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下表：化合物相对分子质量密度/（g•cm-3）沸点/℃溶解度/（g/100g水）正丁醇740.80118.09冰醋酸

Question

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下表：

化合物	相对分 子质量	密度 /（g•cm-3）	沸点/℃	溶解度 /（g/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

操作如下：
①在50mL圆底烧瓶中，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）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）进行分液操作时，使用的漏斗是___（填选项）．

（3）仪器A中乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯的化学方程为___．
（4）步骤①“不断分离除去反应生成的水”的目的是___．
（5）步骤②中用10% Na₂CO₃溶液洗涤有机层，该步操作的目的是___．
（6）乙酸正丁酯的产率为___．

Answer 1

（1）冷凝作用的仪器是冷凝管，为达到最佳冷凝效果冷凝水流向与气流方向相反，所以水从下口进上口出；
故答案为：a；
（2）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，A为球形分液漏斗，用于向反应容器中加液体，不能用于分液操作，故A不选；
B为漏斗，过滤、向酒精度中加入酒精用，不能用于分液操作，故B不选；
C为梨形分液漏斗，为分液操作专用仪器，故C选；
D为长颈漏斗，向反应容器中加入液体，不能用于分液操作，故D不选；
故答案为：C；
（3）乙酸与正丁醇在浓硫酸做催化剂、吸水剂作用下发生酯化反应生成乙酸正丁酯，反应的方程式：CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OH

浓硫酸

△

CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O，
故答案为：CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OH

浓硫酸

△

CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O
（4）减少生成物的浓度，平衡向正反应方向移动，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；
（5）制备乙酸丁酯时常用饱和碳酸钠溶液，目的是中和挥发出来的乙酸，使之转化为乙酸钠溶于水中，便于闻乙酸丁酯的香味，溶解挥发出来的乙醇；降低乙酸丁酯在水中的溶解度，便于分层得到酯，
故答案为：除去产品中含有的乙酸等杂质；
（6）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+CH₃CH₂CH₂CH₂OH

浓硫酸

△

CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+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)×100%≈65%．
故答案为：65%．