溫蒸餾；
（4）92g甘油的物質的量為$\frac{92g}{92g/mol}$=1mol，理論制得的三乙酸甘油酯也是1mol，可結合其質量計算產率．

解答 解：（1）濃硫酸有強氧化性，先開攪拌器后加濃硫酸可防止局部濃硫酸濃度過大，造成有機物脫水炭化；酯化反應可逆反應，增大乙酸的量，有利于向酯化方向移動，提高甘油的轉化率，
故答案為：防止局部濃硫酸濃度過大，造成有機物脫水炭化；有利于向酯化方向移動，提高甘油的轉化率；
（2）用5%碳酸鈉溶液洗滌催化作用的硫酸和過量的乙酸，利用氯化鈣的吸水性除去有機物中的水份，故答案為：除去產品的硫酸、乙酸； 除去有機物中的水份；
（3）為避免三乙酸甘油酯在高溫下的分解，采用減壓蒸餾，故答案為：防止常壓蒸餾溫度過高導致產品分解；
（4）1mol的甘油理論制得1mol的三乙酸甘油酯，質量為1mol×218g/mol=218g，產率為$\frac{176g}{218g}×100%$=80.7%，故答案為：80.7%．

點評 本題參照教材酯化反應的原理合成三乙酸甘油酯并涉及混合物的分離提純，基礎考查，難度不大，建議學生重視雙基復習．