分水器在有機(jī)化學(xué)制備實(shí)驗(yàn)中的使用練習(xí)匯編

遼寧沈立鵬整理

1.苯甲酸乙酯（C9HI0O2）稍有水果氣味，用于配制香水香精和人造精油，大量用于食品工業(yè)中，也可用作有

COOMCOOC3Mt

機(jī)合成中間體、溶劑等。其制備方法為：,IMH.J；.1M

己知：

顏色、狀態(tài)沸點(diǎn)CC）密度(g*cm-3)相對(duì)分子質(zhì)量

苯甲酸*白色片狀晶體2491.2659122

苯甲酸乙酯無色澄清液體212.61.05150

乙醇無色澄清液體78.30.789346

環(huán)己烷無色澄清液體80.80.731884

*苯甲酸在IOOC會(huì)迅速升華。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①在100mL圓底燒瓶中加入12.20g苯甲酸、25mL乙醇（過量）、20mL環(huán)己烷，以及4mL濃硫酸，混合均

勻并加入沸石，按右圖所示裝好儀器，并在分水器中預(yù)先加入水，使水面略低于分水器的支管口，控制溫度在

65?70C加熱回流2h。反應(yīng)時(shí)環(huán)己烷-乙醇-水會(huì)形成“共沸物”（沸點(diǎn)62.6'C）蒸鏘出來。在反應(yīng)過程中，通過

分水器下部的旋塞分出生成的水，注意保持分水器中水層液面原來的高度，使油層盡量回到圓底燒瓶中。

②反應(yīng)結(jié)束，打開旋塞放出分水器中液體后，關(guān)閉旋塞。繼續(xù)加熱，至分水器中收集到的液體不再明顯增加，

停止加熱。

③將燒瓶內(nèi)反應(yīng)液倒入盛有適量水的燒杯中，分批加入Na2c03至溶液呈中性。

④用分液漏斗分出有機(jī)層，水層用25mL乙醛萃取分液，然后合并至有機(jī)層。加入氯化鈣，對(duì)粗產(chǎn)物進(jìn)行蒸儲(chǔ),

低溫蒸出乙酸后，繼續(xù)升溫，接收210—213C的館分。

⑤檢驗(yàn)合格，測得產(chǎn)品體積為11.43mL。

回答下列問題：

（1）裝置X的作用是;進(jìn)水口為（a或者b）。

（2）步驟①中使用分水器不斷分離除去水的目的是o

（3）步驟②中應(yīng)控制館分的溫度在o

A.65?70CB.78?80cC.85?90cD.215?220'C

（4）若Na2c03加入不足，在步驟④蒸鐲時(shí)，蒸鐲燒瓶中可見到白煙生成，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是。

（5）該實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為o

【答案】冷凝回流a有利于平衡不斷正移，提高產(chǎn)品產(chǎn)率C苯甲酸乙酯中混有未除凈的苯甲酸，在受

熱至100C時(shí)發(fā)生升華80%

【解析】（1）儀器d的名稱為冷凝管、水冷凝管或球形冷凝管，為防止高溫氣體急劇冷卻而炸裂冷

凝管，則離蒸氣溫度高的是出水口，離蒸氣溫度低的是進(jìn)水口，所以水流方向?yàn)閍進(jìn)b出；（2）步

驟①中使用分水器不斷分離除去水的目的是分離器分離出生成的水，減少生成物從而使該反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng),

提高轉(zhuǎn)化率；（3）由丁乙醇的沸點(diǎn)最低，苯甲酸乙酯的沸點(diǎn)高，步驟②中應(yīng)控制餡分的溫度在C.85?90℃；（4）

若Na2cCh加入不足，在步驟④蒸譚時(shí)，蒸儲(chǔ)燒瓶中可見到白煙生成，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是苯甲酸乙酯中混有未

除凈的苯甲酸，在受熱至100C時(shí)發(fā)生升華。（5）12.208苯甲酸是0.111101,應(yīng)該生成苯甲酸乙酯是0.1010團(tuán)5（^11101

-,=15go實(shí)際生成的是11.43mLx1.05g/ml=12.002g,故產(chǎn)率是12.002X5x100%=80%。

2.在梨、香蕉等水果中存在著乙酸正丁酯。實(shí)驗(yàn)室制備乙酸正丁酯的反應(yīng)、裝置示意圖和有關(guān)數(shù)據(jù)如下:

