Question

已知乙醇可以和氯化鈣反應(yīng)，生成微溶于水的CaCl₂?6C₂H₅OH．有關(guān)試劑的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下：

物　質(zhì)	熔點(diǎn)（℃）	沸點(diǎn)（℃）	密度（g/cm3）
乙　醇	-117.0	78.0	0.79
乙　酸	16.6	117.9	1.05
乙酸乙酯	-83.6	77.5	0.90
濃硫酸（98%）	-	338.0	1.84

學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室制取乙酸乙酯的主要步驟如下：
①在30mL的大試管A中按體積比1：4：4的比例配制濃硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液．
②按如圖1所示連接好裝置（裝置氣密性良好），用小火均勻地加熱裝有混合溶液的大試管5～10分鐘
③待試管B收集到一定量產(chǎn)物后停止加熱，撤出試管B并用力振蕩，然后靜置，等待分層．
④分離出乙酸乙酯層并洗滌、干燥．

請(qǐng)根據(jù)題目要求回答下列問題：
（1）配制該混合溶液的主要操作步驟為：

在一個(gè)30mL大試管中注入4mL乙醇，再分別緩緩加入4mL乙酸、1mL濃硫酸（乙酸和濃硫酸的加入順序可互換），邊加邊振蕩試管使之混合均勻（藥品總用量不能超過10mL）

，寫出制取乙酸乙酯的化學(xué)方程式：

CH₃COOH+CH₃CH₂OHCH₃COOCH₂CH₃+H₂O

．
（2）上述實(shí)驗(yàn)中飽和碳酸鈉溶液的作用是：

BC

（填字母）．
A．中和乙酸和乙醇
B．中和乙酸并吸收部分乙醇
C．乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度比在水中更小，有利于其分層析出
D．加速酯的生成，提高其產(chǎn)率
（3）步驟②中需要小火均勻加熱，其主要理由是：

反應(yīng)物中乙醇、乙酸的沸點(diǎn)較低，若用大火加熱，大量反應(yīng)物隨產(chǎn)物蒸發(fā)而損失原料，溫度過高還可能發(fā)生其他副反應(yīng)

．
（4）指出步驟③所觀察到的現(xiàn)象：

在淺紅色碳酸鈉溶液層上方有無色液體出現(xiàn)，聞到香味，振蕩后碳酸鈉溶液層紅色變淺

；分離出乙酸乙酯層后，一般用飽和食鹽水和飽和氯化鈣溶液洗滌，可通過洗滌除去

碳酸鈉、乙醇

（填名稱）雜質(zhì)；為了干燥乙酸乙酯，可選用的干燥劑為

B

（填字母）．
A．P₂O₅  B．無水Na₂SO₄  C．堿石灰  D．NaOH固體
（5）某化學(xué)課外小組設(shè)計(jì)了如圖2所示的制取乙酸乙酯的裝置（圖中的鐵架臺(tái)、鐵夾、加熱裝置已略去），試分析與上圖的裝置相比，此裝置的主要優(yōu)點(diǎn)．

Answer 1

分析：（1）從濃硫酸溶于水放熱和加熱時(shí)試管內(nèi)液體的體積不超過試管容積的1/3”分析；
（2）乙酸具有酸性，能和飽和碳酸鈉溶液反應(yīng)而把被吸收，乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度較��；
（3）乙醇、乙酸的沸點(diǎn)較低，易揮發(fā)；
（4）根據(jù)乙酸的酸性和乙酸乙酯難溶于飽和碳酸鈉分析；
（5）從該裝置與傳統(tǒng)制備裝置的使用的儀器的不同進(jìn)行分析．

