《学霸笔记 同步精讲》专题4 第二单元 第2课时 羧酸的性质及应用 练习（教师版）化学苏教版选择性必修3
文档属性
| 名称 | 《学霸笔记 同步精讲》专题4 第二单元 第2课时 羧酸的性质及应用 练习（教师版）化学苏教版选择性必修3 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 253.2KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-03-16 00:00:00 | ||
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文档简介
第2课时 羧酸的性质及应用
课后训练巩固提升
基础巩固
1.下列物质的制作流程不是通过粮食发酵的是( )。
A.制醋 B.酿酒
C.古法榨油 D.晒制酱油
答案:C
2.下列关于乙酸的叙述正确的是( )。
A.乙酸俗名醋酸,常温下是一种有刺激性气味的气体
B.乙酸的结构简式为,官能团是—OH
C.乙酸分子可看作CH4中的一个H被—COOH取代的产物
D.乙酸分子中有四个H,因而乙酸是四元酸
答案:C
解析:常温下乙酸是液体,其在低温时凝固成冰状,俗称冰醋酸,A项错误。乙酸的结构简式为CH3COOH,官能团是—COOH,B项错误。乙酸分子可看作CH4中的一个H被—COOH取代的产物,C项正确。乙酸分子中有1个—COOH,因而乙酸是一元酸,D项错误。
3.乙酸分子的结构式为,下列反应及断键部位正确的是( )。
①乙酸的电离,是a键断裂
②乙酸与乙醇发生酯化反应,是b键断裂
③在红磷存在时,Br2与CH3COOH的反应:CH3COOH+Br2CH2Br—COOH+HBr,是c键断裂
④乙酸变成乙酸酐的反应:2CH3COOH+H2O,是a、b键断裂
A.①②③ B.①②③④
C.②③④ D.①③④
答案:B
解析:①乙酸显弱酸性,其电离是氢氧键断裂,即a键断裂,①正确。②乙醇与乙酸发生酯化反应,羧酸脱羟基醇脱氢,即b键断裂,②正确。③Br2与CH3COOH发生反应CH3COOH+Br2CH2Br—COOH+HBr,甲基上碳氢键断裂,即c键断裂,③正确。④乙酸变成乙酸酐发生反应2CH3COOH+H2O,一分子乙酸碳氧键断裂,另一分子乙酸氢氧键断裂,即a、b键断裂,④正确。
4.某课外兴趣小组欲在实验室里制备少量乙酸乙酯,设计了如图所示装置(夹持装置已略去),下列说法不正确的是 ( )。
A.该装置中冷凝水的流向为b进a出
B.加入过量乙醇可提高乙酸的转化率
C.该反应可能生成副产物乙醚
D.收集到的馏分需用饱和NaOH溶液除去杂质
答案:D
解析:为了使冷凝管中充满水且增强冷凝效果,冷凝水和被冷凝的液体逆向流动,故该装置中冷凝水的流向为b进a出,A项正确;乙酸与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生的酯化反应为可逆反应,加入过量乙醇,平衡正向移动,可提高乙酸的转化率,B项正确;该反应可能生成副产物乙醚(乙醇发生分子间脱水反应),C项正确;因为在NaOH溶液中乙酸乙酯会发生水解反应,所以收集到的馏分不能用饱和NaOH溶液分离杂质,应该用饱和碳酸钠溶液除去杂质,D项错误。
5.我国科学家屠呦呦因为发现青蒿素而获得2015年的诺贝尔生理学或医学奖。已知二羟甲戊酸(如图)是生物合成青蒿素的原料之一,下列关于二羟甲戊酸的说法中正确的是( )。
A.与乙醇发生酯化反应生成物的分子式为C8H18O4
B.能发生加成反应,不能发生取代反应
C.在铜的催化下与氧气反应的产物含有醛基