CH3COOH+CH3cH2cH2cH20H里空LCH3coOCH2cH2cH2cH3-出。

水中溶解性密度（gym專沸點(diǎn)相對(duì)分子質(zhì)量

乙酸溶于水1.049211860

正丁醇微溶于水0.8098117.774

乙酸正丁酯微溶于水0.8824126.5116

實(shí)驗(yàn)步驟：

I.乙酸正丁酯的制備

在A中加入7.4g正丁醇、6.0g乙酸，再加入數(shù)滴濃硫酸，搖勻，放入1?2顆沸石。按圖安裝帶分水器的回流

反應(yīng)裝置，并在分水器中預(yù)先加入水，使水面略低于分水器的支管口，通入冷凝水，緩慢加熱A。在反應(yīng)過程

中，通過分水器下部的旋塞分出生成的水，保持分水器中水層液面的高度不變，使油層盡量回到圓底燒瓶中。

反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)后，停止加熱，記錄分出水的體積。

II.產(chǎn)品的精制

把分水器中的酯層和A中反應(yīng)液倒入分液漏斗中，分別用少量水、飽和碳酸鈉溶液和水洗滌，分出的產(chǎn)物加入

少量無水硫酸鎂固體，靜置后過濾，將產(chǎn)物常壓蒸儲(chǔ)，收集124?126C的館分，得到5.8g產(chǎn)品。請(qǐng)回答下列問

題：

(1)冷水應(yīng)從冷凝管的(填“a”或"b”)口通入。

(2)產(chǎn)品的精制過程中，第一次水洗的目的是,第二次水洗的目的是,洗滌

完成后將有機(jī)層從分液漏斗的(填“上口”或“下口”)轉(zhuǎn)移到錐形瓶中。

⑶本實(shí)驗(yàn)提高產(chǎn)品產(chǎn)率的方法是。

(4)判斷反應(yīng)終點(diǎn)的依據(jù)是o

(5)該實(shí)驗(yàn)過程中，生成乙酸正丁酯的產(chǎn)率是。

【答案】a除去大部分乙酸，正丁想?yún)s硫酸除去殘留的鈉鹽上口使用分水器分離酯化反應(yīng)生

成的水，使平衡正向移動(dòng)分水器中的水層不再增加50%

【解析】

【分析】

根據(jù)逆向冷卻效果最好分析冷卻水的進(jìn)入方向。根據(jù)可逆反應(yīng)的特點(diǎn)分析產(chǎn)品中的雜質(zhì)，結(jié)合各物質(zhì)的性質(zhì)分析

分離提純的目的：根據(jù)平衡移動(dòng)原理分析提高產(chǎn)率的方法：根據(jù)方程式計(jì)算酯的產(chǎn)率。

【詳解】

(1)冷卻水應(yīng)從下口進(jìn)入，故選a；

(2)產(chǎn)品的精制過程中，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質(zhì)，主要目的是洗掉濃硫

酸和大部分的乙酸和正丁醇：用碳酸鈉除去乙酸，第二次水洗的目的是除去過量的碳酸鈉和反應(yīng)生成的乙酸鈉，

洗滌完成后因?yàn)橛袡C(jī)物的密度比水小，在上層，所以將有機(jī)層從分液漏斗的上口轉(zhuǎn)移到錐形瓶中。

(3)因?yàn)轷セ磻?yīng)為可逆反應(yīng)，所以可以根據(jù)平衡移動(dòng)原理分析，使用分水器分離酯化反應(yīng)生成的水，使江衡正

向移動(dòng)，提高產(chǎn)品的產(chǎn)率；

(4)反應(yīng)到平衡后，各物質(zhì)物質(zhì)的量不會(huì)改變，所以當(dāng)分水器中的水層不再增加，說明反應(yīng)到終點(diǎn)。

(5)根據(jù)方程式分析，7.4g正丁酹和6.0g乙酸完全反應(yīng)生成乙酸正丁酣的質(zhì)量為11.6g,所以產(chǎn)率為

5.8g-11.6gxlOO%=50%0

3.在革果、香蕉等水果的果香中存在著乙酸正丁酯。某化學(xué)課外興趣小組欲以乙酸和正丁醇為原料合成乙酸正

丁酯。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

(一)乙酸正丁酯的制備

①在干燥的50mL圓底燒瓶中，加入13.5mL(0.15mol)正丁醇和7.2mL(0.125mol)冰醋酸，再加入3?4滴

濃硫酸，搖勻，投入1?2粒沸石。

按下圖所示安裝帶分水器的回流反應(yīng)裝置，并在分水器中預(yù)先加入水，使水面略低于分水器的支管口。

②打開冷凝水，圓底燒瓶在石棉網(wǎng)上用小火加熱。在反應(yīng)過程中，通過分水器下部的旋塞不斷分出生成的水，

注意保持分水器中水層液面原來的高度，使油層盡量回到圓底燒瓶中。反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)后，停止加熱，記錄分出

的水的體積。

(二)產(chǎn)品的精制

③將分水器分出的酯層和反應(yīng)液一起倒入分液漏斗中，先用10mL的水洗滌，

再繼續(xù)用10mL10%Na2c03洗滌至中性，再用10mL的水洗滌，最后將

有機(jī)層轉(zhuǎn)移至錐形瓶中，再用無水硫酸鎂干燥。

④將干燥后的乙酸正丁酯濾入50mL燒瓶中，常壓蒸饋，收集124?126c的

儲(chǔ)分，得11.6g產(chǎn)品。

(1)寫出該制備反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(2)冷水應(yīng)該從冷凝管(填a或b)管口通入。

(3)步驟②中不斷從分水器下部分出生成的水的目的是。步驟②中判斷反應(yīng)終點(diǎn)的依據(jù)是

(4)產(chǎn)品的精制過程步驟③中，洗的目的是。兩次洗滌完成后將有機(jī)層從分液漏斗的

置入錐形瓶中。

才U或

【答案】(1)CH3coOH+CH3cH2cH2cH20H*CH3COOCH2cH2cH2cH3+H2O(2)a

（3）使用分水器分離出水，使平衡正向移動(dòng)，提高反應(yīng)產(chǎn)率：分水器中的水層不再增加時(shí)，視為反應(yīng)的終點(diǎn)（4）

除去乙酸及少量的正丁醇；上口

【解析】試題分析：（1）制備乙酸正丁酯的反應(yīng)是酯化反應(yīng)，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3co0H+

am

CH3CH2CH2CH2OH%g-?CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O:

（2）由于是冷凝管是垂直的，因此冷水應(yīng)該從冷凝管a管口通入。

（3）由于酯化反應(yīng)是可逆反應(yīng)，則步驟②中不斷從分水器下部分出生成口勺水的目的是使用分水器分離出水，使

平衡正向移動(dòng)，提高反應(yīng)產(chǎn)率：根據(jù)以上分析可知步驟②中判斷反應(yīng)終點(diǎn)的依據(jù)是分水器中的水層不再增加時(shí)，

視為反應(yīng)的終點(diǎn)。

（4）碳酸氫鈉水洗的目的是除去乙酸及少量的正丁醇：乙酸正丁酯的目口勺小于空氣，則兩次洗滌完成后將有機(jī)

