辽宁沈立鹏整理
1．苯甲酸乙酯（C9H10O2）稍有水果气味，用于配制香水香精和人造精油，大量用于食品工业中，也可用作有机合成中间体、溶剂等。其制备方法为：
已知：
| 颜、状态 | 沸点（℃） | 密度（g·cm－3） | 相对分子质量 |
苯甲酸* | 白片状晶体 | 249 | 1.2659 | 122 |
苯甲酸乙酯 | 无澄清液体 | 212.6 | 1.05 | 150 |
乙醇 | 无澄清液体 | 78.3 | 0.7893 | 46 |
环己烷 | 无澄清液体 | 80.8 | 0.7318 | 84 |
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*苯甲酸在 100℃会迅速升华。
实验步骤如下：
①在 100mL 圆底烧瓶中加入 12.20g 苯甲酸、25mL乙醇（过量）、20mL 环己烷，以及 4mL浓硫酸，混合均匀并加入沸石，按右图所示装好仪器，并在分水器中预先加入水，使水面略低于分水器的支管口，控制温度在 65～70℃加热回流 2h。反应时环己烷-乙醇-水会形成“共沸物”（沸点62.6℃）蒸馏出来。在反应过程中，通过分水器下部的旋塞分出生成的水，注意保持分水器中水层液面原来的高度，使油层尽量回到圆底烧瓶中。 ②反应结束，打开旋塞放出分水器中液体后，关闭旋塞。继续加热，至分水器中收集到的液体不再明显增加，停止加热。
③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中，分批加入Na2CO3至溶液呈中性。
④用分液漏斗分出有机层，水层用 25mL 乙醚萃取分液，然后合并至有机层。加入氯化钙，对粗产物进行蒸馏，低温蒸出乙醚后，继续升温，接收 210—213℃的馏分。
⑤检验合格，测得产品体积为 11.43mL。
回答下列问题：
（1）装置 X 的作用是_________；进水口为_________（a或者b）。
（2）步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是_________。
（3）步骤②中应控制馏分的温度在_________。
A．65～70℃ B．78～80℃ C．85～90℃ D．215～220℃
（4）若 Na2CO3加入不足，在步骤④蒸馏时，蒸馏烧瓶中可见到白烟生成，产生该现象的原因是_________。
（5）该实验的产率为_________。
【答案】 冷凝回流 a 有利于平衡不断正移，提高产品产率 C 苯甲酸乙酯中混有未除净的苯甲酸，在受热至 100℃时发生升华 80%
【解析】（1）仪器d的名称为冷凝管、水冷凝管或球形冷凝管，为防止高温气体急剧冷却而炸裂冷凝管，则离蒸气温度高的是出水口，离蒸气温度低的是进水口，所以水流方向为a进b出；（2）步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是分离器分离出生成的水，减少生成物从而使该反应向正反应方向移动，提高转化率；（3）由于乙醇的沸点最低，苯甲酸乙酯的沸点高，步骤②中应控制馏分的温度在C．85～90℃；（4）若 Na2CO3吃饭也疯狂在线观看加入不足，在步骤④蒸馏时，蒸馏烧瓶中可见到白烟生成，产生该现象的原因是苯甲酸乙酯中混有未除净的苯甲酸，在受热至100℃时发生升华。（5）12.20 g苯甲酸是0.1mol，应该生成苯甲酸乙酯是0.1mol×150g·mol－1＝15g。实际生成的是11.43mL×1.05g/ml＝12.002g，故产率是12.002÷15×100％＝80％。
2．在梨、香蕉等水果中存在着乙酸正丁酯。实验室制备乙酸正丁酯的反应、装置示意图和有关数据如下： | 水中溶解性 | 密度(g·cm-3) | 水溶性封闭剂沸点 | 相对分子质量 |
乙酸 | 溶于水 | 1.049 2 | 118 | 60 |
正丁醇 | 微溶于水 | 0.809 8 | 117.7 | 74 |
乙酸正丁酯 | 微溶于水 | 0.882 4 | 126.5 | 116 |
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实验步骤:
Ⅰ.乙酸正丁酯的制备
在A中加入7.4 g正丁醇、6.0 g乙酸，再加入数滴浓硫酸，摇匀，放入1~2颗沸石。按图安
装带分水器的回流反应装置，并在分水器中预先加入水，使水面略低于分水器的支管口，通入冷凝水，缓慢加热A。在反应过程中，通过分水器下部的旋塞分出生成的水，保持分水器中水层液面的高度不变，使油层尽量回到圆底烧瓶中。反应达到终点后，停止加热，记录分出水的体积。
Ⅱ.产品的精制
把分水器中的酯层和A中反应液倒入分液漏斗中，分别用少量水、饱和碳酸钠溶液和水洗涤，分出的产物加入少量无水硫酸镁固体，静置后过滤，将产物常压蒸馏，收集124-126 ℃的馏分，得到5.8 g产品。请回答下列问题：
(1)冷水应从冷凝管的________(填“a”或“b”)口通入。
(2)产品的精制过程中，第一次水洗的目的是________________，第二次水洗的目的是________________，洗涤完成后将有机层从分液漏斗的________(填“上口”或“下口”)转移到锥形瓶中。
(3)本实验提高产品产率的方法是_________________________________________。