解答：解：（1）乙醇中含有少量水，應(yīng)將濃硫酸加入到乙醇中，防止硫酸溶解時(shí)放出大量的熱導(dǎo)致液體飛濺，另外，加熱時(shí)，試管內(nèi)液體的體積不超過試管容積的1/3”，加入藥品的順序?yàn)樵谝粋�(gè)30mL大試管中注入4mL乙醇，再分別緩緩加入4mL乙酸、1mL濃硫酸（乙酸和濃硫酸的加入順序可互換），邊加邊振蕩試管使之混合均勻（藥品總用量不能超過10mL），
故答案為：在一個(gè)30mL大試管中注入4mL乙醇，再分別緩緩加入4mL乙酸、1mL濃硫酸（乙酸和濃硫酸的加入順序可互換），邊加邊振蕩試管使之混合均勻（藥品總用量不能超過10mL）；
CH₃COOH+CH₃CH₂OHCH₃COOCH₂CH₃+H₂O；　
（2）乙酸具有酸性，能和飽和碳酸鈉溶液反應(yīng)而把被吸收，乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度較小，易于分離，故答案為：BC；　
（3）乙醇、乙酸的沸點(diǎn)較低，為防止乙醇、乙酸揮發(fā)，應(yīng)小火加熱，否則易造成原料的損失，
故答案為：反應(yīng)物中乙醇、乙酸的沸點(diǎn)較低，若用大火加熱，大量反應(yīng)物隨產(chǎn)物蒸發(fā)而損失原料，溫度過高還可能發(fā)生其他副反應(yīng)；
（4）碳酸鈉水解呈堿性，乙酸乙酯不溶于飽和碳酸鈉溶液，密度比水小，有香味，振蕩時(shí)乙酸和碳酸鈉反應(yīng)而使溶液紅色變淺；乙酸乙酯中混有碳酸鈉和乙醇，用飽和食鹽水萃取碳酸鈉，用氯化鈣除去少量乙醇，用無水硫酸鈉除去少量的水，無水硫酸鈉吸水形成硫酸鈉結(jié)晶水合物；不能選擇P₂O₅、堿石灰和NaOH等固體干燥劑，以防乙酸乙酯在酸性（P₂O₅遇水生成酸）或堿性條件下水解，
故答案為：在淺紅色碳酸鈉溶液層上方有無色液體出現(xiàn)，聞到香味，振蕩后碳酸鈉溶液層紅色變淺；碳酸鈉、乙醇；B；　
（5）從該裝置與傳統(tǒng)制備裝置的使用的儀器的不同進(jìn)行分析，增加了溫度計(jì)，有利于控制發(fā)生裝置中反應(yīng)液的溫度，根據(jù)反應(yīng)的可逆性特點(diǎn)，增加反應(yīng)物有利于平衡向正方向移動(dòng)，提高乙酸乙酯的產(chǎn)量，增加了冷凝裝置，有利于收集產(chǎn)物，
故答案為：a．增加了溫度計(jì)，有利于控制發(fā)生裝置中反應(yīng)液的溫度；b．增加了分液漏斗，有利于及時(shí)補(bǔ)充反應(yīng)混合液，以提高乙酸乙酯的產(chǎn)量；c．增加了冷凝裝置，有利于收集產(chǎn)物．

點(diǎn)評(píng)：本題對(duì)乙酸乙酯的制備及改進(jìn)創(chuàng)新進(jìn)行了細(xì)致全面的考查．第（1）問看似容易，實(shí)際上隱藏著定量問題：“加熱時(shí)，試管內(nèi)液體的體積不超過試管容積的1/3”．（4）涉及到乙酸乙酯的精制：在用飽和碳酸鈉溶液除去乙酸和乙醇的基礎(chǔ)上．用飽和食鹽水萃取碳酸鈉，用氯化鈣除去少量乙醇，用無水硫酸鈉除去少量的水，無水硫酸鈉吸水形成硫酸鈉結(jié)晶水合物；不能選擇P₂O₅、堿石灰和NaOH等固體干燥劑，以防乙酸乙酯在酸性（P₂O₅遇水生成酸）或堿性條件下水解．第（5）問是針對(duì)教材實(shí)驗(yàn)裝置的不足進(jìn)行的改進(jìn)創(chuàng)新．