(通用版)高考化学实验专项训练10．分水器及其应用.docx

专项10 分水器及其应用1正戊醚可用作油脂、生物碱的萃取剂，Grignard反应的溶剂。以正戊醇为原料制备正戊醚的反应原理、有关数据和实验装置(夹持仪器已省略)如下：2CH3CH2CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH2CH3+H2O名称相对分子质量密度/(g·cm-3)沸点/水中溶解性正戊醇880.82137.5微溶正戊醚1580.78186.7难溶实验步骤：向三颈烧瓶中加入43mL(约0.4mo1)正戊醇及6mL浓硫酸，摇动使混合均匀，再加入几粒沸石。按示意图连接装置，向分水器中预先加少量水(略低于直管口)。维持反应约1小时。待反应液冷却后依次用60mL水、30mL水、20mLNaOH溶液和20mL水洗涤。分离出的产物加入约3g无水氯化钙颗粒，静置一段时间过滤除去氯化钙。将上述处理过的粗产物进行蒸馏，收集馏分，得纯净正戊醚15.8g。回答下列问题：（1）根据上述实验药品的用量，三颈烧瓶最适宜规格为_。A100mLB150mLC250mLD500mL（2）将实验步骤补全：按示意图连接装置，向分水器中预先加少量水(略低于直管口)。_，维持反应约1小时。（3）装置中分水器的作用是_，判断反应已经完成的标志是_。（4）洗涤粗正戊醚在_(填“仪器名称”)中进行；最后一次水洗的目的是_。（5）本次实验的产率为(某种生成物的实际产量与理论产量的百分比)_。【答案】（1）A（2）通入冷却水，加热三颈烧瓶至110（3）分离出反应生成的水，使正戊醇回流至烧瓶中继续反应     水层高度不变（4）分液漏斗     洗去有机层中残留的NaOH和反应生成的Na2SO4（5）50【解析】（1）43mL(约0.4mo1)正戊醇及6mL浓硫酸，混合液的总体积为43mL+6mL=49mL，溶液体积不超过三颈烧瓶体积的，所以三颈烧瓶的最佳容积为100mL，答案选A。（2）依据题意可知，步骤为：按示意图连接装置，向分水器中预先加少量水(略低于直管口)，然后将冷凝水从球形冷凝管的下口通入，再给三颈烧瓶加热至温度为110，维持反应约1小时。（3）反应产物中有水，而正戊醇沸点较低，在水中微溶，反应生成的醚、水及挥发的未反应的醇进入分水器，分水器能在分离出水的同时，还可以使正戊醇回流至烧瓶中继续反应，提高原料利用率；若反应完全，则不再有正戊醇挥发冷凝进入分水器中，分水器液面不再升高，此时说明反应已经完成。（4）正戊醚难溶于水，洗涤时应在分液漏斗中洗涤、分液，氢氧化钠与硫酸反应生成了亚硫酸，最后一次水洗的目的是：洗去有机层中残留的NaOH和反应生成的Na2SO4。（5）依据方程式2CH3CH2CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH2CH3+H2O可知，当有0.4mo1正戊醇参与反应，理论上生成0.2mol正戊醚，质量为0.2mol158g/mol=31.6g，则产率为=50%。2实验室以苯甲酸和乙醇为原料制备苯甲酸乙酯，实验装置如图(加热及夹持装置已省略)。+C2H5OH +H2O物质颜色、状态沸点()密度(gcm-3)苯甲酸无色晶体249(100升华)1.27苯甲酸乙酯无色液体212.61.05乙醇无色液体78.30.79环己烷无色液体80.80.73实验步骤如下：步骤1：在三颈烧瓶中加入9.15g苯甲酸、20mL环己烷、4mL浓硫酸、沸石，并通过分液漏斗加入过量乙醇，控制温度在6570加热回流2h。反应时“环己烷-乙醇-水”会形成共沸物(沸点62.6)蒸馏出来，再利用分水器不断分离除去水，回流环己烷和乙醇。步骤2：反应一段时间，打开旋塞放出分水器中液体，关闭旋塞，继续加热维持反应。步骤3：将三颈烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中，分批加入Na2CO3至溶液呈中性。步骤4：用分液漏斗分出有机层，水层用25mL乙醚萃取分液，然后合并至有机层。