Question

【題目】有機酸種類繁多，廣泛分布于中草葯的葉、根、特別是果實中，是有機合成、工農業生產的重要原料，請回答下列有關問題：

（1）乙酸是合成乙酸乙酯的重要原料，制備原理如下：

CH3COOH(l)+ C2H5OH(l) CH3COOHC2H5(l)+H2O(l) △H=-8.62kJ/mol

已知：CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸點依次為118℃、78 ℃和77℃。在其他條件相同時，某研究小組進行了多次實驗，實驗結果如圖所示：

①該研究小組的實驗目的是________________。60℃下反應40min與70℃下反應20min相比，前者的平均反應速率___________后者（填“小于”、“等于”或“大于”）。

②如圖所示，反應時間為40min、溫度超過80℃時，乙酸乙酯產率下降的原因可能是___________；

③利用此原理制得的乙酸乙酯粗品中常含有一定量的乙酸、乙醇以及微量的硫酸，提純時可向粗品中加入__________溶液進行充分洗滌，分離出有機層，并加入無水硫酸鈉干燥，最后經過__________、_______兩步操作即可得到純品。

（2）乙二酸俗名草酸（二元弱酸，結構簡式：HOOC—COOH），被廣泛的應用于抗生素類藥物的合成。

①實驗室中經常利用酸性KMnO4溶液滴定法測其純度。已知草酸與酸性KMnO4溶液反應過程有無色無味氣體產生，且KMnO4溶液紫色褪去，寫出草酸與酸性KMnO4溶液反應的離子方程式_____________________；

②資料表明：25℃時草酸的電離平衡常數Ka1=6.0×10-2；Ka2=6.4×10-5；據此分析，室溫時草酸氫鉀（KHC2O4）的水解反應平衡常數Kh=________（單位省略，計算結果保留兩位有效數字），其溶液中c(H2C2O4)________c(C2O42-)（填“小于”、“等于”或“大于”）。

Answer 1

【答案】 探究溫度及反應時間對乙酸乙酯產率的影響 小于 該反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動 飽和碳酸鈉 過濾 蒸餾 2MnO4-+5H2C2O4+ 6H+= 2Mn2++ 10CO2↑+ 8H2O 1.7×10-13 小于

【解析】（1）①根據圖象知，該實驗的實驗目的是：探究反應溫度、反應時間對乙酸乙酯產率的影響；根據乙酸乙酯的產率和時間的比值知，60℃下反應40min與70℃下反應20min相比，前者的平均反應速率小于后者；

②乙醇和乙酸具有揮發性，乙酸乙酯的水解反應是吸熱反應，當反應達到平衡狀態時，再升高溫度，促進乙酸乙酯時間，平衡向逆反應方向移動，溫度過高，乙醇和乙酸大量揮發使反應物利用率下降；

③乙酸乙酯在飽和碳酸鈉溶液中溶解度較小，且乙酸、乙醇以及微量的硫酸均能溶解其中或與其反應，轉化為可溶于水的鹽，則提純時可向粗品中加入飽和碳酸鈉溶液進行充分洗滌，待分離出有機層后，加入無水硫酸鈉干燥除去水份，通過過濾除去硫酸鈉晶體、再蒸餾即可得到純品。

（2）①草酸被酸性KMnO4溶液氧化產生CO2氣體，同時KMnO4被還原為Mn2+，根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒得草酸與酸性KMNO4溶液反應的離子方程式2MnO4-+5H2C2O4+ 6H+= 2Mn2++ 10CO2↑+ 8H2O；

②HC2O4-的水解方程式為：HC2O4-+H2OH2C2O4+OH-，HC2O4-的水解平衡常數為：Kh===1.7×10-13；由此可見其溶液中HC2O4-的水解小于其電離，故c(H2C2O4)小于c(C2O42-)。