Question

實(shí)驗(yàn)室用乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯．有關(guān)物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表．

化合物	相對(duì)分子質(zhì)量	密度/g?cm-3	沸點(diǎn)/℃	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(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題．
I乙酸正丁酯粗產(chǎn)品的制備
在三孔圓底燒瓶中裝入沸石，加入18.5mL正丁醇和15.4mL冰醋酸（稍過(guò)量），再加3～4滴濃硫酸．然后安裝分水器（作用：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不斷分離除去反應(yīng)生成的水）、溫度計(jì)及回流冷凝管，加熱冷凝回流反應(yīng)．
（1）本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能產(chǎn)生多種有機(jī)副產(chǎn)物，請(qǐng)寫(xiě)出其中一種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式

CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃或CH₂=CHCH₂CH₃

．
（2）反應(yīng)時(shí)加熱有利于提高酯的產(chǎn)率，但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)溫度過(guò)高酯的產(chǎn)率反而降低，可能的原因是

乙酸、正丁醇都易揮發(fā)，溫度過(guò)高可能使乙酸、正丁醇大量揮發(fā)使產(chǎn)率降低，溫度過(guò)高可能發(fā)生副反應(yīng)使產(chǎn)率降低；

．
Ⅱ乙酸正丁酯粗產(chǎn)品的制備
（1）將圓底燒瓶中的液體轉(zhuǎn)入分液漏斗中，并用飽和Na₂CO₃溶液洗滌有機(jī)層，該步操作的目的是

溶解正丁醇；中和乙酸；降低乙酸正丁酯的溶解度，便于分層析出；

．
（2）將酯層采用如圖1所示裝置蒸餾．
①圖2中儀器A、B的名稱(chēng)分別為

蒸餾燒瓶、冷凝管

．
②蒸餾收集乙酸正丁酯產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)將溫度控制在

126.1℃

左右．
Ⅲ計(jì)算產(chǎn)率
稱(chēng)量制得的乙酸正丁酯的質(zhì)量為13.92g，則乙酸正丁酯的產(chǎn)率為

60%

．

Answer 1

分析：I（1）醇在一定條件下能發(fā)生分子內(nèi)或分子間脫水生成醚或烯烴；
（2）從乙酸、正丁醇的沸點(diǎn)角度考慮；反應(yīng)時(shí)，溫度過(guò)高可能發(fā)生副反應(yīng)使產(chǎn)率降低；
Ⅱ（1）實(shí)驗(yàn)室里用飽和碳酸鈉溶液冷卻乙酸正丁酯的原因：除去乙酸和正丁醇，并降低乙酸正丁酯的溶解度，增大水的密度，使酯浮于水面，容易分層析出，便于分離；
（2）①蒸餾燒瓶常用于分離沸點(diǎn)不同的液體混合物；冷凝管能冷卻蒸汽；
②根據(jù)乙酸正丁酯的沸點(diǎn)解答；
Ⅲ先根據(jù)酸的量計(jì)算理論上酯的量，再根據(jù)水的量計(jì)算酯的量，實(shí)際上酯的量與理論值之比即為酯的產(chǎn)率；

解答：解：I（1）醇在一定條件下能發(fā)生分子內(nèi)或分子間脫水生成醚或烯烴，所以該條件下，正丁醇能發(fā)生分子間脫水形成醚CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃，也能形成分子內(nèi)脫水生成正丁烯CH₂=CHCH₂CH₃．
故答案為：CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃或CH₂=CHCH₂CH₃；
（2）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)溫度過(guò)高，乙酸正丁酯的產(chǎn)率反而降低，是由于乙酸、正丁醇都易揮發(fā)，使產(chǎn)率降低，或因溫度過(guò)高可能發(fā)生副反應(yīng)使產(chǎn)率降低，如正丁醇在140℃，在濃硫酸催化下發(fā)生分子間脫水形成醚CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃，
故答案為：乙酸、正丁醇都易揮發(fā)，溫度過(guò)高可能使乙酸、正丁醇大量揮發(fā)使產(chǎn)率降低，溫度過(guò)高可能發(fā)生副反應(yīng)使產(chǎn)率降低；
Ⅱ（1）制備乙酸正丁酯時(shí)常用飽和碳酸鈉溶液吸收乙酸正丁酯，主要是利用了乙酸正丁酯難溶于飽和碳酸鈉，正丁醇與水混溶，乙酸能被碳酸鈉吸收，易于除去雜質(zhì)，
故答案為：溶解正丁醇；中和乙酸；降低乙酸正丁酯的溶解度，便于分層析出；
（2）①蒸餾燒瓶能將液體變成蒸氣，把蒸汽引出，再經(jīng)過(guò)冷凝管，冷凝管是雙層玻璃管，它能使蒸氣，冷卻后就變成純度較高的乙酸正丁酯，
故答案為：蒸餾燒瓶、冷凝管；
②乙酸正丁酯的沸點(diǎn)為126.1℃，所以蒸餾收集乙酸正丁酯產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)將溫度控制在126.1℃左右，
故答案為：126.1℃；
Ⅲ．正丁醇的質(zhì)量=0.8 g/mL×18.5mL=14.8g；冰醋酸的質(zhì)量=1.045g/mL×15.4mL=16.093g；
先根據(jù)方程式判斷哪種物質(zhì)過(guò)量，以不足量的為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算．
理論上14.8g正丁醇完全反應(yīng)生成酯的質(zhì)量為xg，需乙酸的質(zhì)量是yg．
乙酸和正丁醇的反應(yīng)方程式為CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OH

濃硫酸

加熱

CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O
                              60g     74g              116g            18g
                               yg      14.8g              xg
                                                          
所以x=23.2  y=12g＜16.093g   所以乙酸過(guò)量，乙酸正丁酯的產(chǎn)率=

13.92

23.2

×100%=60%．
故答案為：60%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查乙酸乙酯的制備，比較綜合，題目難度較大，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的積累．