加入氯化钙，对粗产物进行蒸馏，低温蒸出乙醚后，继续升温，接收210213的馏分，得到产品10.00mL。请回答下列问题：（1）制备苯甲酸乙酯时，应采用_方式加热。（2）加入环己烷的目的是_。（3）步骤2继续加热时，当出现_现象，即停止加热。（4）步骤3若加入Na2CO3不足，在之后蒸馏时，蒸馏烧瓶中可见到白烟生成，产生该现象的原因是_。（5）关于步骤4中的萃取分液操作叙述正确的是_。A向水溶液中加入乙醚，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞，将分液漏斗倒转过来，充分摇匀B振摇几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气C经几次振摇并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层D放出液体时，应打开上口玻璃塞或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔（6）本实验的产率为_(计算结果精确到0.1%)，若步骤4中水层未用乙醚萃取，则测定结果_(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。【答案】（1）热水浴（2）通过形成“环己烷乙醇水”共沸物，分离出水，使平衡正向移动，提高苯甲酸的转化率（3）分水器中收集到的液体不再明显增加（4）在苯甲酸乙酯中有未除净的苯甲酸，加热至100 时升华（5）AD（6）     93.3%     偏低【解析】（1）制备苯甲酸时，因需要控制温度在6570加热回流2h，所以采用热水浴加热。（2）加入环己烷的目的是：通过形成“环己烷乙醇水”共沸物，分离产生的水，使平衡正向移动，提高苯甲酸的转化率。（3）当分水器中收集到的液体不再明显增加，说明反应完成，此时停止加热。（4）白烟是固体小颗粒，因为苯甲酸在100会迅速升华，所以可能是苯甲酸乙酯中混有未除净的苯甲酸，加热升华产生白烟。（5）A向水溶液中加入乙醚，转移到分液漏斗中，塞上玻璃塞，将分液漏斗倒转过来，充分摇匀，A正确；B振摇几次后需倒转分液漏斗，从分液漏斗活塞处放气，B错误；C经几次振摇并放气后，将分液漏斗放在铁圈上静置待液体分层，C错误；D放出液体时，应打开上口玻璃塞或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，使液体顺利流下，D正确；答案选AD。（6）9.15g苯甲酸的物质的量为：9.15g/122g/mol=0.075mol，理论上生成苯甲酸乙酯的质量为：0.075mol150g/mol=11.25g，而实际生成苯甲酸乙酯的质量为：10.00mL1.05gcm-3=10.5g，所以本实验的产率=实际产量/理论产量100%=10.5g/11.25g100%93.3%。若步骤4中水层未用乙醚萃取，会使产物有所损失，则测定结果偏低。3柳酸甲酯()常用于医药制剂的赋香剂，实验小组利用邻羟基苯甲酸()和甲醇在浓硫酸催化下合成少量柳酸甲酯。I.实验原理：II.相关数据如下表：名称分子量颜色状态相对密度熔点()沸点()溶解性(中)柳酸甲酯152无色液体1.18-8.6224微溶邻羟基苯甲酸138白色晶体1.44158210不溶甲醇32无色液体0.792-9764.7互溶III.实验步骤：合成：向A中加入6.9g邻羟基苯甲酸、适量固态酸性催化剂、24g甲醇，10mL甲苯(甲苯与水能形成的共沸物，沸点为85，易将水蒸出)加热回流1.5小时；提纯：反应完毕，待装置冷却后，分离出固态催化剂，依次用水洗、5%的NaHCO3溶液洗、水洗，将产物移至干燥的烧杯中加入0.5g无水氯化钙，一段时间后，过滤，蒸馏有机层获得4.5g纯品。回答下列问题：（1）甲苯蒸气、甲醇蒸气、水蒸气冷凝为液体，然后通过分水器，甲苯、甲醇重新流回到A中，打开活塞将水从下口放出。下列有关说法中错误的是_(填字母)。