(4)判断反应终点的依据是_______________________________________________。
(5)该实验过程中，生成乙酸正丁酯的产率是_______________________________。
【答案】a 粉末冶金材料除去大部分乙酸，正丁醇和硫酸 除去残留的钠盐 上口 使用分水器分离酯化反应生成的水，使平衡正向移动 分水器中的水层不再增加 50%
【解析】
【分析】
根据逆向冷却效果最好分析冷却水的进入方向。根据可逆反应的特点分析产品中的杂质，结合各物质的性质分析分离提纯的目的；根据平衡移动原理分析提高产率的方法；根据方程式计算酯的产率。
【详解】
(1)冷却水应从下口进入，故选a；
(2) 产品的精制过程中，第一次水洗利用硫酸和乙酸能溶于水、正丁醇微溶于水的性质，主要目的是洗掉浓硫酸和大部分的乙酸和正丁醇；用碳酸钠除去乙酸，第二次水洗的目的是除去过量的碳酸钠和反应生成的乙酸钠，洗涤完成后因为有机物的密度比水小，在上层，所以将有机层从分液漏斗的上口转移到锥形瓶中。
(3)因为酯化反应为可逆反应，所以可以根据平衡移动原理分析，使用分水器分离酯化反应生成的水，使平衡正向移动，提高产品的产率；
(4)反应到平衡后，各物质物质的量不会改变，所以当分水器中的水层不再增加，说明反应到终点。
(5)根据方程式分析，7.4g正丁醇和6.0g乙酸完全反应生成乙酸正丁酯的质量为11.6g，所以产率为5.8g÷11.6g×100%= 50%。
3．在苹果、香蕉等水果的果香中存在着乙酸正丁酯。某化学课外兴趣小组欲以乙酸和正丁醇为原料合成乙酸正丁酯。实验步骤如下：
（一）乙酸正丁酯的制备
①在干燥的50mL圆底烧瓶中，加入13.5mL（0.15mol）正丁醇和7.2mL（0.125mol）冰醋酸，再加入3～4滴浓硫酸，摇匀，投入1～2粒沸石。
按下图所示安装带分水器的回流反应装置，并在分水器中预先加入水，使水面略低于分水器的支管口。
②打开冷凝水，圆底烧瓶在石棉网上用小火加热。在反应过程中，通过分水器下部的旋塞不断分出生成的水，注意保持分水器中水层液面原来的高度，使油层尽量回到圆底烧瓶中。反应达到终点后，停止加热，记录分出的水的体积。
（二）产品的精制
③将分水器分出的酯层和反应液一起倒入分液漏斗中，先用10 mL的水洗涤，
再继续用10 mL10%Na2CO3洗涤至中性，再用10 mL 的水洗涤，最后将
有机层转移至锥形瓶中，再用无水硫酸镁干燥。
④将干燥后的乙酸正丁酯滤入50 mL 烧瓶中，常压蒸馏，收集124～126℃的
馏分，得11.6g产品。
（1）写出该制备反应的化学方程式_______________。
（2）冷水应该从冷凝管___________（填a或b）管口通入。
（3）步骤②中不断从分水器下部分出生成的水的目的是__________________。步骤②中判断反应终点的依据是_______。
（4）产品的精制过程步骤③中，洗的目的是______________________。两次洗涤完成
后将有机层从分液漏斗的__________置入锥形瓶中。
【答案】（1）CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O（2）a
（3）使用分水器分离出水，使平衡正向移动，提高反应产率 ；分水器中的水层不再增加时，视为反应的终点 （4）除去乙酸及少量的正丁醇；上口
【解析】试题分析：（1）制备乙酸正丁酯的反应是酯化反应，则反应的化学方程式为CH3COOH＋CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3＋H2O；
（2）由于是冷凝管是垂直的，因此冷水应该从冷凝管a管口通入。
（3）由于酯化反应是可逆反应，则步骤②中不断从分水器下部分出生成的水的目的是使用分水器分离出水，使平衡正向移动，提高反应产率；根据以上分析可知步骤②中判断反应终点的依据是分水器中的水层不再增加时，视为反应的终点。
（4）碳酸氢钠水洗的目的是除去乙酸及少量的正丁醇；乙酸正丁酯的目的小于空气，则两
次洗涤完成后将有机层从分液漏斗的上口置入锥形瓶中。
考点：考查有机物制备实验设计与探究
4．乙酸正丁酯是一种优良的有机溶剂，广泛用于硝化纤维清漆中，在人造革、织物及塑料加工过程中用作溶剂，也用于香料工业。某化学兴趣小组在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及实验装置如下所示：
化合物 | 相对分子质量 | 密度(g/cm3) | 沸点(℃) | 溶解度(g/100 g水) |
冰醋酸 | 60 | 1.045 | 117.9 | 互溶 |
正丁醇 | 74 | 0.80 | 118.0 | 9 |
乙酸正丁酯 | 116 | 0.882 | 126.1 | 0.7 |
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I II
丝网除沫器安装分水器的操作方法：先将分水器装满水(水位与支管口相平)，再打开活塞，准确放出一定体积的水。在制备过程中，随着加热回流，蒸发后冷凝下来的有机液体和水在分水器中滞留分层，水并到下层(反应前加入的)水中；有机层从上面溢出，流回反应容器。当水层增至支管口时，停止反应。
乙酸正丁酯合成和提纯步骤为：
中山舰事件之谜第—步：取18.5 mL正丁醇和15.4 mL冰醋酸混合加热发生酯化反应，反应装置如图Ⅰ所示(加热仪器已省略)；
本