層從分液漏斗的上口置入錐形瓶中。

考點(diǎn)：考查有機(jī)物制備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究

4.乙酸正丁酯是一種優(yōu)良的有機(jī)溶劑，廣泛用于硝化纖維清漆中，在人造革、織物及塑料加工過程中用作溶劑,

也用于香料工業(yè)。某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室用乙酸和正丁醉制備乙酸正丁酯，有關(guān)物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)裝置

如下所示：

化合物相對(duì)分子質(zhì)量密度(g/cm3)沸點(diǎn)（C）溶解度（g/100g水）

冰醋酸601.045117.9互溶

正丁醇740.80118.09

乙酸正丁酯1160.882126.10.7

分水器的操作方法：先將分水器裝滿水（水位與支管口相平），再打開活塞，準(zhǔn)確放出一定體積的水。在制各過程

中，隨著加熱回流，蒸發(fā)后冷凝下來的有機(jī)液體和水在分水器中滯留分層，水并到下層（反應(yīng)前加入的）水中；有

機(jī)層從上面溢出，流回反應(yīng)容器。當(dāng)水層增至支管口時(shí)，停止反應(yīng)。

乙酸正丁酯合成和提純步驟為：

第一步：取18.5mL正丁醇和15.4mL冰醋酸混合加熱發(fā)生酯化反應(yīng)，反應(yīng)裝置如圖I所示（加熱儀器已省略）；

第一步：依次用水、飽和Na2cCh溶液、水對(duì)燒瓶中的產(chǎn)品洗滌井干燥；

第三步：用裝置U蒸館提純。

請(qǐng)回答有關(guān)問題：

（1）第一步裝置中除了加正丁醇和冰醋酸外，還需加入、o

（2）實(shí)驗(yàn)中使用分水器的優(yōu)點(diǎn)有、o根據(jù)題中給出的相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算，理論上，應(yīng)

該從分水器中放出來的水的體積約為O

⑶第二步用飽和Na2c03溶液洗滌的目的是o

（4）第三步蒸儲(chǔ)產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)收集溫度在左右的情分。若實(shí)驗(yàn)中得到乙酸正丁酯12.76g,則乙酸正

丁酯的產(chǎn)率為o

【答案】濃硫酸沸石（碎瓷片）及時(shí)分離出水，有利于酯化反應(yīng)朝正反應(yīng)方向移動(dòng)根據(jù)收集到的水的

體積，可以粗略判斷是否可以終止反應(yīng)3.6mL除去產(chǎn)品中含有的乙酸（硫酸）等雜質(zhì)126.1C55%

【解析】

【分析】

步驟分析：第一步：取18.5mL正丁醇和15.4mL冰醋酸，還需加入濃硫駿作為催化劑和吸水劑、加入碎梵片或

者沸石為止反應(yīng)液暴沸，混合加熱發(fā)生酯化反應(yīng)，反應(yīng)中，及時(shí)將產(chǎn)物水蒸發(fā)出去，相當(dāng)于減小生成物濃度有利

丁反應(yīng)正向進(jìn)行，蒸發(fā)后冷凝下來的有機(jī)液體和水在分水器中滯留分層，水并到下層（反應(yīng)前加入的"K中；有機(jī)

層從上面溢出，流回反應(yīng)容器。當(dāng)水層增至支管口時(shí)，停止反應(yīng)。

第二步：依次用水溶解掉大部分硫酸和未反應(yīng)的冰醋酸、飽和Na2c03溶液反應(yīng)掉剩余的硫酸和醋酸、水洗掉殘

余的碳駿鈉溶液，對(duì)燒瓶中的產(chǎn)品洗滌并干燥；

第三步：乙酸正丁酯中肯定還溶有正丁醇，用裝置H蒸憎提純，得到乙齡正丁酷

【詳解】

（1）第一步裝置中除了加正丁酸和冰醋酸外，還需加入濃硫酸作為催化劑和吸水劑、加入碎窗片或者沸石防止反

應(yīng)液暴沸；

答案：濃硫酸沸石（碎瓷片）

（2）實(shí)驗(yàn)中使用分水器的優(yōu)點(diǎn)是及時(shí)分離出水，相當(dāng)于減小生成物濃度有利于酯化反應(yīng)朝正反應(yīng)方向移動(dòng)、根據(jù)

收集到的水的體積，當(dāng)分水器中的水接近支管口時(shí)，可以粗略判斷是否可以終止反應(yīng)。正丁醇的質(zhì)量為：

0.80g/cm?x18.5mL=14.8g；n（正丁醇）=14.8g/74gzmol=0.2mol;冰醋酸質(zhì)量:1.045g/cm3xl5.4mL=16.093g;n（醋

酸）=16.093g/60g/moM）.268mol,二者反應(yīng)時(shí)，冰醋酸過量，根據(jù)正丁醉計(jì)克；

濃硫酸

CH3coOH+CH3cH2cH2cH20H3coOCH2cH2cH2cH3+H2O

加熱

ImolImol

0.2niol0.2mol

因此生成水:0.2molx18g/mol=3.6g,因?yàn)樗拿芏葹镮g/mL,則大約為3.6mL：

答案：及時(shí)分離出水，有利于酯化反應(yīng)朝正反應(yīng)方向移動(dòng)根據(jù)收集到的水的體積，可以粗略判斷是否可以終

止反應(yīng)3.6mL

（3）第二步用飽和NaKCh溶液洗滌的目的是除去產(chǎn)品中含有的乙酸（硫酸）等雜質(zhì)；

答案：除去產(chǎn)品中含有的乙酸（硫酸）等雜質(zhì)