D.标准状况下,1 mol该有机物可以与足量金属钠反应产生22.4 L H2
答案:C
解析:二羟甲戊酸与乙醇发生酯化反应生成物的分子式应为C8H16O4,A项错误。二羟甲戊酸不能发生加成反应,可以发生取代反应,B项错误。二羟甲戊酸分子中含“—CH2OH”结构,在铜催化下与氧气反应,可被氧化成醛基,C项正确。1 mol该有机物可以与足量金属钠反应生成标准状况下H2的体积为1.5 mol×22.4 L·mol-1=33.6 L,D项错误。
6.柠檬酸的结构简式如下,下列说法正确的是( )。
A.1 mol柠檬酸可与4 mol NaOH发生中和反应
B.柠檬酸中含有羟基和羧基
C.1 mol柠檬酸与足量金属Na反应生成1.5 mol H2
D.柠檬酸与O2在Cu作催化剂、加热的条件下,能发生催化氧化反应
答案:B
解析:一个柠檬酸分子中有三个羧基,1 mol柠檬酸可与3 mol氢氧化钠发生中和反应,A项错误。柠檬酸中既有羧基又有羟基,B项正确。1 mol柠檬酸和足量金属钠反应生成2 mol H2,C项错误。柠檬酸分子中与羟基相连的碳原子上没有氢原子,无法发生催化氧化反应,D项错误。
7.富马酸亚铁是一种用于治疗缺铁性贫血的药物。富马酸亚铁的制备反应如图所示,下列说法不正确的是( )。
A.丁烯二酸与足量乙醇发生酯化反应可生成C8H12O4
B.b的结构简式为NaOOCHCCHCOONa,易溶于水
C.富马酸亚铁易被氧化而变质,应密封保存
D.富马酸亚铁与足量溴水反应时,仅碳碳双键能与溴发生反应
答案:D
解析:HOOCHCCHCOOH与足量乙醇发生酯化反应生成丁烯二酸二乙酯,分子式为C8H12O4,A项正确。与NaHCO3反应生成NaOOCHCCHCOONa,易溶于水,B项正确。(OOCHCCHCOO)Fe(富马酸亚铁)中的Fe2+易被氧化,应该密封保存,C项正确。富马酸亚铁与足量溴水反应时,碳碳双键与Br2发生加成反应,Fe2+易被Br2氧化为Fe3+,D项错误。
8.CH3COOH是一种弱酸,而氯乙酸ClCH2COOH的酸性强于CH3COOH,这是因为—Cl是一种强吸电子基团,能使—OH上的氢原子具有更大的活泼性;有的基团属于斥电子基团,能减弱—OH上氢原子的活泼性,这些作用统称为“诱导效应”。试依据上述规律填空。
(1)HCOOH显酸性,而H2O显中性,这是由于HCOOH分子中存在 (填“吸”或“斥”)电子基团,这种基团是 。
(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH,这是由于CH3COOH分子中存在 (填“吸”或“斥”)电子基团,这种基团是 。
(3)C6H5—也属于吸电子基团,故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性 (填“强”或“弱”)。
(4)下列酸中:CF3COOH、CCl3COOH、CHCl2COOH、CH2ClCOOH,酸性最强的是 。
答案:(1)吸 醛基 (2)斥 甲基 (3)强
(4)CF3COOH
解析:(1)HCOOH显酸性,H2O呈中性,说明甲酸分子中存在强吸电子基团,能使—OH上的氢原子活泼性增强,从而使该物质的酸性大于水,甲酸中含有醛基,故醛基属于强吸电子基团。(2)CH3COOH酸性弱于HCOOH,说明乙酸分子存在斥电子基团,能减弱—OH上氢原子的活泼性而使该物质的酸性减弱,乙酸中含有CH3—,故CH3—属于斥电子基团,导致乙酸的酸性小于甲酸。(3)由信息可知,C6H5—也属于吸电子基团,CH3—属于斥电子基团,故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性强。(4)F、Cl、H的吸电子的能力由大到小的顺序为—F>—Cl>—H,故酸性最强的是CF3COOH。
