已知下列数据:实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下:1.在30mL的大试

已知下列数据:

实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下:
1.在30mL的大试管A中按体积比1∶4∶4的比例配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液。
2.按图1连接好装置(装置气密性良好),用小火均匀地加热装有混合溶液的大试管5~10min。
3.待试管B收集到一定量产物后停止加热,撤出试管B并用力振荡,然后静置待分层。
4.分离出乙酸乙酯层,洗涤、干燥。
请根据题目要求回答下列问题:
(1)配制该混合溶液的主要操作步骤为:_____;写出制取乙酸乙酯的化学方程式:______________。
(2)步骤2中需用小火均匀加热,其主要理由是:__________________________。
(3)指出步骤3中所观察到的现象:_________;分离出乙酸乙酯层后,一般用饱和食盐水和饱和氯化钙溶液洗涤,可通过洗涤除去(填名称)_________杂质;为了干燥乙酸乙酯可选用的干燥剂为(填字母):__________。
A.P2O5         B.无水Na2SO4 
C.碱石灰     D.固体NaOH
(4)某化学课外小组设计了如图2所示的制取乙酸乙酯的装置(图中的铁架台、铁夹、加热装置已略去),与图1装置相比,图2装置的主要优点有:_______________________。

答案


见解析


【试题分析】
(1)配制乙醇、浓硫酸、乙酸混合液时,各试剂加入试管的顺序依次为:CH3CH2OH→浓H2SO4→CH3COOH。将浓H2SO4加入乙醇中,边加边振荡是为了防止混合时产生的热量导致飞溅事故;将乙醇与浓H2SO4的混合液冷却后再与乙酸混合,是为了防止乙酸的挥发造成原料的损失。在加热时试管中所盛溶液体积不能超过试管容积的1/3。因容积为30mL,那么所盛溶液为10mL,按体积比1∶4∶4的比例配制浓硫酸、乙酸和乙醇的混合溶液,由此可知,对应的浓硫酸、乙酸和乙醇的体积分别为lmL、4mL、4mL。
(2)由题中给出的各物质的主要的物理性质可知,乙酸(117.9℃)、乙醇(78.0℃)的沸点都比较低,且与乙酸乙酯的沸点(75.5℃)比较接近,若用大火加热,反应物容易随生成物(乙酸乙酯)一起蒸出来,导致原料的大量损失;另一方面,温度太高的话,可能会发生其他副反应。
(3)在步骤3中的主要现象是:试管B中的液体分成上下两层,上层油状液无色(可以闻到水果香味),下层液体(浅)红色,振荡后下层液体的红色变浅。分离出来的是粗产品乙酸乙酯层,乙酸乙酯粗产品的提纯及其提纯步骤为:①向粗产品中加入碳酸钠粉末(目的是除去粗产品中的乙酸)。②向其中加入饱和食盐水与饱和氯化钙溶液,振荡、静置、分液(目的是除去粗产品中的乙醇和未反应完的碳酸钠杂质)。③向其中加入无水硫酸钠(目的是除去粗产品中的水)。④最后将经过上述处理后的液体放入另一干燥的蒸馏烧瓶内,再蒸馏以弃去低沸点馏分,收集温度在76~78℃之间的馏分即得纯的乙酸乙酯。
(4)对比两个实验装置图,结合乙酸乙酯制备过程中的各种条件控制,可以看出后者的三个突出的优点:①增加了温度计,便于控制发生装置中反应液的温度,减少副产物的产生;②增加了分液漏斗,有利于及时补充反应混合液,以提高乙酸乙酯的产量;③增加了水冷凝装置,有利于收集产物乙酸乙酯。

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