A使用分水器能提高反应物的利用率B使用分水器能够促使反应正向进行C分水器中的水面不再变化时，反应达到最大限度D10mL甲苯也可用四氯化碳代替（2）在提纯步骤中，一定没有用到下列仪器中的_(填仪器名称)。（3）提纯步骤中第二次水洗的目的是_；无水氯化钙的作用是_。（4）本实验的产率为_%(保留三位有效数字)。（5）实验小组为了探究影响产率的因素，采集了如下数据(邻羟基苯甲酸易溶于甲醇)：编号邻羟基苯甲酸/g甲醇/mL反应时间/min催化剂用量/g产率/%I4.84.081.461.67II4.84.081.055.42III4.85.081.465.42IV4.8x41.4实验IV中x=_；设计实验IV是为了探究_对产率的影响。增加甲醇的体积会提高产率，但甲醇超过一定量时，反应时间相同的情况下，产率反而下降，试从速率角度分析产率下降的主要原因：_。【答案】（1）D（2）球形冷凝管（3）     洗去碳酸氢钠溶液等物质     干燥有机层（4）59.2（5）4.0或5.0     反应时间     加入的甲醇超过一定量时，邻羟基苯甲酸浓度减少，反应速率减慢，导致反应时间相同情况下，产率下降【解析】由实验装置图可知，装置A为邻羟基苯甲酸在适量固态酸性催化剂的作用下与甲醇在水浴加热条件下反应制备柳酸甲酯，制备时加入甲苯，与水形成的共沸物，装置B中球形冷凝管能使甲苯蒸气、甲醇蒸气、水蒸气冷凝为液体，分水器可以使甲苯、甲醇重新流回到装置A中，提高原料的利用率，水从分水器下口放出，可以减少生成物的量，使酯化反应向正反应方向移动，有利于提高产品产率。（1）在适量固态酸性催化剂的作用下，邻羟基苯甲酸与甲醇在水浴加热条件下发生酯化反应生成柳酸甲酯和水，该反应为可逆反应，甲醇具有挥发性；A挥发出的甲苯蒸气、甲醇蒸气、水蒸气冷凝为液体经装置B冷凝后通过分流器甲醇和苯回流到装置A中继续反应，可以提高反应物甲醇的利用率，故正确；B该反应为可逆反应，分离出水，使平衡向正反应方向移动，有利于提高产品产率，故正确；C分水器中的水面不再变化时，说明反应没有水生成，已达到平衡状态，化学平衡状态是反应的最大限度，故正确；D四氯化碳的密度比水大，冷凝后，四氯化碳会在分水器的下层，分离出的水回流到A中，而反应物甲醇不能回流到A中，起不到提高反应物甲醇的利用率和产品产率的目的，故错误；故选D；（2）由题意可知，提纯时用到的操作为过滤、分液和蒸馏，过滤时用到漏斗、分液时用到分液漏斗，蒸馏时用到直形冷凝管和锥形瓶，用不到不便于冷凝液顺利流下的球形冷凝管，故答案为：球形冷凝管；（3）提纯步骤中分离出固态催化剂后，第一次水洗的目的是除去溶于水的甲醇和酸，5%的碳酸氢钠溶液用于洗涤除去未反应的邻羟基苯甲酸，第二次水洗的目的是除去碳酸氢钠溶液等物质，加入无水氯化钙的目的是除去酯中的水，干燥反应得到的酯，故答案为：洗去碳酸氢钠溶液等物质；干燥有机层；（4）由题给数据可知，邻羟基苯甲酸和甲醇的物质的量分别为=0.05mol、=0.75mol，由方程式可知，反应中甲醇过量，则生成4.5g柳酸甲酯的产率为×100%59.2%，故答案为：59.2%；（5）由题给数据可知，实验I和IV、III和IV都探究反应时间对产率的影响，由变量唯一化原则可，实验IV选用甲醇的质量为4mL或5mL，故答案为：4mL或5mL；反应时间；若加入的甲醇超过一定量时，反应混合液中邻羟基苯甲酸的浓度减少，使得反应速率减慢，导致反应时间相同情况下，生成酯的量减少，产率下降，故答案为：加入的甲醇超过一定量时，邻羟基苯甲酸浓度减少，反应速率减慢，导致反应时间相同情况下，产率下降。4过氧乙酸(CH3COOOH)是一种常用的消毒剂，易溶于水、易挥发、见光或受热易分解。其制备原理为： H<0，同时利用乙酸丁酯与水形成共沸物（沸点90.7）及时分离出水，以提高产率。实验装置如图。（1）过氧乙酸保存时应注意_（填标号）。A避光B低温C密闭D隔绝空气（2）仪器a的名称为_，其中盛放的试剂为_（填“乙酸”或“双氧水”）。