專題十一 乙酸乙酯的制備

李春燕

高考動向

掌握乙酸乙酯的制備原理及方法；掌握乙酸乙酯的分離提純方法。

考點分析

乙酸乙酯的制備。

（1）原理：CH3COOH+C2H5OH CH3COOC2H5+H2O

（2）操作步驟：

①按圖1所示，組裝儀器，并檢查裝置的氣密性。

②加藥品：向一支試管中加入3 mL乙醇，然后邊搖動試管邊慢慢加入2 mL濃硫酸和2 mL冰醋酸。

③連接好裝置，用酒精燈小心均勻地加熱試管3 min-5 min，產生的蒸氣經導管通到飽和碳酸鈉溶液的液面上，這時可看到有透明的油狀液體產生并可聞到香味。

④停止實驗，撤裝置，并分離提純產物乙酸乙酯。

（3）注意事項：

①加藥品的先后順序：乙醇、濃硫酸、冰醋酸。

②加熱時先小火再大火的目的：小火是緩慢加熱，既可加快反應速率，又可減少乙醇和乙酸的揮發，并防止副反應發生生成醚；大火加熱的目的是蒸出乙酸乙酯。

③濃硫酸的作用：催化劑（加快反應速率）、吸水劑（使可逆反應向生成乙酸乙酯的方向移動）。④長導管的作用：起冷凝回流和導氣作用。

⑤防倒吸的方法：導管末端在飽和Na2CO3溶液的液面上或用球形干燥管代替導管。

⑥防暴沸的方法：盛反應液的試管要與桌面傾斜約45°，試管內加入少量碎瓷片或沸石。

⑦飽和碳酸鈉溶液的作用：吸收乙醇，中和乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度，便于析出。

⑧乙酸乙酯中乙酸的除雜：用飽和碳酸鈉溶液，然后分液。不能用乙醇和濃硫酸，會引入新的雜質；也不能用NaOH溶液，因為NaOH溶液堿性很強，會使乙酸乙酯水解。

⑨提高乙酸乙酯產率的方法：加入濃硫酸吸水、加入過量的乙酸或乙醇、及時將乙酸乙酯蒸出。

考點突破

1. 幾個相似實驗的比較。

石油的蒸餾實驗（直形冷凝管起到冷凝作用） 溴苯的實驗室制法（導管起到冷凝回流的作用）

2. 乙酸乙酯的分離提純實驗步驟。

（1）將盛有乙酸乙酯和碳酸鈉溶液的試管傾倒于分液漏斗中，靜置分層后分離出粗乙酸乙酯。

（2）中和：在粗乙酸乙酯中慢慢地加入約10 mL飽和Na2CO3溶液，直到無二氧化碳氣體逸出后，再多加1～3滴飽和Na2CO3溶液。然后將混合液倒入分液漏斗中，靜置分層后，放出下層的水。

（3）水洗：用約10 mL飽和食鹽水洗滌酯層，充分振搖，靜置分層后，分出水層。

（4）氯化鈣飽和溶液洗：再用約20 mL飽和CaCl2溶液分兩次洗滌酯層，靜置后分去水層。

（5）干燥：酯層由漏斗上口倒入一個50 mL干燥的錐形瓶中，并放入2 g無水MgSO4干燥，配上塞子，然后充分振搖至液體澄清。

（6）精餾：收集74～79 ℃的餾分。

【例1】如圖4所示為實驗室制取少量乙酸乙酯的裝置圖。下列關于該實驗的敘述中，不正確的是（ ）

A. 向a試管中先加入濃硫酸，然后邊搖動試管邊慢慢加入乙醇，再加入冰醋酸

B. 試管b中導氣管下端管口不能浸入液面的目的是防止實驗過程中產生倒吸現象

C. 實驗時加熱試管a的目的之一是及時將乙酸乙酯蒸出，使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動

D. 試管b中飽和Na2CO3溶液的作用是吸收隨乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇

【解析】濃硫酸的密度大，與乙醇和乙酸混合時放出大量的熱，三種物質混合順序為：將濃硫酸沿器壁加入乙醇中，冷卻后再加入醋酸，故A不正確。

【答案】A

【例2】圖5是分離乙酸乙酯、乙酸和乙醇混合物的實驗操作流程圖。

在上述實驗過程中，所涉及的三次分離操作分別是（ ）

A. ①蒸餾 ②過濾 ③分液

B. ①分液 ②蒸餾 ③蒸餾

C. ①蒸餾 ②分液 ③分液

D. ①分液 ②蒸餾 ③結晶、過濾

【解析】乙酸乙酯不溶于Na2CO3溶液而乙醇能溶解，乙酸與Na2CO3溶液反應，液體分為上、下兩層，故①為分液；A為乙酸鈉和乙醇的混合液，可用蒸餾的方法分離出乙醇；B為乙酸鈉溶液，加入H2SO4后生成乙酸，再用蒸餾的方法分離出乙酸。

