高中化学苏教版（2021）选择性必修3 专题4 微专题5　乙酸乙酯的制备实验及拓展　（学案+ word版含解析）

微专题5　乙酸乙酯的制备实验及拓展

1．重要有机物的制备——乙酸乙酯的制备

(1)反应原理

在浓硫酸作催化剂的条件下，乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯。

CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOCH2CH3＋H2O

酯化反应是可逆反应。为了提高产率，根据平衡移动原理，可以通过蒸出酯来减小生成物的浓度，以使平衡向右移动。为了提高反应速率，需要用浓硫酸作催化剂并加热。

酯化反应结束后，可以采用分液的方法将乙酸乙酯从混合物中分离出来。

(2)实验室制备乙酸乙酯等的常见装置

其中A、B、C、F、G五种装置可归为一类，只需将饱和Na2CO3溶液分液即可得到乙酸乙酯。五种装置中属A、F装置效率最高。D、E可归为另一类(D、E分别是出现在高考中制备乙酸异戊酯、乙酸丁酯的实验装置)。G装置可边加热边滴加乙醇，以提高反应物转化率。

(3)乙酸乙酯粗产品的纯化

在馏出液中加入饱和Na2CO3溶液，直至不再产生气泡，用pH试纸检验酯层呈中性为止。将中和后的混合液移入分液漏斗，静置，分出水层。留在分液漏斗中的粗酯先用与其体积相当的饱和食盐水洗涤，而后用饱和CaCl2溶液洗涤。粗酯自分液漏斗上口倒入锥形瓶中，用无水硫酸镁干燥约半小时。

2．有机物制备实验中常考仪器

1．某同学利用如图所示装置制备乙酸乙酯。实验如下：

①向浓H2SO4和乙醇的混合液中滴入乙酸后，加热试管甲；

②一段时间后，试管乙中红色溶液上方出现油状液体；

③停止加热，振荡试管乙，油状液体层变薄，下层红色溶液褪色；

④取下层褪色后的溶液，滴入酚酞后又出现红色。

结合上述实验，下列说法不正确的是(　　)

A．①中加热有利于加快酯化反应速率，故温度越高越好

B．③中油状液体层变薄主要是乙醇和乙酸溶于饱和Na2CO3溶液所致

C．③中红色褪去的原因可能是酚酞溶于乙酸乙酯中

D．取②中上层油状液体测其1H核磁共振谱不止3组峰

答案　A

解析　乙醇易挥发，且浓硫酸会使乙醇脱水，温度升高，乙酸乙酯的产率降低，故A错误；③中油状液体层变薄主要是乙酸乙酯中的乙醇和乙酸被饱和碳酸钠溶液吸收所致，故B正确；酚酞是有机化合物，易溶于有机溶剂，③中红色褪去的原因可能是酚酞溶于乙酸乙酯中，故C正确；②中上层油状液体是乙酸、乙醇和乙酸乙酯等的混合物，其1H核磁共振谱不止有3组峰，故D正确。

2．(2020·甘肃静宁一中高二月考)如图是分离乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的实验操作流程图：

在上述实验过程中，所涉及的三次分离操作分别是(　　)

A．①蒸馏　②过滤　③分液

B．①分液　②蒸馏　③蒸馏

C．①蒸馏　②分液　③分液

D．①分液　②蒸馏　③结晶、过滤

答案　B

解析　A为乙酸钠和乙醇的混合液，可以通过蒸馏分离出乙醇，乙酸钠中加入硫酸得到乙酸和Na2SO4的混合液，可以通过蒸馏分离出乙酸，故B正确。

3．(2020·天津市耀华中学高二月考)现有下列两套实验装置，用于实验室制取乙酸乙酯或乙酸丁酯。下列说法错误的是(　　)

A．图Ⅰ装置用于制取乙酸乙酯，图Ⅱ装置用于制取乙酸丁酯

B．导管a和导管b的作用均是冷凝回流

C．都可用饱和Na2CO3溶液来洗去酯中的酸和醇

D．加入过量的醇可以提高乙酸的转化率

答案　B

4．某化学课外小组设计了如图所示的装置制取乙酸乙酯(图中夹持仪器和加热装置已略去)。请回答下列问题：

(1)水从冷凝管的________(填“a”或“b”)处进入。

(2)已知下列数据：

又知温度在140 ℃时发生副反应：2CH3CH2OH―→CH3CH2OCH2CH3＋H2O。

①该副反应属于________(填字母，下同)反应。

a．加成　　　b．取代　　　c．酯化

②考虑到反应速率等多种因素，用上述装置制备乙酸乙酯时，反应的最佳温度范围是_______。

a．T＜77.5 ℃

b．T＞150 ℃

c．115 ℃＜T＜130 ℃

(3)欲分离出乙酸乙酯，应使用的分离方法是________(填操作方法名称，下同)，所用到的仪器为________，进行此步操作后，所得有机层中的主要无机杂质是水，在不允许使用干燥剂的条件下，除去水可用________的方法。