能力提升
1.由有机物X合成有机高分子黏合剂G的流程图如下:
下列叙述错误的是( )。
A.有机物X中的含氧官能团是羧基和羟基
B.Z的结构简式一定是
C.由X生成1 mol Y时,有1 mol H2O生成
D.反应Ⅲ为加聚反应
答案:B
解析:由X的结构简式可知X中含有的含氧官能团为羧基和羟基,A项正确。Y与甲醇发生酯化反应,Z可能是、、,B项错误。X中含有羟基,在浓硫酸作用下发生消去反应生成Y,生成1 mol Y时,有1 mol水生成,C项正确。Z中含有碳碳双键,发生加聚反应生成G,D项正确。
2.2-羟基丙酸的产物可以为( )。
①CH2CH—COOH
②
③
④
⑤
⑥
⑦
A.①②④⑤ B.①②③⑦
C.③⑤⑥ D.③⑤⑦
答案:A
解析:2-羟基丙酸分子中含有羟基和羧基,在浓硫酸加热条件下发生消去反应可以生成CH2CH—COOH;在铜作催化剂加热条件下与氧气发生催化氧化反应生成;2分子的2-羟基丙酸发生酯化反应可以生成,发生缩聚反应可以生成。综上所述,2-羟基丙酸的产物可以为①②④⑤,A项正确。
3.绿原酸亦称“绿吉酸”(结构如图所示),其抗氧化能力强,还具有抗艾滋病毒、抗肿瘤细胞、抗菌、提高中枢兴奋、抗过敏等功能。若等物质的量的绿原酸在一定条件下分别与Na、NaOH溶液、NaHCO3溶液反应,则消耗的Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为( )。
A.6∶4∶1 B.6∶3∶1
C.6∶3∶3 D.6∶7∶3
答案:A
解析:绿原酸中含有酚羟基、酯基、醇羟基、羧基,具有酚类、酯类、醇类、羧酸类物质的化学性质,钠能与羟基、羧基反应,氢氧化钠能与酚羟基、羧基和酯基反应,碳酸氢钠能与羧基反应。该有机物分子结构中含有5个羟基(2个酚羟基和3个醇羟基)、1个酯基、1个羧基,所以等物质的量的该有机物消耗钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量之比为6∶4∶1,故选A。
4.乙酸丁酯是重要的化工原料,具有水果香味。实验室制备乙酸丁酯
(CH3COOCH2CH2CH2CH3)的反应装置示意图如右图所示,有关信息如下。
物质 乙酸 正丁醇 乙酸丁酯
熔点/℃ 16.6 -89.5 -73.5
沸点/℃ 117.9 117 126.0
1.1 0.80 0.88
(1)乙酸丁酯粗产品的制备。
在干燥的50 mL 圆底烧瓶中,装入沸石,加入12.0 mL 正丁醇和16.0 mL 乙酸(过量),再加3~4滴浓硫酸。然后安装分水器(作用:实验过程中不断分离除去反应生成的水)、冷凝管,然后小火加热。写出制备乙酸丁酯的化学方程式: 。
装置中冷水应从 (填“a”或“b”)口通入;通过分水器不断分离除去反应生成的水的目的是 。
(2)乙酸丁酯的精制。
①将乙酸丁酯粗产品用如下操作进行精制:a.水洗、b.蒸馏、c.用无水MgSO4干燥、d.用10%碳酸钠溶液洗涤。正确的操作步骤是 (填字母)。
A.abcd B.cadb
C.dacb D.cdab
②在乙酸丁酯的精制中,用10%碳酸钠溶液洗涤的主要目的是 。
③在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后 (填字母)。
a.直接将乙酸丁酯从分液漏斗的上口倒出
b.直接将乙酸丁酯从分液漏斗的下口放出