（4）第三步蒸儲(chǔ)產(chǎn)品時(shí)，因?yàn)橐宜嵴□サ姆悬c(diǎn)為126.1C,應(yīng)收集溫度在126.1C左右的儲(chǔ)分。

正丁靜的質(zhì)量為：0.80g/cm3xl8.5mL=148g；n（正丁醉）=14.8g/74g/mol=0.2mol;冰醋酸質(zhì)

量:1.045g/cm3x15.4mL=l6.093g;n（醋酸）=16.093g/60g/mol=0.268niol,二者反應(yīng)時(shí)，冰醋酸過量，根據(jù)正J溺計(jì)算；

濃硫酸

CH3coOH+CH3cH2cH2cH20H3coOCH2cH2cH2cH3+H2O

加熱

Imol1mol

0.2mol0.2mol

12.76g

理論上生成乙酸正丁酯0.2molxll6g/mol=23.2g,則產(chǎn)率為*（）（）%=55%；

答案：126.1℃55%

【點(diǎn)睛】

學(xué)生必須認(rèn)真、細(xì)致的審題，讀懂表格，聯(lián)系所學(xué)過乙酸乙酯的制備，進(jìn)行知識(shí)的類比、遷移、重組，全面細(xì)致

的思考才能得出正確的結(jié)論。

5.（本題共12分）乙酸正丁酯常用作香精，實(shí)驗(yàn)室用冰醋酸和正丁醇制備乙酸正丁酯

I.乙酸正丁酯粗產(chǎn)品的制備

試管中加少許入沸石、7.4mL正丁醇和6.4mL冰醋酸，再加入3?4滴濃硫酸，然后安裝好裝置，加熱使之反

應(yīng)。

,Jr

II.乙酸正丁酯粗產(chǎn)品的精制

將試管中的液體轉(zhuǎn)移到分液漏斗中，用10mL水洗滌，除去下層水層：有機(jī)層繼續(xù)用1OmL10%Na2CO、；洗滌

至中性；再用10mL的水洗滌。

將酯層進(jìn)行蒸飾。蒸偏收集乙酸正丁酯產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)將溫度控制在126.rC左右。

in.計(jì)算產(chǎn)率

稱量出制得的乙酸正丁酯的質(zhì)量為5.12g。

己知：

物質(zhì)密度/gynT?沸點(diǎn)/C溶解度/100g水

正丁醇0.810118.09

冰醋酸1.049118.1互溶

乙酸正丁酯0.882126.10.7

完成下列填空:

(I)上圖裝置中長導(dǎo)管有冷凝回流作用，它可以由分水回流裝置代替。分水回流裝置中回流下來的蒸氣冷凝液

進(jìn)入分水器，待分層后，有機(jī)層會(huì)自動(dòng)流回到反應(yīng)器中，將生成的水從分水器中放出去。

分水回流代替長導(dǎo)管回流，對(duì)乙酸正丁酯的合成有什么作用O

使用分水器裝置進(jìn)行回流的可逆反應(yīng)，一般應(yīng)具備條件。

(2)分水器在使用時(shí)須預(yù)先加水，使其水面低于分水器回流支管下沿3?5mm的水。

預(yù)先加水的目的是-

(3)反應(yīng)時(shí)加熱有利于提高酯的產(chǎn)率，但溫度過高時(shí)酯的產(chǎn)率反而降低,

其可能的原因是。

(4)水洗的目的是<,堿洗的目的是。

測pH值的操作-

（5）本次實(shí)驗(yàn)乙酸正丁酯的產(chǎn)率o

【答案】（本題共12分）

（1）該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，水移離反應(yīng)體系，平衡向生成酯的方向移動(dòng)，產(chǎn)率提高。（1分）

有水生成；回流有機(jī)物位于水上層（反應(yīng)溫度100c左右）。（2分）

（2）回流的有機(jī)物能及時(shí)返回反應(yīng)體系。（1分）

（3）乙酸、正丁醇大量揮發(fā)，（1分）發(fā)生副反應(yīng)。（1分）

（4）除去水溶性雜質(zhì)。（1分）

除去酸性雜質(zhì)。（1分）

pH試紙放在表而皿上，用蘸有待測溶液的玻璃棒點(diǎn)在試紙的中部，與比色卡對(duì)照讀取pH值。（2分）

（5）54.5%（2分）

【解析】試題分析：（1）正丁醉與冰醋酸的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，分水回流，可以使有機(jī)物回流到反應(yīng)器中，而生成

的水可以通過分水器放出，所以生成物的量減少，使平衡正向進(jìn)行，增大酯的產(chǎn)率；

使用分水器裝置進(jìn)行回流的可逆反應(yīng)，一般應(yīng)具備條件是該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，產(chǎn)物中有水生成，且有機(jī)物的密度

小于水，位于分水器的上層：

（2）分水器在使用時(shí)須預(yù)先加水，使其水面低于分水器回流支管下沿3?5mm的水，這樣方便生成的有機(jī)物回

流到反應(yīng)器中：

（3）溫度過高，正丁醉和乙酸會(huì)揮發(fā)，導(dǎo)致反應(yīng)物的量減少，產(chǎn)率降低，或者有副反應(yīng)發(fā)牛.，導(dǎo)致產(chǎn)率降低；

（4）水洗的目的是除去溶于水的物質(zhì)，如正丁醇；堿洗的目的是除去產(chǎn)物中的酸性物質(zhì)，如乙酸；溶液pH的

測定，需將pH試紙放在表而皿上，用菸有待測溶液的玻璃棒點(diǎn)在試紙的中部，與比色卡對(duì)照讀取pH值：

（5）根據(jù)所給正丁醇和冰醋酸的體積及密度可知，醋酸過量，按正丁醇的量來計(jì)和。理論上生成乙酸正丁酯的

質(zhì)量是7.4mLx0.81Wcm-3/74g/molxU6g/mol=9.396g,實(shí)際得到酯的質(zhì)量是5.12g,則乙酸正丁酯的產(chǎn)率是

5.12g/9.396gx100%=54.5%o

考點(diǎn)：考查有機(jī)制備實(shí)驗(yàn)的分析評(píng)價(jià)，產(chǎn)率的計(jì)算

6.（13分）乙酸正丁酯是一種水果香味的無色透明液體，常用于調(diào)制香料和藥物。實(shí)驗(yàn)室用正丁醇和乙酸制備，

反應(yīng)原理如下：

濃HiSO.