【答案】B

【例3】丁醇和乙酸在濃硫酸作用下，通過酯化反應制得乙酸丁酯，反應溫度為115℃～125℃，反應裝置如圖6所示。下列對該實驗的描述錯誤的是（ ）

A. 不能用水浴加熱

B. 長玻璃管起冷凝回流作用

C. 提純乙酸丁酯需要經過水、氫氧化鈉溶液洗滌

D. 加入過量乙酸可以提高1-丁醇的轉化率

【解析】該實驗的反應溫度為115～125℃，而水浴加熱適合溫度低于100℃的反應，故A正確；長玻璃管起到冷凝回流的作用，使丁醇和乙酸的利用率增大，提高了乙酸丁酯的產率，故B正確；使用氫氧化鈉溶液洗滌，會使乙酸丁酯發生水解而使實驗失敗，故C錯誤；酯化反應為可逆反應，增加乙酸的量，可使平衡向生成酯的方向移動，從而提高1-丁醇的轉化率，故D正確。

【答案】C

決勝高考

1. 下列關于實驗室制備乙酸乙酯和乙酸丁酯的描述正確的是

A. 均采用水浴加熱

B. 制備乙酸丁酯時正丁醇過量

C. 均采用邊反應邊蒸餾的方法

D. 制備乙酸乙酯時乙醇過量

2. 下列圖示實驗正確的是

3. 某化學小組以苯甲酸為原料，制取苯甲酸甲酯，已知有關物質的沸點如下表：

Ⅰ. 合成苯甲酸甲酯粗產品。

在圓底燒瓶中加入12.2 g苯甲酸和20 mL甲醇（密度約為0.79 g·cm-3），再小心加入3 mL濃硫酸，混勻后，投入幾塊碎瓷片，小心加熱使反應完全，得苯甲酸甲酯粗產品。

（1）濃硫酸的作用是______________；若反應產物水分子中有同位素18O，寫出能表示反應前后18O位置的化學方程式：

。

（2）甲和乙兩位同學分別設計了如圖8所示的兩套實驗室合成苯甲酸甲酯的裝置（夾持儀器和加熱儀器均已略去）。根據有機物的沸點，最好采用__________裝置（填“甲”或“乙”），理由是 。

（3）反應物CH3OH應過量，理由是 。

Ⅱ. 粗產品的精制。

（4）苯甲酸甲酯粗產品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等，現擬用下列流程圖進行精制，請在流程圖中方括號內填入操作方法的名稱。

（5）以上流程圖中加入Na2CO3溶液后，放入分液漏斗中振蕩，靜置，要得到有機層，其具體操作是_______________

_________________________。

（6）通過計算，苯甲酸甲酯的產率為__________。

4. 實驗室制取乙酸丁酯的實驗裝置有以下甲、乙兩種裝置可供選用。

制備乙酸丁酯所涉及的有關物質的性質見下表：

（1）制取乙酸丁酯的裝置應選用__________（填“甲”或“乙”）。不選另一種裝置的理由是

。

（2）該實驗生成物中除了主產物乙酸丁酯外，還可能生成的有機副產物（寫出結構簡式）有：

。

（3）酯化反應是一個可逆反應，為提高1-丁醇的利用率，寫出兩種可行的方法：

① ；

② 。

（4）從制備乙酸丁酯所得的混合物中分離、提純乙酸丁酯時，需要經過多步操作，下列圖示的操作中，肯定需要的化學操作是________（填字母）。

（5）有機物的分離操作中，經常需要使用分液漏斗。使用分液漏斗前必須__________________，某同學在進行分液操作時，若發現液體流不下來，其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外，還有可能是_________________________________。

5. 乙酸異戊酯是組成蜜蜂信息素質的成分之一，具有香蕉的香味，實驗室制備乙酸異戊酯的反應裝置示意圖和有關數據如下：

實驗步驟：在A中加入4.4 g的異戊醇，6.0 g的乙酸、數滴濃硫酸和2～3片碎瓷片，開始緩慢加熱A，回流50分鐘，反應液冷至室溫后，倒入分液漏斗中，分別用少量水，飽和碳酸氫鈉溶液和水洗滌，分出的產物加入少量無水硫酸鎂固體，靜置片刻，過濾除去硫酸鎂固體，進行蒸餾純化，收集140～143℃餾分，得乙酸異戊酯3.9 g?；卮鹣铝袉栴}：