c.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸丁酯从下口放出
d.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸丁酯从上口倒出
(3)计算产率。
测量分水器内由乙酸与丁醇反应生成水的体积为1.8 mL ,假设在制取乙酸丁酯过程中反应物和生成物没有损失,且忽略副反应,乙酸丁酯的产率约为 。
答案:(1)CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O b 使平衡正向移动,提高乙酸丁酯的产率 (2)①C ②除去产品中含有的乙酸、硫酸等杂质,降低乙酸丁酯在水中的溶解度 ③d (3)77.1%
解析:(1)正丁醇和乙酸(过量)发生酯化反应生成乙酸丁酯和水,反应的化学方程式为CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O;为使整个冷凝管中充满水,水应该从b口通入;正丁醇和乙酸(过量)反应生成乙酸丁酯和水的酯化反应为可逆反应,水的沸点(100 ℃)低于乙酸丁酯的沸点(126.0 ℃),反应时先将生成的水汽化分离,可以促使平衡正向移动,提高乙酸丁酯的产率。
(2)①由于正丁醇、乙酸、乙酸丁酯能够互溶,所制取的乙酸丁酯中含有正丁醇、乙酸和催化剂硫酸,第一步采用10%碳酸钠溶液洗涤除去乙酸和硫酸等杂质,第二步用水洗除去碳酸钠溶液,第三步用无水硫酸镁干燥除去水,第四步蒸馏,制得较纯净的乙酸丁酯。故正确的操作步骤为C项。
②用10%碳酸钠溶液洗涤可除去乙酸、硫酸等杂质,降低乙酸丁酯在水中的溶解度,减少产物损失。
③由于乙酸丁酯的密度比水的密度小,二者互不相溶,因此水溶液在下层,乙酸丁酯在上层。分液时,要先将下层的水溶液从分液漏斗的下口放出,待下层恰好放完时关闭分液漏斗的活塞,再将上层的乙酸丁酯从上口倒出,所以正确的为d。
(3)12.0 mL 正丁醇的质量为9.6 g ,则12.0 mL 正丁醇理论上生成酯的物质的量n(理论乙酸丁酯)=n(正丁醇)= mol;n(实际乙酸丁酯)=n(水)==0.10 mol ;乙酸丁酯的产率为×100%≈77.1%。
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课后训练巩固提升
基础巩固
1.下列物质的制作流程不是通过粮食发酵的是( )。
A.制醋 B.酿酒
C.古法榨油 D.晒制酱油
答案:C
2.下列关于乙酸的叙述正确的是( )。
A.乙酸俗名醋酸,常温下是一种有刺激性气味的气体
B.乙酸的结构简式为,官能团是—OH
C.乙酸分子可看作CH4中的一个H被—COOH取代的产物
D.乙酸分子中有四个H,因而乙酸是四元酸
答案:C
解析:常温下乙酸是液体,其在低温时凝固成冰状,俗称冰醋酸,A项错误。乙酸的结构简式为CH3COOH,官能团是—COOH,B项错误。乙酸分子可看作CH4中的一个H被—COOH取代的产物,C项正确。乙酸分子中有1个—COOH,因而乙酸是一元酸,D项错误。
3.乙酸分子的结构式为,下列反应及断键部位正确的是( )。
①乙酸的电离,是a键断裂
②乙酸与乙醇发生酯化反应,是b键断裂
③在红磷存在时,Br2与CH3COOH的反应:CH3COOH+Br2CH2Br—COOH+HBr,是c键断裂
④乙酸变成乙酸酐的反应:2CH3COOH+H2O,是a、b键断裂
A.①②③ B.①②③④
C.②③④ D.①③④
答案:B