CH3COOH+CH3cH2cH2cH2OH^^=^CH3COOCH2cH2cH2cH3+H2O

△

某興趣小組擬用如圖裝置制備少量乙酸正丁酯：

步驟I：加料。向干燥的100ml圓底燒瓶中加入37ml正丁醇、22ml冰醋酸及10滴濃硫酸(試劑加入順序未確定),

搖勻后，加入幾粒沸石。然后安裝分水器(先在分水器上端小心加水至分水器支管口處，然后再放出1?2ml的

水)及回流冷凝管。

步驟2：加熱回流。通過活塞控制分水器中水層液面的高度。反應(yīng)完畢，停止加熱。

步驟3:冷卻(不可以拆卸回流冷凝管)。冷卻至室溫后，將燒瓶中的混合物與分水器中的酯層合并，轉(zhuǎn)入分液漏

斗中。

步驟4：依次用10ml水，10ml10%碳酸鈉溶液洗至中性(pH=7),再水洗一次，向洗滌后的有機(jī)相中加入適量的

無水硫酸鎂固體。放置一段時(shí)間后過濾、蒸餡.收集124?126七餡分，得產(chǎn)品)

步驟5:用一干燥的小燒杯稱產(chǎn)品，重量為29.0g。

相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)如下表：

物質(zhì)名稱沸點(diǎn)rc熔點(diǎn)rc密度/g,cm—3水中溶解度

正丁醇117.3-89.50.807.1g/100g

乙酸11816.61.0492互溶

乙酸正丁酯126.1-780.88261.4g/100g

根據(jù)題意完成下列填空：

(1)加料時(shí)，三種試劑的加入順序?yàn)椤?/p>

(2)該實(shí)驗(yàn)中，冷凝水從(填"a”或"b”)口通入，使用分水器的目的是。

(3)步驟2中判斷反應(yīng)結(jié)束的現(xiàn)象是o

(4)步驟3中從分液漏斗中得到酯的操作，用10%Na2c03溶液洗滌有機(jī)相，是為了除去有機(jī)

相中的(填結(jié)構(gòu)簡式)。

(5)步驟4中加入無水硫酸鎂固體的作用是o

(6)實(shí)驗(yàn)中正丁醇的轉(zhuǎn)化率為。

【答案】

(1)正丁醇、冰醋酸、濃硫酸

(2)a；及時(shí)分離出產(chǎn)物水，使化學(xué)平衡向生成酯的方向移動(dòng)，提高酯的產(chǎn)率

(3)分離器中水層高度不再變化

(4)打開分泄漏斗活塞，讓水層從分液漏斗下口流出，酯層從上口倒出；H2so?*和CH3coOH

(5)除去有機(jī)相中殘留的水

(6)65%

【解析】

試題分析：(1)向干燥的100ml圓底燒瓶中加入37ml正丁醇、22ml冰醋酸及10滴濃硫酸,由于濃硫酸稀釋放熱,

加料時(shí)，應(yīng)該后加濃硫酸，三種試劑的加入順序可以為正丁醉、冰醋酸、濃硫酸，故答案為：正丁醉、冰醋酸、

濃硫酸；

(2)冷凝水應(yīng)該下進(jìn)上出，因此從a口通入，使用分水器可以及時(shí)分離出產(chǎn)物水，使化學(xué)平衡向生成酯的方向移

動(dòng)，提高酯的產(chǎn)率，故答案為：a；及時(shí)分離出產(chǎn)物水，使化學(xué)平衡向生成酯的方向移動(dòng)，提高酯的產(chǎn)率；

(3)反應(yīng)結(jié)束分離器中水層高度不再變化，故答案為：分離器中水層高度不再變化；

(4)酯不溶于水，可以采用分液的操作分離，步驟3中從分液漏斗中得到酯的具體操作為打開分液漏斗活基，讓

水層從分液漏斗下口流出，酯層從上口倒出；Na2cCh溶液能夠與酯中的雜質(zhì)H2s04和CH3coOH反應(yīng)，故答案

為：打開分液漏斗活塞，讓水層從分液漏斗下口流出，酯層從上口倒出；H2sO’和CH3co0H；

(5)無水硫酸鎂可以除去有機(jī)相中殘留的水，故答案為：除去有機(jī)相中殘留的水：

(6)37mL正丁酥的質(zhì)量為37mLx0.80g/mL=29.6g,22mL冰醋酸的質(zhì)量為22mL>1.0492g/mL=23.0824g,設(shè)理論上

29.6g正丁醇完全反應(yīng)需乙酸的質(zhì)量是y，則：

濃HS0.

CH3coOH+CH3cH2cHzCHzOH^_；:_^CFhCOOCH2cH2cH2cH3+H2O

△

60g74g

y29.6g

y=一60?x^29-.6-g=24g>23.0824g,所以乙酸完全反應(yīng)，按照乙酸計(jì)算乙酸正丁醇酯的理論質(zhì)量，設(shè)乙酸正丁醇酯

74g

的理論質(zhì)量為X,則：

濃H'SO.

