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乙酸与碳酸钠反应,这个化学实验现象好神奇你绝对想不到

一、乙酸乙酯的制备与水解析反应过程

⒈ 反应机理:

⑴ 在浓硫酸作为催化剂的作用下,乙醇与乙酸通过酯化反应,生成乙酸乙酯和水分子。

⑵ 在酸性或碱性环境条件下,乙酸乙酯会与水发生水解反应,生成乙酸和乙醇,其中碱性条件能使水解反应更加彻底。

⒉ 实验步骤:

⑴ 向试管中先加入3mL无水乙醇,随后在持续摇动的情况下,缓慢注入2mL浓硫酸和2mL冰醋酸,并加入2~3小块碎瓷片作为防暴沸材料。按照教材要求组装实验装置,使用酒精灯对试管进行3~5分钟的均匀加热,使产生的气体通过导管进入饱和碳酸钠溶液的液面。需仔细观察实验现象。

⑵ 在3支试管中分别滴加6滴乙酸乙酯。第一支试管中加入5.5mL蒸馏水;第二支试管中加入1∶5稀硫酸0.5mL及蒸馏水5mL;第三支试管中加入30%的NaOH溶液0.5mL和蒸馏水5mL。充分振荡后,将3支试管置于70℃~80℃的水浴中加热数分钟,并观察各试管内的变化。

⒊ 实验观察结果与结论:

⑴ 观察到饱和碳酸钠溶液的液面上形成透明油状液体,并伴有特殊香味产生。

说明在浓硫酸的催化作用下,乙醇分子中的羟基氢原子与乙酸分子中的羟基共同脱去,结合形成水分子,进而发生酯化反应生成乙酸乙酯。

CH3COOH+HOCH2CH3=CH3COOCH2CH3+H2O

⑵ 几分钟后,第三支试管中乙酸乙酯的气味完全消失;第二支试管中仍残留少量乙酸乙酯气味;第一支试管中乙酸乙酯气味变化不明显。

说明在酸(或碱)存在的条件下,乙酸乙酯发生水解反应生成乙酸和乙醇,且碱性条件下的水解反应更彻底。

CH3COOCH2CH3+H2O=CH3COOH+CH3CH2OH

CH3COOCH2CH3+NaOH=CH3COONa+CH3CH2OH

⒋ 思考题:

⑴ 制备乙酸乙酯实验:

① 在配置乙醇、浓H2SO4、乙酸的混合溶液时,各试剂加入试管的顺序为何为:先加入乙醇,再缓慢加入浓H2SO4,最后加入乙酸?

为防止浓H2SO4与乙醇、乙酸混合时释放大量热量导致液体飞溅,应按此顺序添加试剂。

② 实验中为何需要使用过量乙醇?

由于该反应为可逆反应,为提高乙酸乙酯的产率,需适当增加廉价原料乙醇的用量,促使反应尽可能向生成乙酸乙酯的方向进行,同时也能提高成本较高的乙酸的转化率。

③ 浓硫酸在此实验中起什么作用?

浓硫酸作为催化剂可加速反应速率,同时作为吸水剂使可逆反应向生成乙酸乙酯的方向移动。

④ 在加热反应混合物时,为何要用酒精灯小心均匀地加热试管?

为防止尚未反应的乙酸、乙醇因受热而挥发。

⑤ 加热过程中如何防止暴沸现象?

(实验前应在反应混合物中加入碎瓷片,以防止加热过程中发生暴沸)

⑥ 收集乙酸乙酯时使用饱和碳酸钠溶液有何作用?

中和乙酸,溶解乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度,有利于溶液分层,析出乙酸乙酯。同时还能冷却乙酸乙酯,减少其挥发。

⑦ 为什么不能用NaOH溶液代替饱和Na2CO3溶液?

NaOH溶液的碱性过强,会使乙酸乙酯发生水解反应而重新生成乙酸和乙醇。

⑧ 为什么导气管只接触液面而不能伸入Na2CO3溶液中?

为防止发生倒吸现象。

⑨ 装置中的长导管有何作用?

导气兼冷凝回流,防止未反应的乙酸、乙醇因蒸发而造成损耗。

⑩ 如何从饱和碳酸钠溶液液面上提取生成的乙酸乙酯?

通过分液操作。

⑵ 乙酸乙酯水解实验:

① 在乙酸乙酯水解实验中,为何乙酸乙酯的用量、水与酸碱的混合液用量、水浴温度等均需保持一致?

为确保实验条件的一致性,便于比较不同条件下水解反应的效果。

② 乙酸乙酯水解实验的温度为何控制在70℃~80℃的水浴中加热?温度过高有何影响?

此温度范围能使水解反应在较短时间内有效进行。温度过高可能导致副反应发生或反应物分解。

③ 影响乙酸乙酯水解速率的因素有哪些?为什么在碱性条件下,乙酸乙酯的水解程度更大?

影响因素包括温度、浓度、催化剂种类等。碱性条件下水解程度更大,因为碱性环境能促进酯键断裂。

④ 工业上,油脂水解制取肥皂是在什么条件下进行?工业上,油脂水解制取高级脂肪酸又是在什么条件下进行?有关反应的化学方程式如何书写?

二、葡萄糖与新制氢氧化铜的反应

⒈ 反应原理:葡萄糖分子中含有醛基,具有还原性,能够被新制氢氧化铜氧化。

⒉ 实验步骤:在试管中加入2mL5%的NaOH溶液,滴入2%的CuSO4溶液5滴,混合均匀后,再加入2mL10%的葡萄糖溶液,加热,观察实验现象。

⒊ 实验观察结果与结论:加热前,观察到蓝色沉淀生成;加热后,出现红色沉淀。葡萄糖分子中含有醛基,具有还原性,能还原新制氢氧化铜悬浊液,生成砖红色氧化亚铜沉淀。

2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4

CH2OH(CHOH)4CHO+2Cu(OH)2=CH2OH(CHOH)4COOH+Cu2O↓+2H2O

⒋ 思考题:

⑴ 糖尿病患者的尿液中常含有葡萄糖,如何检测?

⑵ 如何设计实验证明淀粉的水解已经开始?如何设计实验证明淀粉已部分水解?如何设计实验证明淀粉未发生水解?

⑶ 酒精、乙酸、葡萄糖三种无色溶液,如何用一种试剂加以鉴别?