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某课外小组设计的实验室制取乙酸乙酯的装置如图所示,A中放有浓硫酸,B中放有乙醇、无水醋酸钠,D中放有饱和碳酸钠溶液。

已知①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH

②有关有机物的沸点:

试剂

乙醚

乙醇

乙酸

乙酸乙酯

沸点/℃

34.7

78.5

118

77.1

请完成下列问题:

(1)浓硫酸的作用是____________________;若用同位素18O示踪法确定反应产物水分子中氧原子的提供者,写出能表示18O位置的化学方程式____________________。

(2)球形干燥管C的作用是________________________________________。若反应前向D中加入几滴酚酞,溶液呈红色,产生此现象的原因是(用离子方程式表示)________________________________;反应结束后D中的现象是___________________。

(3)从D中分离出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水,应先加入无水氯化钙,分离出____________________;再加入(此空从下列选项中选择)________,然后进行蒸馏,收集77 ℃左右的馏分,以得到较纯净的乙酸乙酯。

A.五氧化二磷          B.碱石灰           C.无水硫酸钠        D.生石灰

答案

(1)制CH3COOH的反应物、催化剂、吸水剂(或干燥剂)

(2)防止倒吸、冷凝蒸气  +H2O+OH-  溶液分层,上层无色油状液体,下层溶液颜色变浅

(3)乙醇  C

解析:(1)要制乙酸乙酯,首先应具备反应的原料:乙酸和乙醇,实验者并未提供乙酸,所以必须利用无水醋酸钠来制取。在CH3COONa+H2SO4NaHSO4+CH3COOH反应中,浓硫酸起酸性作用,用以制取反应物乙酸。另外,乙酸和乙醇反应缓慢且程度小,加浓硫酸可加快反应速率,此时浓硫酸起催化剂和吸水剂的作用。

(2)由于蒸馏所得的乙酸乙酯中混有易溶于水的乙酸和乙醇,易产生倒吸现象,干燥管的使用可避免此现象的发生。所以干燥管起冷凝和防倒吸的作用。反应前,由于碳酸钠水解,生成氢氧化钠和碳酸氢钠而使溶液显碱性,所以滴加酚酞后溶液变红色。反应结束后,由于蒸馏出的乙酸中和了一部分碳酸钠,使溶液的碱性减弱,所以溶液的红色变浅。

(3)由于无水氯化钙与乙醇结合的能力比与水结合的能力强,所以分离出乙醇。此时乙酸乙酯中混有乙醚和水,应首先把水去掉,然后蒸馏将乙酸乙酯与乙醚分开。由于乙酸乙酯不管是在酸性条件下还是在碱性条件下都发生水解,所以最好在中性条件下蒸馏,这样也就确定了所选的干燥剂为无水硫酸钠。

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