CH3COOH+CH3cH2cH2cH——L^CHaCOOCH2cH2cH2cH3刊七0

△

60g116g

23.0824gx

23.0824gxl16v29.0g

所以x=---------------=44.626g,則乙酸正丁酯的產(chǎn)率為X|00%=65%,故答案為：65%

60g44.626g

【考點(diǎn)定位】考查制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

【名師點(diǎn)睛】本題考查有機(jī)物物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)，涉及化學(xué)儀器、對(duì)反應(yīng)原理的理解應(yīng)用、對(duì)操作的分析評(píng)價(jià)、物

質(zhì)的分離提純、產(chǎn)率計(jì)算等，注意根據(jù)乙酸乙酯的制備進(jìn)行知識(shí)遷移應(yīng)用，較好的考查學(xué)生的分析能力、數(shù)據(jù)處

理能力。

7.有機(jī)物的反應(yīng)往往伴隨副反應(yīng)發(fā)生，因此需要分離提純。有一種水果香精的合成步驟如下:

I合成：

在干燥的圓底燒瓶中加11.5mL(9.3g,0.125mol)正丁醇、7.2mL(7.5g,0.125mol)冰醋酸(乙酸)和37滴濃H2s。4,

搖勻后，加幾粒沸石，再按圖1所示裝置安裝好。在分水器中預(yù)先加入5.00mL水，其水面低于分水器回流支管

下沿3Tlnm,然后用小火加熱，反應(yīng)大約40min。

II分離提純：

①當(dāng)分水器中的液面不再升高時(shí)，冷卻，放出分水器中的水，把反應(yīng)后的溶液與分水器中的酯層合并，轉(zhuǎn)入分

液漏斗中，用10mLi0%碳酸鈉溶液洗至酯層無酸性(pH=7),充分振蕩后靜置，分去水層。

②將酯層倒入小錐形瓶中，加少量無水硫酸鎂干燥(生成MgSO4?7H2O晶體)

③將乙酸正丁酯粗產(chǎn)品轉(zhuǎn)入50mL蒸儲(chǔ)燒瓶中，加幾粒沸石進(jìn)行常壓蒸儲(chǔ)，收集產(chǎn)品，主要試劑及產(chǎn)物的物理

常數(shù)如下：

化合物正丁醇冰醋酸乙駿正丁酯正丁酸

密度/(0mL)0.8101.0490.8820.7689

沸點(diǎn)rc117.8118.1126.1143

在水中的溶解性易溶易溶難溶難溶

制備過程中還可能與的副反應(yīng)有2cH3CIIZCH2CII2QH3cHzcIhCUzOCIIzClhaizCIh+ILO

△

根據(jù)以上信息回答下列問題：

(1)寫出合成乙酸正丁酯的化學(xué)方程式O

(2)如圖1整個(gè)裝置可看作由分水器、圓底燒瓶和冷凝管組成，其中冷水應(yīng)從(填a或b)管口通入。

(3)步驟①中碳酸鈉溶液的作用主要是除去硫酸、、o

（4）在操作步驟②后（即酯層用無水硫酸鎂干燥后），應(yīng)先（填實(shí)驗(yàn)操作名稱），然后將乙酸正丁酯粗

產(chǎn)品轉(zhuǎn)入蒸縮燒瓶中，如果蒸儲(chǔ)裝置如圖2所示，則收集到的產(chǎn)品中可能混有雜質(zhì)。

（5）步驟③的常壓蒸儲(chǔ)，需控制一定的溫度，你認(rèn)為在中加熱比較合適（請(qǐng)從下列選項(xiàng)中選擇）。

A.水B,甘油（沸點(diǎn)290C）C.石蠟油（沸點(diǎn)200?300C）D.沙子

（6）反應(yīng)結(jié)束后，若放出的水為6.98mL（水的密度為Ig/mL）,則正丁醇的轉(zhuǎn)化率約為。

【答案】CH3coOH+CH3cH2cH2cH20H里”CH38OCH2cH2cH2cH什H9b乙酸正丁醇過

△

濾正丁微BC88%

【解析】

【分析】

（1）正丁醇與冰醋酸在濃H2s04加熱條件下發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸正丁酯和水；

（2）冷凝管采取逆流原理通入冷凝水，有利于■冷卻；

（3）乙酸正丁酯中含有乙酸、正丁靜、正丁酷和硫酸雜質(zhì)，其中正丁醇、硫酸易溶于水，而乙酸正丁酯、正丁

醛難溶于水，乙酸可與飽和碳酸鈉反應(yīng)，以此解答該題；

（4）醋層用無水硫酸鎂干燥后，應(yīng)過濾除去干燥劑；反應(yīng)中發(fā)生副反應(yīng)得到正丁酸，而正丁雁難溶于水，正丁

醇、硫駿、醋酸已經(jīng)除去，制備的物質(zhì)中含有正丁酸；

（5）乙酸正丁酯的沸點(diǎn)是126.1C,選擇沸點(diǎn)梢高的液體加熱；

參加反應(yīng)的質(zhì)量

（6）計(jì)算生成水的質(zhì)量，根據(jù)方程式計(jì)算參加反應(yīng)正丁醇的產(chǎn)量，正丁醇的利用率=三黑筆學(xué)泮x100%。

投入的總質(zhì)量

【詳解】

<1）正丁醇與冰醋酸在濃H2s04加熱條件下發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸正丁酯和水，化學(xué)方程式為

CH3coOH+CH3cH2cH2cH20H、、CH3coOCI12cH2cH2cH3+H2O,

△

濃HzSCU

故答案為：CH3coOH+CH3cH2cH2cH20H==^CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O；

