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实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯.有关物质的相关数据如表:化合物相对分子质量密度/g•cm-3沸点,/℃溶解度/l00g水正丁醇740.80118.09冰醋酸601.045
题目详情
实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯.有关物质的相关数据如表:
操作如下:
①在50mL三颈烧瓶中,加入18.5mL正丁醇和13.4mL冰醋酸,3~4滴浓硫酸,投入沸石.安装分水器(作用:实验过程中不断分离除去反应生成的水)、温度计及回流冷凝管.
②将分水器分出的酯层和反应液一起倒入分液漏斗中,水洗,10% Na2CO3洗涤,再水洗,最后转移至锥形瓶,干燥.
③将干燥后的乙酸正丁酯滤入烧瓶中,常压蒸馏,收集馏分,得15.1g乙酸正丁酯.
请回答有关问题:
(1)冷水应该从冷凝管___(填a或b)端管口通入.
(2)仪器A中发生反应的化学方程式为___.
(3)步骤①“不断分离除去反应生成的水”该操作的目的是:___.
(4)步骤②中用10%Na2CO3溶液洗涤有机层,该步操作的目的是___.
(5)进行分液操作时,使用的漏斗是___(填选项).
(6)步骤③在进行蒸馏操作时,若从118℃开始收集馏分,产率偏___(填“高”或者“低”)原因是___
(7)该实验过程中,生成乙酸正丁酯的产率是___.
化合物 | 相对分子质量 | 密度/g•cm-3 | 沸点,/℃ | 溶解度/l00g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 |
①在50mL三颈烧瓶中,加入18.5mL正丁醇和13.4mL冰醋酸,3~4滴浓硫酸,投入沸石.安装分水器(作用:实验过程中不断分离除去反应生成的水)、温度计及回流冷凝管.
②将分水器分出的酯层和反应液一起倒入分液漏斗中,水洗,10% Na2CO3洗涤,再水洗,最后转移至锥形瓶,干燥.
③将干燥后的乙酸正丁酯滤入烧瓶中,常压蒸馏,收集馏分,得15.1g乙酸正丁酯.
请回答有关问题:
(1)冷水应该从冷凝管___(填a或b)端管口通入.
(2)仪器A中发生反应的化学方程式为___.
(3)步骤①“不断分离除去反应生成的水”该操作的目的是:___.
(4)步骤②中用10%Na2CO3溶液洗涤有机层,该步操作的目的是___.
(5)进行分液操作时,使用的漏斗是___(填选项).
(6)步骤③在进行蒸馏操作时,若从118℃开始收集馏分,产率偏___(填“高”或者“低”)原因是___
(7)该实验过程中,生成乙酸正丁酯的产率是___.
▼优质解答
答案和解析
(1)了增强水的冷凝效果,冷水应该从冷凝管从下口a端管口通入,
故答案为:a;
(2)酯化反应的本质为酸脱羟基,醇脱氢,乙酸与丁醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸丁酯和水,该反应为可逆反应,化学方程式为:CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O,
故答案为:CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O;
(3)步骤①“不断分离除去反应生成的水”是因为该反应是可逆反应,减小生成物水的浓度,可以使该平衡正向移动,使用分水器分离出水,有利于平衡向正反应方向移动,提高反应产率,
故答案为:使用分水器分离出水,使平衡正向移动,提高反应产率;
(4)步骤②中得到的酯中含有未完全反应的挥发出的乙酸,用10%Na2CO3溶液洗涤有机层,该步操作的目的就是除去产品中含有的乙酸等杂质,
故答案为:除去产品中含有的乙酸等杂质;
(5)分液操作时,使用的漏斗是分液漏斗,分液漏斗中下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出,以免两种液体相互污染,
故答案为:C;
(6)若从118℃便开始收集馏分此时的蒸气中含有醋酸和正丁醇,会收集到少量未反应的冰醋酸和正丁醇,因此会导致产率偏高,
故答案为:高;会收集到少量未反应的冰醋酸和正丁醇;
(7)正丁醇的质量=0.8 g/mL×18.5mL=14.8g;冰醋酸的质量=1.045g/mL×13.4mL=14.003g,
理论上14.8g正丁醇完全反应生成酯的质量为xg,需乙酸的质量是yg,
乙酸和正丁醇的反应方程式为CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
60g 74g 116g 18g
yg 14.8g xg
所以x=23.2 y=12g<14.003g
所以乙酸过量,乙酸正丁酯的产率=
×100%≈65%,
故答案为:65%.
故答案为:a;
(2)酯化反应的本质为酸脱羟基,醇脱氢,乙酸与丁醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸丁酯和水,该反应为可逆反应,化学方程式为:CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O,
故答案为:CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O;
(3)步骤①“不断分离除去反应生成的水”是因为该反应是可逆反应,减小生成物水的浓度,可以使该平衡正向移动,使用分水器分离出水,有利于平衡向正反应方向移动,提高反应产率,
故答案为:使用分水器分离出水,使平衡正向移动,提高反应产率;
(4)步骤②中得到的酯中含有未完全反应的挥发出的乙酸,用10%Na2CO3溶液洗涤有机层,该步操作的目的就是除去产品中含有的乙酸等杂质,
故答案为:除去产品中含有的乙酸等杂质;
(5)分液操作时,使用的漏斗是分液漏斗,分液漏斗中下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出,以免两种液体相互污染,
故答案为:C;
(6)若从118℃便开始收集馏分此时的蒸气中含有醋酸和正丁醇,会收集到少量未反应的冰醋酸和正丁醇,因此会导致产率偏高,
故答案为:高;会收集到少量未反应的冰醋酸和正丁醇;
(7)正丁醇的质量=0.8 g/mL×18.5mL=14.8g;冰醋酸的质量=1.045g/mL×13.4mL=14.003g,
理论上14.8g正丁醇完全反应生成酯的质量为xg,需乙酸的质量是yg,
乙酸和正丁醇的反应方程式为CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O
60g 74g 116g 18g
yg 14.8g xg
所以x=23.2 y=12g<14.003g
所以乙酸过量,乙酸正丁酯的产率=
15.1g |
23.2g |
故答案为:65%.
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