高中化学试题解析154

高中化学试题解析153

1、(2024黑吉辽)某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化，设计实验方案如下：

Ⅰ.向50 mL烧瓶中分别加入5.7 mL 乙酸(100 mmol)、8.8 mL乙醇(150 mmol)、1.4 g NaHSO4固体及4~6滴1‰甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。

Ⅱ.加热回流50 min后，反应液由蓝色变为紫色，变色硅胶由蓝色变为粉红色，停止加热。

Ⅲ.冷却后，向烧瓶中缓慢加入饱和Na2CO3溶液至无CO2逸出，分离出有机相。

Ⅳ.洗涤有机相后，加入无水MgSO4，过滤。

Ⅴ.蒸馏滤液，收集73~78 ℃馏分，得无色液体6.60 g，色谱检测纯度为98.0%。

回答下列问题：

(1)NaHSO4在反应中起　　　　　作用，用其代替浓H2SO4的优点是　　　　　(答出一条即可)。

(2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程。变色硅胶吸水，除指示反应进程外，还可　　　　。

(3)使用小孔冷凝柱承载，而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是　　　　　(填标号)。  

A.无需分离

B.增大该反应平衡常数

C.起到沸石作用，防止暴沸

D.不影响甲基紫指示反应进程

(4)下列仪器中，分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是　　　　　　(填名称)。

(5)该实验乙酸乙酯的产率为　　　　　(精确至0.1%)。

(6)若改用

作为反应物进行反应，质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为　　　　　(精确至1)。

答案：

(1)催化剂　无有毒气体二氧化硫产生

(2)吸收生成的水，使平衡正向移动，提高乙酸乙酯的产率

(3)AD

(4)分液漏斗

(5)73.5%

(6)90

分析： 

实验目的是制备乙酸乙酯，实验原理是将乙酸、乙醇进行酯化反应：

其实验过程为：

在烧瓶中加入反应物，发生酯化反应，用硫酸氢钠代替浓硫酸作催化剂和吸水剂，这样副产物更少，相对更环保。球形冷凝管进行冷凝回流提高反应物的利用率，甲基紫、变色硅胶可以指示反应的进行程度。

反应后向烧瓶中加入饱和碳酸钠溶液，除去乙酸和部分乙醇，再分液分离出乙酸乙酯粗品。

用无水硫酸镁作干燥剂除去乙酸乙酯中的水，再将乙酸乙酯蒸馏除去有机杂质，得到纯净的乙酸乙酯。

制乙酸乙酯时，浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂，这里用硫酸氢钠代替作催化剂，硫酸氢钠没有强的氧化性和脱水性，可减少副反应的发生，不产生有毒的二氧化硫气体。

变色硅胶还有吸水性，可促进酯化反应正向进行。

向反应液中直接加入变色硅胶，反应后需要过滤分离出硅胶，而使用小孔冷凝柱承载则无需分离；平衡常数只与温度有关，使用小孔冷凝柱不能改变化学平衡常数；沸石要加入溶液中才能防暴沸；当反应液由蓝色变为紫色，变色硅胶由蓝色变为粉红色时，说明反应完成，如果向反应液中直接加入变色硅胶，则不能正常观察其颜色的变化。

分离有机相和洗涤有机相时，均需要进行分液的操作，所以需要分液漏斗。

由反应的化学方程式知，0.1mol乙酸与0.15mol乙醇反应时，乙醇过量，理论上可获得的乙酸乙酯的质量为0.1 mol×88 g/mol＝8.8 g，该实验乙酸乙酯的产率为：

结合酯化反应的反应机理有：

同位素氧-18存在于乙酸乙酯中，其摩尔质量为90 g/mol，所以质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为90。

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