△

（2）冷凝管采取逆流原理通入冷凝水，其中冷水應(yīng)從b管口通入，從a管中流出，有利于冷卻，

故答案為：b：

（3）根據(jù)反應(yīng)的原理和可能的副反應(yīng)，乙酸正丁酯中含有乙酸、正丁醇、正丁酸和硫酸雜質(zhì)，乙酸正丁酯、正

丁酸不溶于飽和碳酸鈉溶液，而正丁醉、硫酸易溶，乙酸可與碳酸鈉反應(yīng)而被吸收，可用飽和碳酸鈉溶液除去乙

酸正丁酯中乙酸、正丁酣和硫酸雜質(zhì)，

故答案為：乙酸、正丁酣；

（4）酯層用無水硫酸鎂干燥后，應(yīng)過濾除去干燥劑：正丁醉、硫酸和乙酸易溶于水，在用水洗、10%碳酸鈉溶

液洗時(shí)，已經(jīng)被除去，正丁隧與乙酸正丁酯互溶，水洗和10%碳酸鈉溶液洗時(shí)不能除去，所以蒸儲(chǔ)時(shí)會(huì)有少量揮

發(fā)進(jìn)入乙酸正丁酯中，則乙酸正丁酣的雜質(zhì)為正丁醍，

故答案為：過濾；正丁醛；

（5）乙酸正丁酯的沸點(diǎn)是126.「C,選擇沸點(diǎn)稍高的液體加熱，所以可以在U汕和石蠟油中加熱，水的沸點(diǎn)為

100℃,低于乙酸正丁酯的沸點(diǎn)，用砂子加熱溫度太高不易控制旦浪費(fèi)能源，

故選：BC；

（6）反應(yīng)結(jié)束后，若放出的水為6.98mL（水的密度為lg?mL」），則反應(yīng)生成的水為6.98mL-5.00mL=1.98mL,

即1.98g,設(shè)參加反應(yīng)的正丁醉為x,

濃HiSO，

CHKOOHYHjCH,CH,CHQH=CHjCOOCHiCHiCHiCHs-HiO

△

7418

x1.98g

,,,74x1.98g

則乂=---------=8.14g,

18

參加反應(yīng)的旃量8.14g

則正丁野的轉(zhuǎn)化率==七匕fx100%=x100%=88%,

投入的總質(zhì)量9.3g

故答案為：88%。

8.（10分）苯甲酸乙酯（C9W0O2）稍有水果氣味，用于配制香水香精和人造精油，大量用于食品工業(yè)中，也可

用作有機(jī)合成中間體、溶劑等。其制備方法為：

丁。％。4

已知：(Mr=122)(Mr=150)

質(zhì)色、狀態(tài)沸點(diǎn)CC）定度(gem-3)

笨甲酸《木色、片狀品體2491.2659

「無色浴潔液體

某甲酸乙能212.61.05

乙髀無色澄清液體78.30.7893

_____環(huán)己烷無色澄清液體80.80.7318

，茶甲酸在100匕會(huì)迅速升華.

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①在IMmL圓底燒瓶中加入12.如g苯甲酸、25mL乙醇（過量）、20mL環(huán)己烷，以及4mL濃硫酸，混合均勻

并加入沸石，按左上圖所示裝好儀器，控制溫度在65?70c加熱回流2h。反應(yīng)時(shí)環(huán)己烷-乙醇-水會(huì)形成“共沸物”

（沸點(diǎn)62.6C）蒸館出來。再利用分水器不斷分離除去反應(yīng)生成的水，回流環(huán)己烷和乙醇。

②反應(yīng)結(jié)束，打開旋塞放出分水器中液體后，關(guān)閉旋塞。繼續(xù)加熱，至分水器中收集到的液體不再明顯增加，

停止加熱。

③將燒瓶內(nèi)反應(yīng)液倒入盛有適量水的燒杯中，分批加入Na2c03至溶液呈中性。

④用分液漏斗分出有機(jī)層，水層用25mL乙醛萃取分液，然后合并有機(jī)層。加入氯化鈣，對(duì)粗產(chǎn)品進(jìn)行蒸儲(chǔ)（裝

置如圖所示）。低溫蒸出乙酸后，繼續(xù)升溫，接收210?213c的館分。

⑤檢驗(yàn)合格，測得產(chǎn)品體積為12.86mL.

回答下列問題：

⑴步驟①中使用分水器不斷分離除去水的目的是o

⑵步驟②中應(yīng)控制館分的溫度在。

A.65?70cB.78?80cC.85?90cD.215—220*C

⑶若Na2cO3加入不足，在步驟④蒸儲(chǔ)時(shí)，蒸儲(chǔ)燒瓶中可見到白煙生成，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是o

⑷蒸鏘裝置圖中儀器A的名稱是,在步驟④中加入氯化鈣的作用是°

⑸該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的產(chǎn)率為o

【答案】⑴有利于平衡不斷向正方向移動(dòng)，提高茶甲酸乙酯產(chǎn)率。⑵C

⑶苯甲駿乙酯中混有苯甲酸，住受熱至I00C時(shí)發(fā)生升華

⑷蒸播燒瓶吸水劑⑹90%

【解析】C）因?yàn)轷セ磻?yīng)中還有水生成，所以為了使平衡向正反應(yīng)方向，提高轉(zhuǎn)化率，可以使用分水器入斷分

離除去水。

（2）由于乙靜的沸點(diǎn)最低，米甲酸乙酯的沸點(diǎn)高，所以選J貝C正確。

（3）碳酸鈉不足，會(huì)導(dǎo)致苯甲酸剩余，在受熱至100℃時(shí)苯甲酸發(fā)生升華

（4）根據(jù)裝置圖特點(diǎn)可知，A是蒸謠燒瓶，氯化鈣是吸水劑，吸水提高產(chǎn)率。

（5）12.20g苯甲酸是O.lmoL應(yīng)該生成苯甲酸乙酯是0.1mo|xl50g/mol=15g。實(shí)際生成的是12.86mLxl.05g/ml

