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必做实验提升(五)　乙醇的催化氧化　酯化反应
实验一　乙醇的催化氧化
实验操作
实验现象 红色光亮的铜丝灼烧后变为黑色，插入乙醇后铜丝又变为红色。反复几次后，闻到试管中的液体有刺激性气味
实验结论 在催化加热的条件下，乙醇发生了氧化反应
总化学方程式 2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O
问题讨论：
1．用化学方程式表示铜丝参与反应的过程：
(1)2Cu＋O22CuO，铜丝变黑。
(2)，铜丝由黑变红。
2．在适当的条件下，生成的乙醛还可以被氧气氧化为乙酸。
3．乙醇还可以被酸性高锰酸钾溶液、重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液氧化为乙酸。
实验二　乙酸的酯化反应
实验操作 在一支试管中加入3 mL乙醇，然后边振荡边慢慢加入2 mL浓硫酸和2 mL乙酸，再加入几片碎瓷片；按下图连接好装置，用酒精灯缓慢加热，将产生的蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液的上方约0.5 cm处，观察现象
实验装置
实验现象 饱和碳酸钠溶液的液面上有透明的油状液体产生，并可闻到香味
实验结论 在浓硫酸存在、加热的条件下，乙酸和乙醇发生反应，生成无色、透明、不溶于水、有香味的油状液体
化学方程式 CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O
问题讨论：
1．酯化反应操作中的注意事项
(1)试剂加入顺序：乙醇、浓硫酸、乙酸。
(2)加热：对试管进行加热时应用小火缓慢加热，防止乙醇、乙酸大量挥发，提高产物产率。
(3)防暴沸：混合液中加入少量沸石(或碎瓷片)，若忘记加沸石(或碎瓷片)，应冷却至室温再补加。
(4)防倒吸的方法：导管末端在饱和Na2CO3溶液的液面以上或用球形干燥管代替导管。
2．仪器或药品的作用
(1)长导气管的作用是导气兼冷凝。
(2)浓硫酸在此实验中的作用：催化剂、吸水剂。
(3)饱和Na2CO3溶液的作用：①降低乙酸乙酯的溶解度，便于分层得到乙酸乙酯；②中和挥发出来的乙酸，便于闻到乙酸乙酯的气味；③溶解挥发出来的乙醇。
3．提高乙酸的转化率和乙酸乙酯产率的措施有哪些？
答案　①使用浓硫酸作吸水剂；②加热将生成的酯蒸出；③适当增加乙醇的量；④利用长导气管冷凝回流未反应的乙醇和乙酸。
1．(2018·全国卷Ⅰ，9)在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中，下列操作未涉及的是(　　)
答案　D
解析　A是生成乙酸乙酯的操作，B是收集乙酸乙酯的操作，C是分离乙酸乙酯的操作，D是蒸发操作，在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中未涉及。
2．乙酸异戊酯天然存在于香蕉、苹果等水果和浆果中，具有香蕉香味。某化学兴趣小组在实验室中利用乙酸和异戊醇()制备乙酸异戊酯，实验装置如图1所示(加热及夹持仪器略)，相关物质的有关性质如表所示。
物质 密度/(g·mL－1) 沸点/℃ 水中溶解度
异戊醇 0.809 132 微溶
乙酸 1.049 118 易溶
乙酸异戊酯 0.876 142.5 微溶
下列说法正确的是(　　)
A．冷凝管中冷水应从b口进a口出
B．将装置中的直形冷凝管换成球形冷凝管，冷凝效果可能更好
C．将装置Ⅱ换成图2所示装置效果更好
D．加入过量的乙酸可提高异戊醇的转化率
答案　D
解析　冷凝管中冷水应“下进上出”，即a口进b口出，A项错误；该装置中冷凝管倾斜放置，球形冷凝管适合竖直放置，倾斜放置时容易残留液体，B项错误；NaOH溶液能使生成的酯水解，C项错误。
3．[2021·天津，15(5)(6)]Ⅱ.氧化C2H5OH
该小组同学设计的氧化C2H5OH的装置如图(夹持装置省略)
(5)在图中方框内补全干燥装置和干燥剂。
Ⅲ.检验产物
(6)为检验上述实验收集到的产物，该小组同学进行了如下实验并得出相应结论。
实验序号 检验试剂和反应条件 现象 结论
① 酸性KMnO4溶液 紫红色褪去 产物含有乙醛
② 新制Cu(OH)2，加热 生成砖红色沉淀 产物含有乙醛
③ 微红色含酚酞的NaOH溶液 微红色褪去 产物可能含有乙酸
实验①～③中的结论不合理的是______________(填序号)，原因是___________________。
答案　(5)
(6)①　乙醇也能使酸性KMnO4溶液褪色
4．某课外小组设计的实验室制取乙酸乙酯的装置如图1所示，A中盛有浓硫酸，B中盛有无水乙醇、无水醋酸钠，D中盛有饱和碳酸钠溶液。
已知：①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH。
②有关有机物的沸点：
试剂 乙醚 乙醇 乙酸 乙酸乙酯
沸点/℃ 34.7 78.5 118 77.1
请回答下列问题：
(1)浓硫酸的作用是__________________________________________________________；
用同位素18O示踪法确定反应产物水分子中氧原子的提供者，若用18O标记乙醇分子中的氧原子，请写出化学方程式：___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若反应前向D中加入几滴酚酞，溶液呈______色，反应结束后D中的现象是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)采用分液法从D中分离出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水，然后加入无水氯化钙，分离出____________；再加入无水硫酸钠除去水，然后进行____________(填操作名称)，以得到较纯净的乙酸乙酯。
(4)上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是________(填字母)。
A．反应掉乙酸和乙醇
B．反应掉乙酸并吸收部分乙醇
C．乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中的更小，有利于分层析出
D．加速酯的生成，提高其产率
(5)另一化学课外小组对上述实验进行了改进，设计了图2所示的装置(铁架台、铁夹、加热装置均已略去)，利用浓硫酸、乙醇、乙酸制取乙酸乙酯与图1所示装置相比，此装置的主要优点有(写出一条即可)：__________________________________________________________。
答案　(1)制取乙酸，作催化剂、吸水剂　CH3COOH＋CH3CH218OHCH3CO18OC2H5＋H2O　(2)红　溶液分层，上层是无色油状液体，下层溶液颜色变浅　(3)乙醇　蒸馏　(4)BC　(5)增加了温度计，有利于控制发生装置中反应液的温度(或增加了冷凝装置，有利于收集产物乙酸乙酯)
解析　(2)碳酸根离子水解使溶液呈碱性，加入几滴酚酞，溶液呈红色；乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液，密度比水小，溶液分层，上层是无色油状液体，乙酸和部分碳酸钠反应而使溶液红色变浅。
(3)由于无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH，所以加入无水氯化钙，可分离出乙醇；再加入无水硫酸钠除去水，由于乙醚与乙酸乙酯的沸点相差较大，因此通过蒸馏可以得到较纯净的乙酸乙酯。

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