1、课堂探究乙酸乙酯制备实验的注意事项1反应物混合加入试剂顺序为乙醇、浓硫酸、乙酸。由于反应物中有浓硫酸,所以加入 3 mL 乙醇后要边振荡试管边缓慢加入 2 mL 浓硫酸和 2 mL 乙酸,防止浓硫酸与乙醇、乙酸混合时放出大量热量,造成液体飞溅。浓硫酸不宜最后滴加,以免在滴加浓硫酸的过程中乙酸与乙醇过早发生反应。大试管内液体体积不超过试管容积 1/3,加入碎瓷片防止暴沸。2蒸馏操作本实验中制取乙酸乙酯的装置是一种边反应、边蒸馏的简易装置,加热应缓慢,反应温度不宜过高,温度过高时会产生乙醚和亚硫酸等杂质,而且会使过多乙醇、乙酸未经反应就脱离反应体系,降低乙酸乙酯的产率。也防止高温使有机物炭化或其他
2、副反应发生。3饱和碳酸钠溶液的作用及导气管口位置中和挥发出来的乙酸,生成醋酸钠(便于闻乙酸乙酯的香味) ;溶解挥发出来的乙醇;降低乙酸乙酯在水中的溶解度,利于分层。导出乙酸乙酯的导气管不要伸到饱和 Na2CO3 溶液中去,应在饱和 Na2CO3 溶液上方一点。防止由于加热不均匀,造成 Na2CO3 溶液倒吸入加热反应物的试管中。4实验装置改进试管斜向上倾斜 45使试管受热面积增大,弯导管起到导气兼冷凝的作用。导气管选用长一点的好,这样可以更好地冷凝生成物,减少乙酸乙酯的损失。为了减少乙酸乙酯的损失,也可以做如下图所示的改进:在球形干燥管下端连接一短玻璃管,将其插入饱和碳酸钠溶液液面下 23 c
3、m 处,这样既可增加冷凝效果,又可洗涤乙酸乙酯,除去乙酸、乙醇等杂质,同时又能防止由于加热不均匀,造成 Na2CO3 溶液倒吸入加热反应物的试管中。5实验中采取的加快反应速率的措施(1)加热可加快反应速率,同时可及时分离出产物。(2)乙酸、乙醇都是无水的,浓度最大,反应速率快。(3)使用催化剂,加快反应速率。知识点 1 乙酸乙酯的制取【例题 1】 已知下列数据:物质 熔点 / 沸点 / 密度/(gcm 3 )乙醇 114.1 78.5 0.79乙酸 16.6 117.9 1.05乙酸乙酯 83.6 77.5 0.90浓硫酸(98%) 338.0 1.84某学生在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下
4、:在 30 mL 的大试管 A 中按体积比 144 的比例配制浓硫酸、乙醇和乙酸的混合溶液。按下图连接好装置(装置气密性良好 ),用小火均匀地加热装有混合溶液的大试管510 min。待试管 B 收集到一定量产物后停止加热,撤出试管 B 并用力振荡,然后静置待分层。分离出乙酸乙酯层、洗涤、干燥。图 1图 2请根据题目要求回答下列问题:(1)配制该混合溶液的主要操作步骤为_ ;写出制取乙酸乙酯的化学方程式:_。(2)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是( 填字母)_。A中和乙酸和乙醇B中和乙酸并吸收部分乙醇C乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中的溶解度小,有利于分层析出D加速酯的生成,提高其产率
5、(3)步骤中需要小火均匀加热操作,其主要理由是_ 。(4)指出步骤所观察到的现象:_;分离出乙酸乙酯层后,一般用饱和食盐水或饱和氯化钙溶液洗涤,可通过洗涤除去(填名称 )_等杂质;为了干燥乙酸乙酯可选用的干燥剂为(填字母)_。AP 2O5 B无水 Na2SO4 C碱石灰 DNaOH 固体(5)某化学课外小组设计了如图 2 所示的制取乙酸乙酯的装置 (图中的铁架台、铁夹、加热装置已略去),与图 1 装置相比,图 2 装置的主要优点有:_。解析:(1)浓硫酸与水、乙醇等液体混合时都会放出大量的热,为防止混合时液体飞溅,操作方法与浓硫酸的稀释类似。 (2)饱和碳酸钠溶液与乙醇不反应,故“中和乙酸和乙