（3）为减少反应瓶中乙酸丁酯的损耗，反应开始前，在油水分离器中应进行的操作是_。（4）反应体系采用减压的目的是_。（5）过氧乙酸（含有少量H2O2杂质）的含量测定流程如图。判断H2O2恰好除尽的实验现象是_。过氧乙酸被Fe2+还原，还原产物之一为乙酸，其离子方程式为_若样品体积为VomL，加入c1mol·L-1FeSO4溶液V1mL，消耗c2mol·L-1K2Cr2O7溶液V2mL。则过氧乙酸含量为_g.L-l。【答案】（1）ABC （2）恒压滴液漏斗 双氧水 （3）在油水分离器中加满乙酸丁酯 （4减压可以降低共沸物的沸点，防止温度过高，过氧乙酸分解 （5）当滴入最后一滴高锰酸钾溶液时，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色 CH3COOOH+ 2Fe2+2H+=CH3COOH+2Fe3+H2O 【解析】(1)过氧乙酸易溶于水、易挥发、见光或受热易分解，故应当避光、低温、密闭保存，故答案为：ABC；(2)仪器a为恒压滴液漏斗，因双氧水易分解，用来盛放双氧水，需要时滴加双氧水，故答案为：恒压滴液漏斗；双氧水；(3)反应开始前，在油水分离器中加满乙酸丁酯，这样乙酸丁酯可快速回流反应瓶，从而减少反应瓶中乙酸丁酯的损耗，故答案为：在油水分离器中加满乙酸丁酯；(4)产物过氧乙酸受热易分解，减压可以降低共沸物的沸点，从而可人为降低反应瓶中温度，防止温度过高，过氧乙酸分解，故答案为：减压可以降低共沸物的沸点，防止温度过高，过氧乙酸分解；(5)高锰酸钾溶液为紫红色，过氧化氢没除尽之前，加高锰酸钾，高锰酸钾紫红色会褪去，若过氧化氢已除尽，再滴入高锰酸钾，溶液将变为紫红色，故答案为：当滴入最后一滴高锰酸钾溶液时，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色；Fe2+作还原剂，氧化产物为Fe3+，过氧乙酸为氧化剂，还原产物为乙酸，结合原子守恒、得失电子守恒可得离子方程式为：CH3COOOH+ 2Fe2+2H+=CH3COOH+2Fe3+H2O，故答案为：CH3COOOH+ 2Fe2+2H+=CH3COOH+2Fe3+H2O；Fe2+总物质的量=c1V1×10-3mol，n(K2Cr2O7)=c2V2×10-3mol。根据得失电子守恒有：K2Cr2O72Cr3+6e-6Fe2+6Fe3+，即每1mol K2Cr2O7与6mol Fe2+恰好完全反应，所以，与c2V2×10-3mol K2Cr2O7反应的Fe2+的物质的量= 6c2V2×10-3mol，那么，与过氧乙酸反应的Fe2+的物质的量= c1V1×10-3mol-6c2V2×10-3mol，根据CH3COOOH+ 2Fe2+2H+=CH3COOH+2Fe3+H2O可得：CH3COOOH的物质的量=，CH3COOOH的质量=×76g/mol=，则过氧乙酸含量=g·L-l，故答案为：。5某同学设计实验制备2-羟基-4-苯基丁酸乙酯，反应原理、装置和数据如下：相对分子质量密度(g/cm3)沸点()水溶性2-羟基-4-苯基丁酸1801.219357微溶乙醇460.78978.4易溶2- 羟基-4-苯基丁酸乙酯2081.075212难溶实验步骤：如图1，在干燥的圆底烧瓶中加入20mL2-羟基-4-苯基丁酸、20mL 无水乙醇和适量浓硫酸，再加入几粒沸石；加热至70左右保持恒温半小时；分离、提纯三颈瓶中的粗产品，得到有机粗产品；精制产品。请回答下列问题：（1）油水分离器的作用为_。实验过程中发现忘记加沸石该如何操作_。（2）本实验采用_加热方式（填“水浴”、“油浴”或“酒精灯加热”）。（3）取三颈烧瓶中的混合物分别用水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤。第二次水洗的目的是_。（4）在精制产品时，加入无水MgSO4的作用为_；然后过滤，再利用如图2装置进行蒸馏纯化，图2 装置中的错误有_。（5）若按纠正后的操作进行蒸馏纯化，并收集212的馏分，得2-羟基-4-苯基丁酸乙酯约9.0g。