(4)若实验所用乙酸的质量为6.0 g，乙醇的质量为5.0 g，得到纯净的产品质量为4.4 g，则乙酸乙酯的产率是________。

答案　(1)a　(2)①b　②c　(3)分液　分液漏斗　蒸馏　(4)50%

解析　(1)水从冷凝管的下口进、上口出，冷凝效果好，因此水从冷凝管的a处进入。

(2)①140 ℃时发生副反应：2CH3CH2OH―→CH3CH2OCH2CH3＋H2O，反应可以看作一个乙醇分子中羟基上的氢原子被另一个乙醇分子中的乙基取代，故该副反应属于取代反应。②温度越高反应速率越快，但温度过高会发生副反应：2CH3CH2OH―→CH3CH2OCH2CH3＋H2O，结合表中数据，反应的最佳温度范围是115 ℃＜T＜130 ℃。

(3)乙酸乙酯的密度比水小，且难溶于水，所以在碳酸钠溶液层上方有无色油状液体出现。欲分离出乙酸乙酯，应使用的分离方法是分液，用到的主要仪器为分液漏斗，乙酸乙酯从分液漏斗的上口倒出。进行此步操作后，所得有机层中的主要无机杂质是水，在不允许使用干燥剂的条件下，根据表中数据可知乙酸乙酯的沸点为77.5 ℃，与水的沸点相差较大，可用蒸馏的方法分离。

(4)CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOC2H5＋H2O，乙醇和乙酸反应的质量比为46∶60，若实验所用乙酸质量为6.0 g，乙醇质量应为4.6 g，则乙醇过量，依据乙酸的质量计算生成乙酸乙酯的质量，理论上得到乙酸乙酯的质量为×88 g·mol－1＝8.8 g，而实际得到纯净的产品质量为4.4 g，则乙酸乙酯的产率为×100%＝50%。

5．(2020·山东章丘四中高二月考)苯甲酸乙酯稍有水果气味，用于配制香水香精和人造精油，也大量用于食品中，实验室制备方法如下：

Ⅰ.苯甲酸乙酯粗产品的制备

在干燥的50 mL三颈圆底烧瓶中，加入6.1 g苯甲酸、过量无水乙醇、8 mL苯和1 mL浓硫酸，摇匀后加沸石，安装油水分离器。水浴加热，开始控制回流速度1～2 d/s。反应时苯-乙醇-水会形成“共沸物”蒸馏出来。加热回流约1小时，至油水分离器中不再有小水滴生成时停止加热。改为蒸馏装置，蒸出过量乙醇和苯。

(1)写出苯甲酸与用18O标记的乙醇发生酯化反应的化学方程式：_______________________。

(2)装置A的名称及冷凝水进口：__________________、______。

(3)通过油水分离器不断分离除去反应生成的水，目的是_______________________________。

还有什么方法可以实现同样的目的_________________________________________________

_____________________________________________________________________(任答两种)。

(4)实验过程中没有加沸石，请写出补加沸石的操作：___________________________________

_______________________________________________________________________________。

(5)图2装置中的错误：____________________________________________________________。

Ⅱ.苯甲酸乙酯的精制

将苯甲酸乙酯粗产品用如下方法进行精制：将烧瓶中的液体倒入盛有30 mL冷水的烧杯中，搅拌下分批加入饱和Na2CO3溶液(或研细的粉末)至无气体产生，pH试纸检测下层溶液呈中性。用分液漏斗分出粗产物，水层用乙醚(10 mL)萃取。合并有机相，用无水CaCl2干燥。干燥后的粗产物先用水浴蒸除乙醚，再改用减压蒸馏，收集馏分。

(6)按照纠正后的操作进行，测得产品体积为5 mL(苯甲酸乙酯密度为1.05 g·cm－3)。实验苯甲酸乙酯的产率为________。

答案　(1)＋CH3CH218OH＋H2O

(2)球形冷凝管　a

(3)使平衡右移，提高苯甲酸乙酯的产率　从生成物中不断分离出苯甲酸乙酯；使用过量的乙醇

(4)停止加热，待液体冷却后补加沸石

(5)温度计位置，冷凝水进出口

(6)70%

解析　(6)苯甲酸乙酯实际产量：m＝ρV＝5 mL×1.05 g·cm－3＝5.25 g，苯甲酸物质的量：n＝＝0.05 mol，则理论产量：m＝0.05 mol×150 g·mol－1＝7.5 g，产率为×100%＝70%。