解析:①乙酸显弱酸性,其电离是氢氧键断裂,即a键断裂,①正确。②乙醇与乙酸发生酯化反应,羧酸脱羟基醇脱氢,即b键断裂,②正确。③Br2与CH3COOH发生反应CH3COOH+Br2CH2Br—COOH+HBr,甲基上碳氢键断裂,即c键断裂,③正确。④乙酸变成乙酸酐发生反应2CH3COOH+H2O,一分子乙酸碳氧键断裂,另一分子乙酸氢氧键断裂,即a、b键断裂,④正确。
4.某课外兴趣小组欲在实验室里制备少量乙酸乙酯,设计了如图所示装置(夹持装置已略去),下列说法不正确的是 ( )。
A.该装置中冷凝水的流向为b进a出
B.加入过量乙醇可提高乙酸的转化率
C.该反应可能生成副产物乙醚
D.收集到的馏分需用饱和NaOH溶液除去杂质
答案:D
解析:为了使冷凝管中充满水且增强冷凝效果,冷凝水和被冷凝的液体逆向流动,故该装置中冷凝水的流向为b进a出,A项正确;乙酸与乙醇在浓硫酸、加热条件下发生的酯化反应为可逆反应,加入过量乙醇,平衡正向移动,可提高乙酸的转化率,B项正确;该反应可能生成副产物乙醚(乙醇发生分子间脱水反应),C项正确;因为在NaOH溶液中乙酸乙酯会发生水解反应,所以收集到的馏分不能用饱和NaOH溶液分离杂质,应该用饱和碳酸钠溶液除去杂质,D项错误。
5.我国科学家屠呦呦因为发现青蒿素而获得2015年的诺贝尔生理学或医学奖。已知二羟甲戊酸(如图)是生物合成青蒿素的原料之一,下列关于二羟甲戊酸的说法中正确的是( )。
A.与乙醇发生酯化反应生成物的分子式为C8H18O4
B.能发生加成反应,不能发生取代反应
C.在铜的催化下与氧气反应的产物含有醛基
D.标准状况下,1 mol该有机物可以与足量金属钠反应产生22.4 L H2
答案:C
解析:二羟甲戊酸与乙醇发生酯化反应生成物的分子式应为C8H16O4,A项错误。二羟甲戊酸不能发生加成反应,可以发生取代反应,B项错误。二羟甲戊酸分子中含“—CH2OH”结构,在铜催化下与氧气反应,可被氧化成醛基,C项正确。1 mol该有机物可以与足量金属钠反应生成标准状况下H2的体积为1.5 mol×22.4 L·mol-1=33.6 L,D项错误。
6.柠檬酸的结构简式如下,下列说法正确的是( )。
A.1 mol柠檬酸可与4 mol NaOH发生中和反应
B.柠檬酸中含有羟基和羧基
C.1 mol柠檬酸与足量金属Na反应生成1.5 mol H2
D.柠檬酸与O2在Cu作催化剂、加热的条件下,能发生催化氧化反应
答案:B
解析:一个柠檬酸分子中有三个羧基,1 mol柠檬酸可与3 mol氢氧化钠发生中和反应,A项错误。柠檬酸中既有羧基又有羟基,B项正确。1 mol柠檬酸和足量金属钠反应生成2 mol H2,C项错误。柠檬酸分子中与羟基相连的碳原子上没有氢原子,无法发生催化氧化反应,D项错误。
7.富马酸亚铁是一种用于治疗缺铁性贫血的药物。富马酸亚铁的制备反应如图所示,下列说法不正确的是( )。
A.丁烯二酸与足量乙醇发生酯化反应可生成C8H12O4
B.b的结构简式为NaOOCHCCHCOONa,易溶于水
C.富马酸亚铁易被氧化而变质,应密封保存
D.富马酸亚铁与足量溴水反应时,仅碳碳双键能与溴发生反应
答案:D
解析:HOOCHCCHCOOH与足量乙醇发生酯化反应生成丁烯二酸二乙酯,分子式为C8H12O4,A项正确。与NaHCO3反应生成NaOOCHCCHCOONa,易溶于水,B项正确。(OOCHCCHCOO)Fe(富马酸亚铁)中的Fe2+易被氧化,应该密封保存,C项正确。富马酸亚铁与足量溴水反应时,碳碳双键与Br2发生加成反应,Fe2+易被Br2氧化为Fe3+,D项错误。
8.CH3COOH是一种弱酸,而氯乙酸ClCH2COOH的酸性强于CH3COOH,这是因为—Cl是一种强吸电子基团,能使—OH上的氢原子具有更大的活泼性;有的基团属于斥电子基团,能减弱—OH上氢原子的活泼性,这些作用统称为“诱导效应”。试依据上述规律填空。
