Question

（14分）實驗室用乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯。有關物質的相關數據如下表。

化合物	相對分子質量	密度/g·cm-3	沸點/℃	溶解度/100g水
正丁醇	74	0.80	118.0	9
冰醋酸	60	1.045	118.1	互溶
乙酸正丁酯	116	0.882	126.1	0.7

請回答有關問題。

Ⅰ．乙酸正丁酯粗產品的制備

在A中加入11.5mL正丁醇和7.2mL冰醋酸，再加3～4滴濃硫酸，混合均勻，投入沸石。如圖所示安裝分水器、溫度計及回流冷凝管，并在分水器中預先加水至略低于支管口，加熱回流，反應一段時間將水逐漸分去，至反應完畢。

（1）儀器A中發生反應的化學方程式為____________________________。有同學擬通過某種方法鑒定所得產物中是否含有雜質，可采用           確定。

a．紅外光譜法            b．¹H核磁共振譜法          c．質譜法

（2）“反應中利用分水器將水分去”該操作的目的是：                            。

（3）反應時加熱有利于提高酯的產率，但溫度過高酯的產率反而降低，其可能的原因是            。

（4）可根據                              現象來判斷反應完畢。

Ⅱ．乙酸正丁酯粗產品的精制

（5）將儀器A中的液體轉入分液漏斗中，用分液法可分離上述有機層和水層，分液完成后，取出有機層的操作是           。

（6）再用10ml 10%Na₂CO₃溶液洗滌有機層，該步操作的目的是                                  。

（7）將干燥后的產品蒸餾收集乙酸正丁酯產品時，應將溫度控制在         左右。

 

Answer 1

【答案】

（1）CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OHCH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O（2分）   a（1分）

（2）將生成的產物中的水不斷從反應體系中移走，促使平衡不斷右移，以提高反應的轉化率（2分）

（3）溫度過高，丁醇與乙酸易揮發，副反應增加 （2分，其他合理答案也給分）

（4）分水器中水面保持在原來高度，不再有水生成（2分）

（5）將有機層從上口倒入一個干凈的燒瓶中（2分）

（6）除去產品中含有的乙酸等酸性雜質；乙酸正丁酯在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度比在水中更小，可減少乙酸正丁酯的溶解損耗（2分）

（7）126.1℃（1分）

【解析】（1）A裝置是制取乙酸正丁酯的，所以方程式為

CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OHCH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O。紅外光譜法可用于測定有機物中的官能團，所以答案選a。

（2）由于酯化反應是可逆反應，所以將生成的產物中的水不斷從反應體系中移走，促使平衡不斷右移，以提高反應的轉化率。

（3）反應物酸和醇都是易揮發的，所以溫度過高，丁醇與乙酸易揮發，同時副反應也增加。

（4）反應完畢時，分水器中水面將保持在原來高度，不再有水生成，據此可以判斷。

（5）由于生成物酯的密度小于水的，在上層，所以將有機層從上口倒入一個干凈的燒瓶中。

（6）生成的酯中含有揮發出的乙酸和丁醇，所以利用飽和碳酸鈉溶液除去產品中含有的乙酸等酸性雜質；同時乙酸正丁酯在飽和碳酸鈉溶液中的溶解度比在水中更小，可減少乙酸正丁酯的溶解損耗。

（7）乙酸正丁酯的沸點是126.1℃，所以蒸餾是溫度應控制在126.1℃.