则该实验的产率为_。【答案】（1）及时分离生成的水，促进平衡正向进行 停止加热，待冷却至室温后，再往装置内加入沸石 （2）水浴 （3）洗掉碳酸氢钠 （4）干燥 温度计水银球的位置，冷凝水的方向 （5）32%【解析】(1)依据先加入密度小的再加入密度大的液体，所以浓硫酸应最后加入，防止浓硫酸使有机物脱水，被氧化等副反应发生，防止乙醇和酸在浓硫酸溶解过程中放热而挥发；2-羟基-4-苯基丁酸于三颈瓶中，加入适量浓硫酸和20mL无水乙醇发生的是酯化反应，存在化学平衡，油水分离器的作用及时分离生成的水，促进平衡正向进行分析，实验过程中发现忘记加沸石，应该停止加热，待冷却至室温后，再往装置内加入沸石，故答案为：及时分离产物水，促进平衡向生成酯的反应方向移动；停止加热，待冷却至室温后，再往装置内加入沸石；(2)加热至70左右保持恒温半小时，保持70，应该采用水浴加热方式，故答案为：水浴；(3)取三颈烧瓶中的混合物分别用水、饱和碳酸氢钠溶液洗涤后，混合物中有少量的碳酸氢钠溶液要除去，所以要用水洗，故答案为：洗掉碳酸氢钠；(4)在精制产品时，加入无水MgSO4，硫酸镁能吸水，在蒸馏装置中温度计的水银球的位置应与蒸馏烧瓶的支管口处相平齐，为有较好的冷却效果，冷凝水应采用逆流的方法，所以装置中两处错误为温度计水银球的位置，冷凝水的方向，故答案为：干燥；温度计水银球的位置，冷凝水的方向；(5)20mL 2-羟基-4-苯基丁酸的物质的量为mol=0.135mol，20mL无水乙醇的物质的量为mol=0.343mol，根据方程式可知，乙醇过量，所以理论上产生2-羟基-4-苯基丁酸乙酯的质量为0.135mol×208g/mol=28.08g，所以产率=×100%=×100%=32%，故答案为：32%。6在苹果、香蕉等水果的果香中存在着乙酸正丁酯。某化学课外兴趣小组欲以乙酸和正丁醇为原料合成乙酸正丁酯。实验步骤如下：（一）乙酸正丁酯的制备在50mL 圆底烧瓶中，加入0.15mol正丁醇和 0.12mol 冰醋酸，再加入34滴浓硫酸，摇匀，投入12粒沸石。按如图所示安装带分水器的回流反应装置， 并在分水器中预先加入水，使水面略低于分水器的支管口。打开冷凝水，圆底烧瓶在石棉网上用小火加热。在反应过程中，通过分水器下部的旋塞不断分出生成的水，注意保持分水器中水层液面原来的高度，使油层尽量回到圆底烧瓶中。反应达到终点后，停止加热，记录分出的水的体积。（二）产品的精制将分水器分出的酯层和反应液一起倒入分液漏斗中，用 10 mL 的水洗涤。有机层继续用10 mL10% Na2CO3 洗涤至中性，再用 10 mL 的水洗涤，最后将有机层转移至锥形瓶中，再用无水硫酸镁干燥。将干燥后的乙酸正丁酯滤入50 mL 烧瓶中，常压蒸馏，收集 124126 的馏分，得11.6g产品。（1）冷水应该从冷凝管_（填 a 或 b）管口通入。（2）步骤中不断从分水器下部分出生成的水的目的是_。（3）下列关于分液漏斗的使用叙述正确的是_。a分液漏斗使用前必须要检漏，只要分液漏斗的旋塞芯处不漏水即可使用b分液时乙酸正丁酯应从上口倒出c萃取振荡操作应如图所示d放出液体时，需将玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔（4）该实验过程中，生成乙酸正丁酯（相对分子质量 116）的产率是_。【答案】（1）a （2）使用分水器分离出水，使平衡正向移动，提高反应产率 （3）bd （4）83.3% 【解析】(1)为了增强冷凝效果，水需要逆流，所以水从a进b出；(2)酯化反应为可逆反应，分离出生成物有利于平衡正向移动，提高产率；(3)a旋塞与玻璃塞处均检验是否漏水，故a错误；b乙酸正丁酯的密度比水小，应在上层，所以从上口倒出，故b正确；c 