(1)HCOOH显酸性,而H2O显中性,这是由于HCOOH分子中存在 (填“吸”或“斥”)电子基团,这种基团是 。
(2)CH3COOH的酸性弱于HCOOH,这是由于CH3COOH分子中存在 (填“吸”或“斥”)电子基团,这种基团是 。
(3)C6H5—也属于吸电子基团,故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性 (填“强”或“弱”)。
(4)下列酸中:CF3COOH、CCl3COOH、CHCl2COOH、CH2ClCOOH,酸性最强的是 。
答案:(1)吸 醛基 (2)斥 甲基 (3)强
(4)CF3COOH
解析:(1)HCOOH显酸性,H2O呈中性,说明甲酸分子中存在强吸电子基团,能使—OH上的氢原子活泼性增强,从而使该物质的酸性大于水,甲酸中含有醛基,故醛基属于强吸电子基团。(2)CH3COOH酸性弱于HCOOH,说明乙酸分子存在斥电子基团,能减弱—OH上氢原子的活泼性而使该物质的酸性减弱,乙酸中含有CH3—,故CH3—属于斥电子基团,导致乙酸的酸性小于甲酸。(3)由信息可知,C6H5—也属于吸电子基团,CH3—属于斥电子基团,故C6H5COOH的酸性比CH3COOH的酸性强。(4)F、Cl、H的吸电子的能力由大到小的顺序为—F>—Cl>—H,故酸性最强的是CF3COOH。
能力提升
1.由有机物X合成有机高分子黏合剂G的流程图如下:
下列叙述错误的是( )。
A.有机物X中的含氧官能团是羧基和羟基
B.Z的结构简式一定是
C.由X生成1 mol Y时,有1 mol H2O生成
D.反应Ⅲ为加聚反应
答案:B
解析:由X的结构简式可知X中含有的含氧官能团为羧基和羟基,A项正确。Y与甲醇发生酯化反应,Z可能是、、,B项错误。X中含有羟基,在浓硫酸作用下发生消去反应生成Y,生成1 mol Y时,有1 mol水生成,C项正确。Z中含有碳碳双键,发生加聚反应生成G,D项正确。
2.2-羟基丙酸的产物可以为( )。
①CH2CH—COOH
②
③
④
⑤
⑥
⑦
A.①②④⑤ B.①②③⑦
C.③⑤⑥ D.③⑤⑦
答案:A
解析:2-羟基丙酸分子中含有羟基和羧基,在浓硫酸加热条件下发生消去反应可以生成CH2CH—COOH;在铜作催化剂加热条件下与氧气发生催化氧化反应生成;2分子的2-羟基丙酸发生酯化反应可以生成,发生缩聚反应可以生成。综上所述,2-羟基丙酸的产物可以为①②④⑤,A项正确。
3.绿原酸亦称“绿吉酸”(结构如图所示),其抗氧化能力强,还具有抗艾滋病毒、抗肿瘤细胞、抗菌、提高中枢兴奋、抗过敏等功能。若等物质的量的绿原酸在一定条件下分别与Na、NaOH溶液、NaHCO3溶液反应,则消耗的Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比为( )。
A.6∶4∶1 B.6∶3∶1
C.6∶3∶3 D.6∶7∶3
答案:A
解析:绿原酸中含有酚羟基、酯基、醇羟基、羧基,具有酚类、酯类、醇类、羧酸类物质的化学性质,钠能与羟基、羧基反应,氢氧化钠能与酚羟基、羧基和酯基反应,碳酸氢钠能与羧基反应。该有机物分子结构中含有5个羟基(2个酚羟基和3个醇羟基)、1个酯基、1个羧基,所以等物质的量的该有机物消耗钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量之比为6∶4∶1,故选A。
4.乙酸丁酯是重要的化工原料,具有水果香味。实验室制备乙酸丁酯