（1）裝置B的名稱是 。

（2）在洗滌操作中，第一次水洗的主要目的是 ；第二次水洗的主要目的是 。

（3）在洗滌、分液操作中，應充分振蕩，然后靜置，待分層后 （填標號）。

A. 直接將乙酸異戊酯從分液漏斗上口倒出

B. 直接將乙酸異戊酯從分液漏斗下口放出

C. 先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從下口放出

D. 先將水層從分液漏斗的下口放出，再將乙酸異戊酯從上口放出

（4）本實驗中加入過量乙酸的目的是 。

（5）實驗中加入少量無水硫酸鎂的目的是 。

（6）在蒸餾操作中，儀器選擇及安裝都正確的是

（填標號）。

（7）本實驗的產率是 （填標號）

A. 30% B. 40% C. 50% D. 60%

（8）在進行蒸餾操作時，若從130℃開始收集餾分，產率偏 （填“高”或者“低”），原因是

。

答案點撥

1. D解析：實驗室制備乙酸乙酯采用酒精燈加熱，故A錯誤；制備乙酸丁酯時，采用乙酸過量，以提高正丁醇的利用率，這是因為正丁醇的價格比冰醋酸高，故B錯誤；制備乙酸乙酯采取邊反應邊蒸餾的方法，但制備乙酸丁酯則采取直接回流的方法，待反應后再提取產物，C錯誤；制備乙酸乙酯時，為了提高冰醋酸的轉化率，由于乙醇價格比較低廉，會使乙醇過量，D正確。

2. D解析：過濾時玻璃棒下端應緊靠過濾器中三層濾紙一側，A項錯誤；固體碳酸氫鈉受熱分解時試管口應略向下傾斜，防止試管炸裂，B項錯誤；洗氣時應長導管進氣，短導管出氣，C項錯誤；制備乙酸乙酯時試管口向上，導管不能插入飽和碳酸鈉溶液中，D項正確。

3.（1）催化劑、吸水劑

（2）甲 甲中有冷凝回流裝置

（3）反應物CH3OH過量，使平衡向右移動，有利于提高苯甲酸的轉化率

（4）分液 蒸餾

（5）打開分液漏斗上口的玻璃塞，再旋開分液漏斗的活塞，用錐形瓶接收下層液體，待下層液體剛好流盡時關閉活塞，將有機層（上層）從分液漏斗的上口倒入指定容器中

（6）65%

解析：（1）酯化反應的實質是酸脫羥基醇脫氫，即生成物H2O中的氧來源于羧酸。（2）比較甲、乙兩套裝置，甲多了一個冷凝回流裝置，本題中CH3OH易揮發且沸點低，故應采用有冷凝回流的裝置最好。（3）該反應可逆，增加CH3OH的用量，可以提高苯甲酸的轉化率。（4）粗產品經過H2O、Na2CO3時，可使CH3OH和苯甲酸溶解在水層，然后用分液的方法分離出苯甲酸甲酯，為除去產品中溶解的甲醇。（6）因為n（苯甲酸）=■=0.1 mol，所以理論上m（酯）=0.1 mol×136 g·mol-1=13.6 g，產率為：■×100%=65%。

4.（1）乙 由于反應物乙酸、1-丁醇的沸點低于產物乙酸丁酯的沸點，若采用甲裝置，會造成反應物的大量揮發，導致實驗失敗

（2）CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH■CH2。

（3）①增加乙酸濃度 ②減小生成物濃度（或移走生成物）（4）AB（5）檢查是否漏水或堵塞 分液漏斗上口玻璃塞未打開（或漏斗內部未與大氣相通，或玻璃塞上的凹槽未與漏斗口上的小孔對準）

解析：（1）冷凝回流是制備酯的重要措施，能提高產率。（2）1-丁醇可能脫水生成醚、烯。（3）根據勒夏特列原理，增大乙酸濃度或減小生成物濃度，使平衡向正反應方向移動，提高1-丁醇的轉化率。（4）A、B、C、D分別為萃取、分液、蒸發濃縮、過濾。

5.（1）球形冷凝管

（2）除去大部分硫酸和未反應的醋酸 除去產品上殘留的碳酸氫鈉

（3）D

（4）提高醇的轉化率

（5）吸收酯表面少量的水分

（6）b

（7）D

（8）高 在進行蒸餾操作時，若從130 ℃開始收集餾分，此時的蒸氣中含有醇，會收集少量的未反應的異戊醇，因此產率偏高。

解析：（2）第一次水洗的目的是除去大部分硫酸和未反應的醋酸；第二次水洗，主要是除去產品上殘留的碳酸氫鈉；（3）由于酯的密度比水小，二者互不相溶，因此水在下層，酯在上層。（4）酯化反應是可逆反應，加入過量乙酸可以提高醇的轉化率；（5）加入少量無水硫酸鎂的目的是吸收酯表面少量的水分。（6）在蒸餾操作中，溫度計的水銀球要在蒸餾燒瓶的支管口附近。球形冷凝管容易使產品滯留，不能全部收集到錐形瓶中，因此正確的是b；乙酸過量要按照醇來計算，n（異戊醇） =4.4g/88g·mol-1=0.05mol，n（乙酸異戊酯）=3.9g/130g·mol-1=0.03mol，所以本實驗的產率是0.03mol/0.05mol×100℅=60℅。（8）若從130 ℃開始收集餾分，會收集少量的未反應的異戊醇，因此產率偏高。

（作者單位：平遠縣平遠中學）

責任編校 李平安