Question

【題目】乙酸異戊酯是組成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味。實驗室制備乙酸異戊酯的反應、裝置和有關數據如下：

	相對分子質量	密度／(g·cm3)	沸點／℃	水中溶解性
異戊醇	88	0.8123	131	微溶
乙酸	60	1.0492	118	溶
乙酸異戊酯	130	0.8670	112	難溶

實驗步驟：

在A 中加入4.40g異戊醇、6.00g乙酸、數滴濃硫酸和2～3片碎瓷片。開始緩慢加熱A，回流50min。反應液冷至室溫后倒入分液漏斗中，分別用少量水、飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌；分出的產物加入少量無水MgSO4固體，靜置片刻，過濾除去MgSO4固體，進行蒸餾純化，收集140～143℃餾分，得乙酸異戊酯4.55g。

請回答下列問題：

（1）儀器B的名稱是_____；B中冷卻水是從_____（填“下口”或“上口”）流進的。

（2）加入碎瓷片的作用是_______；如果加熱一段時間后發現忘記加瓷片，應該采取的操作是_____________________。

（3）在洗滌、分液操作中，第二次洗滌，用飽和碳酸氫鈉溶液洗滌的主要目的是_______，不能用NaOH溶液洗滌的原因是___________。第二次洗滌后，充分振蕩，然后靜置，待分層后，產物應該從分液漏斗的_______（填“上口倒出”或“下口放出”）。

（4）在蒸餾操作中，儀器選擇及安裝都正確的是下圖中的_____（填字母標號），若從130℃ 便開始收集餾分，會使實驗的產率______（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。

（5）水的沸點為100℃，比乙酸異戊酯低42℃ ，但仍要先加入MgSO4后過濾再蒸餾，而不是直接蒸餾。結合題中信息分析，下列說法正確的是______（填字母）。

A.水可能會與乙酸異戊酯形成一種“恒沸溶液”（在溶液的某一組成時，在某溫度下，混合液同時汽化或同時冷凝），不能進一步提純，所以要先用MgSO4干燥

B.在加入MgSO4后如不先過濾就蒸餾，加熱時硫酸鎂的結晶水合物又會脫水

C.如不先用MgSO4吸收水分，蒸餾時水先被蒸出，浪費能源和延長蒸餾時間

D.本實驗中要乙酸過量，而不是異戊醇過量，可能的原因是異戊醇比乙酸價格貴；另外異戊醇過量時，異戊醇與乙酸異戊酯沸點相近(小于30℃），蒸餾時完全分離困難

（6）將乙酸異戊酯中的異戊醇除去，是在哪個步驟中除去的______（填字母）。

A.在第一次水洗和后面的分液中除去的

B.在第二次用飽和碳酸氫鈉溶液洗滌和后面的分液中除去的

C.在“過濾”中除去的

D.由于本實驗中加入過量乙酸，異戊醇已經反應完全，所以不需除雜（異戊醇）了

E.在最后的“蒸餾”步驟中除去的

（7）產物乙酸異戊酯的產率是__________。

Answer 1

【答案】球形冷凝管（或回流管）下口防止液體暴沸待溶液冷卻后補加洗掉殘留的少量硫酸和乙酸等酸性物質防止乙酸異戊酯在強堿性條件下水解上口倒出B偏高ABCE70%

【解析】在裝置A中加入反應混合物和2～3片碎瓷片，開始緩慢加熱A，利用冷凝管冷凝回流50分鐘，反應液冷至室溫后，倒入分液漏斗中，先用少量水洗掉大部分硫酸和醋酸，再用水洗滌碳酸氫鈉溶液，分出的產物加入少量無水硫酸鎂固體作干燥劑，靜置片刻，過濾除去硫酸鎂固體，進行蒸餾純化，收集140～143℃餾分，得乙酸異戊酯。

(1)由裝置中儀器B的構造可知，儀器B的名稱為球形冷凝管，故答案為：球形冷凝管；

(2)加入碎瓷片可以防止液體暴沸；如果加熱一段時間后發現忘記加瓷片，應該待溶液冷卻后補加，故答案為：防止液體暴沸；待溶液冷卻后補加；

(3)反應后的溶液要經過多次洗滌，在洗滌操作中，第一次洗滌的主要目的是除去大部分催化劑硫酸和醋酸，第二次洗滌，用飽和碳酸氫鈉溶液洗滌的主要目的是洗掉殘留的少量硫酸和乙酸等酸性物質，乙酸異戊酯在強堿性條件下能夠水解，因此不能用NaOH溶液洗滌；由于酯的密度比水小，二者互不相溶，因此水在下層，酯在上層；分液時，要先將水層從分液漏斗的下口放出，待到兩層液體界面時關閉分液漏斗的活塞，再將乙酸異戊酯從上口倒出，故答案為：洗掉殘留的少量硫酸和乙酸等酸性物質；防止乙酸異戊酯在強堿性條件下水解；上口倒出；

(4)在蒸餾操作中，溫度計的水銀球要放在蒸餾燒瓶的支管口處，所以ad錯誤；c中使用的是球形冷凝管容易使產品滯留，不能全部收集到錐形瓶中，因此儀器及裝置安裝正確的是B，在進行蒸餾操作時，若從130℃便開始收集餾分此時的蒸氣中含有異戊醇，會收集少量的未反應的異戊醇，因此會導致產率偏高，故答案為：B；偏高；

(5)實驗中加入少量無水硫酸鎂的目的是吸收酯中少量的水分。A.水可能會與乙酸異戊酯形成一種“恒沸溶液”(在溶液的某一組成時，在某溫度下，混合液同時汽化或同時冷凝)，不能進一步提純，所以要先用MgSO4干燥，正確；B. 加熱時硫酸鎂的結晶水合物又會脫水，因此需要先過濾再蒸餾，正確；C.如不先用MgSO4吸收水分，蒸餾時水先被蒸出，既浪費能源，蒸餾得到的產品又不純，正確；D.實驗中乙酸過量，而不是異戊醇過量，因為異戊醇與乙酸異戊酯沸點相近(小于30℃)，蒸餾時完全分離困難，與加入MgSO4沒有關系，錯誤；故選ABC；

(6)異戊醇微溶于水，絕大多數的異戊醇在水洗后被除去，少量的異戊醇可以在最后的“蒸餾”步驟中除去，故選E；

(7)乙酸的物質的量為：n==0.1mol，異戊醇的物質的量為：n==0.05mol，由于乙酸和異戊醇是按照1：1進行反應，所以乙酸過量，生成乙酸異戊酯的量要按照異戊醇的物質的量計算，即理論上生成0.05mol乙酸異戊酯；實際上生成的乙酸異戊酯的物質的量為==0.035mol，所以實驗中乙酸異戊酯的產率為：×100%=70%，故答案為：70%。