应使分液漏斗口朝下，使分液漏斗长颈朝上，便于放气降低分液漏斗内气压，故c错误；d放出液体时，需将玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，平衡分液漏斗内气压，便于液体流向，故d正确；综上所述选bd；(4)制备乙酸正丁酯的反应方程式为：CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OHCH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O；根据反应方程式可知：0.15mol正丁醇和 0.12mol 冰醋酸反应理论应生成0.12mol CH3COOCH2CH2CH2CH3，则其理论质量为0.12mol×116g/mol=13.92g，所以产率为=83.3%。7实验室制备甲基丙烯酸甲酯的反应装置如图所示，有关信息如下：+CH3OH+H2O已知甲基丙烯酸甲酯受热易聚合；甲基丙烯酸甲酯在盐溶液中溶解度较小；CaCl2可与醇结合形成复合物。实验步骤：向100mL烧瓶中依次加入：15mL甲基丙烯酸、2粒沸石、10mL无水甲醇、适量的浓硫酸；在分水器中预先加入水，使水面略低于分水器的支管口，通入冷凝水，缓慢加热烧瓶。在反应过程中，通过分水器下部的旋塞分出生成的水，保持分水器中水层液面的高度不变，使油层尽量回到圆底烧瓶中；当_，停止加热；冷却后用试剂X洗涤烧瓶中的混合溶液并分离；取有机层混合液蒸馏，得到较纯净的甲基丙烯酸甲酯。请回答下列问题：（1）A装置的名称是_。（2）请将步骤填完整_。（3）上述实验可能生成的副产物结构简式为_(填两种)。（4）下列说法正确的是_(填字母代号)。A在该实验中，浓硫酸是催化剂和脱水剂B酯化反应中若生成的酯的密度比水大，不能用分水器提高反应物的转化率C洗涤剂X是一组试剂，产物要依次用饱和Na2CO3、饱和CaCl2溶液洗涤D为了提高蒸馏速度，最后一步蒸馏可采用减压蒸馏；该步骤一定不能用常压蒸馏（5）实验结束收集分水器分离出的水，并测得质量为2.70g，计算甲基丙烯酸甲酯的产率约为_(结果保留一位小数)。实验中甲基丙烯酸甲酯的实际产率总是小于此计算值，可能其原因不是_(填字母代号)。A分水器收集的水里含甲基丙烯酸甲酯B实验条件下发生副反应C产品精制时收集部分低沸点物质D产品在洗涤、蒸发过程中有损失.【答案】（1）球形冷凝管 （2）当分水器中液面不再变化 （3）CH3OCH3、 （4）BD （5）85.2% C 【解析】(1)由仪器的结构特征，可知装置A为球形冷凝管；(2)根据步骤描述操作要保持分水器中水层液面的高度不变，因此步骤的操作为：当分水器中液面不再变化，停止加热；(3)上述实验可能发生的副反应为甲基丙烯酸甲酯受热易聚合生成，甲醇之间在浓硫酸催化剂作用下可以发生分子间脱水反应生成甲醚，可能产生的副产物有CH3OCH3、；(4) A在该实验中，发生酯化反应，酯化反应中，浓硫酸是催化剂和吸水剂，故A错误；B酯化反应中若生成的酯的密度比水大，则酯会沉在分水器中的水下，会导致水从分水器中流入圆底烧瓶，不能提高反应物的转化率，故B正确；C用试剂X洗涤产品，需要洗去表面羧酸及甲醇，且应降低酯的溶解度，根据题干已知信息分析可得，产物要依次用饱和Na2CO3除去甲基丙烯酸、饱和NaCl溶液洗洗去甲基丙烯酸甲酯中溶解的Na2CO3、饱和CaCl2溶液吸收甲醇和水，故C错误；D根据已知信息，为了提高蒸馏速度，防止甲基丙烯酸甲酯受热易聚合，最后一步蒸馏可采用减压蒸馏，该步骤一定不能用常压蒸馏，故D正确；答案选BD。(5)甲基丙烯酸、15mL甲基丙烯酸的质量为15mL×1.01g/mL=15.15g，10mL无水甲醇的质量为10mL×0.79g/mL=7.9g，甲醇完全反应需要甲基丙烯酸的质量为×86g/mol=21.23g>15.15g，故甲醇过量，则理论生成甲基丙烯酸甲酯的质量为×100g/mol，测得生成水的质量为2.70g，则实际得到甲基丙烯酸甲酯的质量为×100g/mol=15g，故产率为×100%=85.2%；A分水器收集的水里含甲酯，产品的质量偏小，产率偏低，故A不符合题意；B实验条件下发生副反应，会导致产品质量偏小，产率偏低，故B不符合题意；C产品精制时收集部分低沸点物质，会导致产品质量偏大，产率偏大，故C符合题意；D产品在洗涤、蒸发过程中有损失，会导致产品质量偏小，产率偏低，故D不符合题意；答案选C。