一、乙酸乙酯的制取和水解
⒈ 實驗原理:
⑴ 在濃硫酸的催化作用下,乙醇和乙酸發(fā)生酯化反應(yīng),生成乙酸乙酯和水。
⑵ 在酸或堿存在的條件下,乙酸乙酯與水發(fā)生水解反應(yīng)生成乙酸和乙醇,堿性條件下的水解更完全。
⒉ 實驗操作:
⑴ 在試管里先加入3mL無水乙醇,然后一邊搖動一邊慢慢地加入2mL濃硫酸和2mL冰醋酸,加入2~3小塊碎瓷片。按教材所示連接好裝置,用酒精燈小心均勻地加熱試管3~5分鐘,產(chǎn)生的氣體經(jīng)導(dǎo)管通到飽和碳酸鈉溶液的液面上。觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
⑵ 在3支試管中各滴入6滴乙酸乙酯。向第一支試管里加蒸餾水5.5mL;向第二支試管里加1∶5稀硫酸0.5mL、蒸餾水5mL;向第三支試管里加30%的NaOH溶液0.5mL、蒸餾水5mL。振蕩均勻后,把3支試管都放入70℃~80℃的水浴里加熱幾分鐘,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。
⒊ 實驗現(xiàn)象及結(jié)論:
⑴ 可看到飽和碳酸鈉溶液的液面上有透明的油狀液體產(chǎn)生并可聞到香味。
說明在濃硫酸的催化作用下,乙醇分子里的羥基氫原子和乙酸分子里的羥基一起脫去,結(jié)合形成水,發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸乙酯。
CH3COOH HOCH2CH3=CH3COOCH2CH3 H2O
⑵ 幾分鐘后,第三支試管里乙酸乙酯的氣味消失了;第二支試管里還有一點乙酸乙酯的氣味;第一支試管里乙酸乙酯的氣味沒有多大變化。
說明在酸(或堿)存在的條件下,乙酸乙酯水解生成了乙酸和乙醇,堿性條件下的水解更完全。
CH3COOCH2CH3 H2O=CH3COOH CH3CH2OH
CH3COOCH2CH3 NaOH=CH3COONa CH3CH2OH
⒋ 問題:
⑴ 制取乙酸乙酯實驗:
① 在配制乙醇、濃H2SO4、乙酸的混合液時,各試劑加入試管的次序為什么是:先乙醇,再濃H2SO4,最后加乙酸?
防止?jié)釮2SO4與乙醇、乙酸混合時放出大量熱,造成液體飛濺。
② 實驗中為什么需要使用過量的乙醇?
由于此反應(yīng)是可逆反應(yīng),為了提高乙酸乙酯的產(chǎn)率,需要適當(dāng)增大廉價原料乙醇的用量使反應(yīng)盡可能生成乙酸乙酯,同時也可以提高成本較高的乙酸的轉(zhuǎn)化率。
③ 濃硫酸的作用是什么?
作催化劑可加快反應(yīng)速率,作吸水劑使可逆反應(yīng)向生成乙酸乙酯的方向移動。
④ 在加熱反應(yīng)混合物時,為什么要用酒精燈小心均勻地加熱試管?
防止尚未反應(yīng)的乙酸、乙醇蒸出。
⑤ 加熱時怎樣防止暴沸?
(實驗前應(yīng)在反應(yīng)的混合物中加入碎瓷片,以防止加熱過程中發(fā)生暴沸)
⑥ 收集乙酸乙酯時使用飽和碳酸鈉溶液的作用是什么?
中和乙酸,溶解乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度,有利于溶液分層,析出乙酸乙酯。同時還可以冷卻乙酸乙酯,減少乙酸乙酯的揮發(fā)。
⑦ 為什么不能用NaOH溶液代替飽和Na2CO3溶液?
NaOH溶液的堿性太強(qiáng),會使乙酸乙酯發(fā)生水解反應(yīng)而重新變成乙酸和乙醇。
⑧ 為什么導(dǎo)氣管只接近液面而不能伸到Na2CO3溶液中?
防止倒吸。
⑨ 裝置中的長導(dǎo)管的作用是什么?
導(dǎo)氣兼冷凝回流,防止未反應(yīng)的乙酸、乙醇因蒸發(fā)而損耗。
⑩ 如何從飽和碳酸鈉溶液液面上提取生成的乙酸乙酯?
分液。
⑵ 乙酸乙酯水解實驗:
① 在乙酸乙酯水解實驗中,為什么乙酸乙酯的用量、水與酸堿的混合液的用量、水浴的溫度等均要一樣?
② 乙酸乙酯水解的溫度為什么控制在70℃~80℃的水浴中加熱?溫度過高有何影響?
③ 影響乙酸乙酯水解速率的因素有哪些?為什么在堿存在的條件下,乙酸乙酯的水解程度更大?
④ 工業(yè)上,油脂水解制取肥皂是在什么條件下進(jìn)行?工業(yè)上,油脂水解制取高級脂肪酸又是在什么條件下進(jìn)行?有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式如何書寫?
二、葡萄糖與新制氫氧化銅的反應(yīng)
⒈ 實驗原理:葡萄糖分子中含醛基,具有還原性,可被新制氫氧化銅氧化。
⒉ 實驗操作:在試管里加入2mL5%的NaOH溶液,滴入2%的CuSO4溶液5滴,混勻,再加入2mL10%的葡萄糖溶液,加熱,觀察現(xiàn)象。
⒊ 實驗現(xiàn)象及結(jié)論:加熱前,看到有藍(lán)色沉淀生成;加熱后看到有紅色沉淀生成。葡萄糖分子中含醛基,具有還原性,可還原新制氫氧化銅懸濁液,生成磚紅色氧化亞銅沉淀。
2NaOH CuSO4=Cu(OH)2↓ Na2SO4
CH2OH(CHOH)4CHO 2Cu(OH)2=CH2OH(CHOH)4COOH Cu2O↓ 2H2O
⒋ 問題:
⑴ 糖尿病患者的尿液中常含有葡萄糖,如何檢測?
⑵ 如何設(shè)計實驗證明淀粉的水解已經(jīng)開始?如何設(shè)計實驗證明淀粉已部分水解?如何設(shè)計實驗證明淀粉未發(fā)生水解?
⑶ 酒精、乙酸、葡萄糖三種無色溶液,如何用一種試劑加以鑒別?
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