6、醇”说法错误;而“加速酯的生成,提高其 产率”是加热的作用,不是饱和碳酸钠溶液的作用。(3)步骤中需要小火均匀加热操作,因 为反应物乙醇、乙酸的沸点较低,若用大火加热,反应物大量随产物蒸发而损失原料,且温度 过高可能发生其他副反 应。 (4)从饱和碳酸钠溶液中分离出乙酸乙酯层后,用饱和食 盐水或饱和氯化钙溶液洗涤 ,可通 过洗涤除去其中的碳酸钠:Na2CO3CaCl 2=CaCO32NaCl,由于乙醇既易溶于有机溶剂乙酸乙酯中,也易溶于水中,所以饱和碳酸钠溶液并未将乙酸乙 酯中的乙醇除净,用饱和食盐水或饱和氯化钙溶液洗涤,还能除去其中的乙醇;最后乙酸乙 酯的干燥应该选用中性的无水 Na2SO4
7、,为防止其水解,酸性干燥剂 P2O5 和碱性干燥剂碱石灰、NaOH 固体不宜选用。 (5)从装置 2 比装置 1 多出的温度计、分液漏斗和冷凝管考 虑作答。答案:(1)在一个 30 mL 大试管中注入 4 mL 乙醇,再边振荡边缓缓加入 1 mL 浓硫酸和 4 mL 乙酸(2)BC(3)因为反应物乙醇、乙酸的沸点较低,若用大火加热,反应物大量随产物蒸发而损失原料,且温度过高可能发生其他副反应(4)在浅红色碳酸钠溶液层上方有无色液体生成,并闻到香味,振荡后碳酸钠溶液层红色变浅 碳酸钠、乙醇 B(5)a.增加了温度计,有利于控制发生装置中反应液温度;b.增加了分液漏斗,有利于及时补充反应混合液以提
8、高乙酸乙酯产量;c.增加了冷凝装置,有利于收集产物点拨:实验室制取乙酸乙酯是最重要的有机实验之一。本题考查了制备乙酸乙酯的原理、操作、产品的净化和对新装置的评价等内容。本题的亮点是第(5)题,以实验室制取乙酸乙酯为背景,组合了多个实验 的实验装置的优点于一身。知识点 2 其他类似有机物制取【例题 2】 某学生用下图所示装置() 制取溴苯和溴乙烷。已知溴乙烷为无色液体,难溶于水,沸点 38.4 ,熔点119 ,密度为 1.46 gcm3 。主要实验步骤如下:检查装置气密性后,向烧瓶中加入一定量苯和液溴;向锥形瓶中加入乙醇和浓硫酸的混合液至恰好没过进气导管口;将 A 装置中纯铁丝小心向下插入混合液
9、中;点燃 B 装置中酒精灯,用小火缓缓对锥形瓶加热 10 min。请填写下列空白:(1)步骤中,观察到的现象是_;(2)导管 a 的作用是_;(3)C 装置中 U 形管内用蒸馏水封住管底的作用是_ ;(4)反应完毕后,U 形管内的现象是 _;分离出溴乙烷时所用最主要仪器名称是(只填一种 )_;(5)步骤中可否用大火加热,理由是_;(6)为证明溴和苯的上述反应是取代反应而不是加成反应,该学生用装置( )代替装置B、C 直接与 A 相连接重新反应。装置() 的锥形瓶中,小试管内的液体是_(填名称),其作用是_;小试管外的液体是_( 填名称 ),其作用是_;反应后,向锥形瓶中滴加_( 填化学式) 溶
10、液,现象是 _,其作用是_;装置()还可起到的作用是_ 。解析:苯与溴反应生成 HBr 和 ,再利用 HBr 作反应物与乙醇反应制取溴乙烷:C2H5OHHBr C2H5BrH 2O。苯与溴反应剧烈,放出大量的热使液溴挥发。溴苯密度 浓 硫 酸 大于水。且苯易挥发。用 AgNO3 溶液可检验 HBr。答案:(1)剧烈反应,瓶上方有红棕色气体生成(2)一是导气,二是冷凝回流(3)一是溶解 HBr,二是液封(防止产物及 HBr 逸出)(4)水底有无色油状液体 分液漏斗(5)不能;乙醇易挥发,且温度过高时,乙醇在浓硫酸存在的条件下会发生副反应生成乙烯、乙醚等(6)苯 吸收挥发出来的溴蒸气 水 吸收 HBrAgNO 3 生成浅黄色沉淀 验证有 HBr 生成,从而证明苯和溴的反应为取代反应 防止发生倒吸点拨:大多数有机物都有挥发性,本 题中苯、溴、溴乙烷都易挥发,故实验中要注意冷凝回收苯和溴。