8乙酸正丁酯是一种优良的有机溶剂，广泛用于硝化纤维清漆中，在人造革、织物及塑料加工过程中用作溶剂，也用于香料工业。某化学兴趣小组在实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯，有关物质的相关数据及实验装置如下所示：化合物相对分子质量密度(g/cm3)沸点()溶解度(g/100 g水)冰醋酸601.045117.9互溶正丁醇740.80118.09乙酸正丁酯1160.882126.10.7I II分水器的操作方法：先将分水器装满水(水位与支管口相平)，再打开活塞，准确放出一定体积的水。在制备过程中，随着加热回流，蒸发后冷凝下来的有机液体和水在分水器中滞留分层，水并到下层(反应前加入的)水中；有机层从上面溢出，流回反应容器。当水层增至支管口时，停止反应。乙酸正丁酯合成和提纯步骤为：第步：取18.5 mL正丁醇和15.4 mL冰醋酸混合加热发生酯化反应，反应装置如图所示(加热仪器已省略)；第二步：依次用水、饱和Na2CO3溶液、水对烧瓶中的产品洗涤并干燥；第三步：用装置蒸馏提纯。请回答有关问题：(1)第一步装置中除了加正丁醇和冰醋酸外，还需加入_、_。(2)实验中使用分水器的优点有_、 _。根据题中给出的相关数据计算，理论上，应该从分水器中放出来的水的体积约为_。(3)第二步用饱和Na2CO3溶液洗涤的目的是_。(4)第三步蒸馏产品时，应收集温度在_左右的馏分。若实验中得到乙酸正丁酯12.76 g，则乙酸正丁酯的产率为_。【答案】（1）浓硫酸 沸石(碎瓷片) （2）及时分离出水，有利于酯化反应朝正反应方向移动 根据收集到的水的体积，可以粗略判断是否可以终止反应 3.6mL （3）除去产品中含有的乙酸(硫酸)等杂质 （4）126.1 55% 【解析】(1)第一步装置中除了加正丁醇和冰醋酸外，还需加入浓硫酸作为催化剂和吸水剂、加入碎瓷片或者沸石防止反应液暴沸；答案：浓硫酸 沸石(碎瓷片)(2)实验中使用分水器的优点是及时分离出水，相当于减小生成物浓度有利于酯化反应朝正反应方向移动、根据收集到的水的体积，当分水器中的水接近支管口时，可以粗略判断是否可以终止反应。正丁醇的质量为：0.80g/cm3×18.5mL=14.8g；n（正丁醇）=14.8g/74g/mol=0.2mol;冰醋酸质量:1.045g/cm3×15.4mL=16.093g;n(醋酸)=16.093g/60g/mol=0.268mol,二者反应时,冰醋酸过量,根据正丁醇计算;CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O1mol 1mol0.2mol 0.2mol因此生成水:0.2mol×18g/mol=3.6g,因为水的密度为1g/mL,则大约为3.6mL； 答案：及时分离出水，有利于酯化反应朝正反应方向移动 根据收集到的水的体积，可以粗略判断是否可以终止反应 3.6mL (3)第二步用饱和Na2CO3溶液洗涤的目的是除去产品中含有的乙酸(硫酸)等杂质；答案：除去产品中含有的乙酸(硫酸)等杂质(4)第三步蒸馏产品时，因为乙酸正丁酯的沸点为126.1，应收集温度在126.1左右的馏分。正丁醇的质量为：0.80g/cm3×18.5mL=14.8g；n（正丁醇）=14.8g/74g/mol=0.2mol;冰醋酸质量:1.045g/cm3×15.4mL=16.093g;n(醋酸)=16.093g/60g/mol=0.268mol,二者反应时,冰醋酸过量,根据正丁醇计算;CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O1mol 1mol 0.2mol 0.2mol 理论上生成乙酸正丁酯0.2mol×116g/mol=23.2g，则产率为×100%=55%；答案：126.1 55%