(13分)乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素质的成分之一,具有香蕉的香味,实验室制备乙酸异戊酯的反应装置示意图和有关数据如下:
实验步骤:
在A中加入4.4 g的异戊醇,6.0 g的乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A,回流50分钟,反应液冷至室温后,倒入分液漏斗中,分别用少量水,饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤,分出的产物加入少量无水硫酸镁固体,静置片刻,过滤除去硫酸镁固体,,进行蒸馏纯化,收集140~143 ℃馏分,得乙酸异戊酯3.9 g。回答下列问题:
(1)装置B的名称是:
(2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是: ; 第二次水洗的主要目的是: 。
(3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后 (填标号),
A.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗上口倒出
B.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出
C.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出
D.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口放出
(4)本实验中加入过量乙酸的目的是:
(5)实验中加入少量无水硫酸镁的目的是:
(6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是: (填标号)
(7)本实验的产率是:
A.30℅ B.40℅ C.50℅ D.60℅
(8)在进行蒸馏操作时,若从130 ℃开始收集馏分,产率偏 (填高或者低)原因是
(1)球形冷凝管;(2)洗掉大部分硫酸和醋酸;洗掉碳酸氢钠;(3)D;(4)提高醇的转化率;(5)
干燥;(6)b;(7)D;(8)高;会收集少量的未反应的异戊醇。
题目分析:(1)由装置示意图可知装置B的名称是球形冷凝管;(2)反应后的溶液要经过多次洗涤,在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和为反应的醋酸;用饱和碳酸氢钠溶液既可以除去未洗净的醋酸,也可以降低酯的溶解度;再第二次水洗,主要目的是产品上残留的碳酸氢钠;(3)由于酯的密度比水小,二者互不相溶,因此水在下层,酯在上层。分液时,要先将水层从分液漏斗的下口放出,待到两层液体界面时关闭分液漏斗的活塞,再将乙酸异戊酯从上口放出。因此选项是D。(4)酯化反应是可逆反应,增大反应物的浓度可以使平衡正向移动。增加一种反应物的浓度,可能使另一种反应物的转化率提高。因此本实验中加入过量乙酸的目的是提高醇的转化率;(5)实验中加入少量无水硫酸镁的目的是吸收酯表面少量的水分,对其减小干燥。(6)在蒸馏操作中,温度计的水银球要在蒸馏烧瓶的支管口附近。排除a、d,而在c中使用的是球形冷凝管,容易使产品滞留,不能全部收集到锥形瓶中,因此仪器选择及安装都正确的是b。n(乙酸)=6.0g÷60g/mol=0.1mol.n(异戊醇) =4.4g÷88g/mol=0.05mol;由于二者反应时是1:1反应的,所以乙酸过量要按照醇来计算。n(乙酸异戊酯)=" 3.9" g÷130g/mol=0.03mol。所以本实验的产率是0.03mol÷0.05mol×100℅=60℅。选项是D。(8)在进行蒸馏操作时,若从130 ℃开始收集馏分,此时的蒸气中含有醇,会收集少量的未反应的异戊醇,因此产率偏高。