(CH3COOCH2CH2CH2CH3)的反应装置示意图如右图所示,有关信息如下。
物质 乙酸 正丁醇 乙酸丁酯
熔点/℃ 16.6 -89.5 -73.5
沸点/℃ 117.9 117 126.0
1.1 0.80 0.88
(1)乙酸丁酯粗产品的制备。
在干燥的50 mL 圆底烧瓶中,装入沸石,加入12.0 mL 正丁醇和16.0 mL 乙酸(过量),再加3~4滴浓硫酸。然后安装分水器(作用:实验过程中不断分离除去反应生成的水)、冷凝管,然后小火加热。写出制备乙酸丁酯的化学方程式: 。
装置中冷水应从 (填“a”或“b”)口通入;通过分水器不断分离除去反应生成的水的目的是 。
(2)乙酸丁酯的精制。
①将乙酸丁酯粗产品用如下操作进行精制:a.水洗、b.蒸馏、c.用无水MgSO4干燥、d.用10%碳酸钠溶液洗涤。正确的操作步骤是 (填字母)。
A.abcd B.cadb
C.dacb D.cdab
②在乙酸丁酯的精制中,用10%碳酸钠溶液洗涤的主要目的是 。
③在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后 (填字母)。
a.直接将乙酸丁酯从分液漏斗的上口倒出
b.直接将乙酸丁酯从分液漏斗的下口放出
c.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸丁酯从下口放出
d.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸丁酯从上口倒出
(3)计算产率。
测量分水器内由乙酸与丁醇反应生成水的体积为1.8 mL ,假设在制取乙酸丁酯过程中反应物和生成物没有损失,且忽略副反应,乙酸丁酯的产率约为 。
答案:(1)CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O b 使平衡正向移动,提高乙酸丁酯的产率 (2)①C ②除去产品中含有的乙酸、硫酸等杂质,降低乙酸丁酯在水中的溶解度 ③d (3)77.1%
解析:(1)正丁醇和乙酸(过量)发生酯化反应生成乙酸丁酯和水,反应的化学方程式为CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O;为使整个冷凝管中充满水,水应该从b口通入;正丁醇和乙酸(过量)反应生成乙酸丁酯和水的酯化反应为可逆反应,水的沸点(100 ℃)低于乙酸丁酯的沸点(126.0 ℃),反应时先将生成的水汽化分离,可以促使平衡正向移动,提高乙酸丁酯的产率。
(2)①由于正丁醇、乙酸、乙酸丁酯能够互溶,所制取的乙酸丁酯中含有正丁醇、乙酸和催化剂硫酸,第一步采用10%碳酸钠溶液洗涤除去乙酸和硫酸等杂质,第二步用水洗除去碳酸钠溶液,第三步用无水硫酸镁干燥除去水,第四步蒸馏,制得较纯净的乙酸丁酯。故正确的操作步骤为C项。
②用10%碳酸钠溶液洗涤可除去乙酸、硫酸等杂质,降低乙酸丁酯在水中的溶解度,减少产物损失。
③由于乙酸丁酯的密度比水的密度小,二者互不相溶,因此水溶液在下层,乙酸丁酯在上层。分液时,要先将下层的水溶液从分液漏斗的下口放出,待下层恰好放完时关闭分液漏斗的活塞,再将上层的乙酸丁酯从上口倒出,所以正确的为d。
(3)12.0 mL 正丁醇的质量为9.6 g ,则12.0 mL 正丁醇理论上生成酯的物质的量n(理论乙酸丁酯)=n(正丁醇)= mol;n(实际乙酸丁酯)=n(水)==0.10 mol ;乙酸丁酯的产率为×100%≈77.1%。
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