=13.503g,蘇產(chǎn)率是13?503+15xl00%=90%,

9.乙酸丁酯是重要的化工原料，具有水果香味。實(shí)驗(yàn)室制備乙酸丁酯（CHKOOCH2cH2cH2cH3）的反應(yīng)裝置示

意圖和有關(guān)信息如下：

乙酸正丁醇乙酸丁酯

熔點(diǎn)/C16.6-89.5一73.5

沸點(diǎn)rc117.9117126.0

密度/g，cm-31.10.800.88

（1）乙酸丁酯粗產(chǎn)品的制備

在干燥的50mL圓底燒瓶中，裝入沸石，加入12.0mL正丁醇和16.0mL冰醋酸（過量），再加3?4滴濃硫酸。

然后再安裝分水器（作用：實(shí)驗(yàn)過程中不斷分離除去反應(yīng)生成的水）、冷凝管，然后小火加熱。寫出制備乙酸丁酯

的化學(xué)方程式。將燒瓶中反應(yīng)后的混合物冷卻與分水器的酯層合并。裝置中冷水應(yīng)從（填“a”

或"b"）=l通入；通過分水器不斷分離除云反應(yīng)生成的水的目的是。（2）乙酸丁酯的精制

將乙酸丁酯粗產(chǎn)品用如下的操作進(jìn)行精制：①水洗、②蒸儲(chǔ)、③用無水MgSO」干燥、④用10%碳酸鈉洗滌。①

正確的操作步驟是（填標(biāo)號(hào)）。

A.①②?④B.③①?@C.???②D.③④?@

②在乙酸丁酯的精制中，用10%碳酸鈉洗滌的主要目的是O

③在洗滌、分液操作中，應(yīng)充分振蕩，然后靜置，待分層后（填標(biāo)號(hào)）。

a.直接將乙酸丁酯從分液漏斗的上口倒出

b.直接將乙酸丁酯從分液漏斗的下口放出

c.先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸丁酯從下口放出

d.先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸丁酯從上口倒出

（3）計(jì)算產(chǎn)率

測量分水器內(nèi)由乙酸與丁醇反應(yīng)生成的水體積為1.8mL,假設(shè)在制取乙酸丁酯過程中反應(yīng)物和生成物沒有損失，

且忽略副反應(yīng)，乙酸丁酯的產(chǎn)率為。

【答案】CH3coOH+CH3cH2cH2cH20H總&CH3coOCH2cH2cH2cH3+FhOb分離生成的水，使

△

平衡正向移動(dòng)，提高產(chǎn)品的產(chǎn)率C洗掉濃硫酸和過量的乙酸d77.1%

【解析】

【分析】

（1）根據(jù)冷水從下進(jìn)上出冷卻效果好判斷進(jìn)水口，正丁醉和冰醋酸反應(yīng)生成乙酸丁酯和水，水的密度大，除掉

生成物平衡右移：

（2）①根據(jù)各物質(zhì)的溶解性及性質(zhì)進(jìn)行排序：

②飽和碳酸鈉溶液能洗掉濃硫酸和過量的乙酸：

③乙酸丁酯的不溶于水，密度比水小，所以先從下口放出水溶液，再從上口倒出乙酸丁酯；

（3）先根據(jù)正丁聘的量計(jì)算理論上酯的量，再根據(jù)水的量計(jì)郛實(shí)際上酯H勺量，實(shí)際上酯的量與理論值之比即為

酯的產(chǎn)率。

【詳解】

（1）正丁醇和冰醋酸（過量）反應(yīng)生成乙酸丁酯和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH3co0H+

CH3cH2cH2cH9H一生工CH3COOCH2CH2CH2CH3+H20,冷凝管冷去］時(shí)，采用逆流冷卻的效果好，所以冷

△

水從b進(jìn)，生成乙酸丁酯的反應(yīng)為可逆反應(yīng)，生成物有水，分離生成的水，使平衡正向移動(dòng)，提高產(chǎn)品的產(chǎn)率，

所以要通過分水器不斷分離除去反應(yīng)生成的水，

故答案為：CH3coOH+CH3cH2cH2cH2。11二二^CIhC00CH2CII2CH2CFh+1i20:b；分離生成的水，使平

△

衡正向移動(dòng)，提高反應(yīng)產(chǎn)率。

（2）①因?yàn)檎复己鸵宜岫季哂袚]發(fā)性，所以制取的酯中含有正「醇和乙酸，第一步水洗除去命中的正「醇和

乙酸：第二步用10%碳酸鈉洗滌除去乙酸：第三步用水洗滌除去碳酸鈉溶液；第四步用無水硫酸鎂干燥除去水：

第五步蒸儲(chǔ)，制得較純凈的酯。

故選C。

②制備乙酸「酯時(shí)常用飽和碳酸鈉溶液，目的是除去產(chǎn)品中含有的乙酸、流酸等雜質(zhì)降低乙酸丁酯在水中的溶解

度，便于分層得到酯，

故答案為：除去產(chǎn)品中含有的乙酸、硫酸等雜質(zhì)。

③由于酯的密度比水小，二者互不相溶，因此水在卜.層，酯在上層：分液時(shí)，要先將水層從分液漏斗的卜口放出，

待到兩層液體界面時(shí)關(guān)閉分液漏斗的活塞，再將乙酸「酯從.上口放出，麻以正確的為d,

故選de

（3）12.0mL正丁醇的質(zhì)量為12.0mLx0.8g/mL=9.6g,設(shè)12.0mLjE「醇理論I.生成酯的質(zhì)量為x,根據(jù)反應(yīng)

CH3coOH+CH3cH2cH2cH20H.aCH3coOCHKH2cH2cHl+H2O74g

△

H6g18g