《2025年教材帮高中化学必修第二册人教版》

4. [变形式]柠檬酸是常用除水垢剂，可从柠檬中提取。柠檬酸由C、H、O三种元素组成，其分子结构如图所示。下列有关说法错误的是

A.柠檬酸溶液可与水垢中的Mg(OH)₂和CaCO₃反应
B.在加热和浓硫酸催化条件下，柠檬酸可与CH₃CH₂OH反应
C.在加热和浓硫酸催化条件下，柠檬酸可与CH₃COOH反应
D.柠檬酸能使紫色石蕊溶液变蓝

答案：
4. D 图示析题.思路具象化
由柠檬酸的球棍模型推知其结构简式为

可与水垢中的Mg(OH)₂和CaCO₃反应，可与CH₃CH₂OH发生酯化反应，能使紫色石蕊溶液变红，A、B项正确，D项错误。

例23 某课外小组设计的制备乙酸乙酯的装置如图甲所示。

查阅资料得到：
Ⅰ. CaCl₂可与乙醇生成不溶于有机溶剂而溶于水的结晶醇化物。
Ⅱ. 有关数据：

主要实验步骤如下：
①按图甲所示连接好装置（装置气密性良好），A中盛有乙酸，B中盛有乙醇和浓硫酸的混合溶液、碎瓷片，D中盛有含酚酞的饱和Na₂CO₃溶液。
②用小火均匀地加热装有混合溶液的圆底烧瓶。
③待D中收集到一定量产物后停止加热，撤出C，将D中混合物搅拌，然后静置分层。
④分离出乙酸乙酯层，洗涤、干燥。
回答下列问题：
(1)浓硫酸的作用是作催化剂、吸水剂。
(2)上述实验中饱和Na₂CO₃溶液的作用是BC(填标号)。
A. 中和乙酸和乙醇
B. 中和乙酸并溶解部分乙醇
C. 乙酸乙酯在饱和Na₂CO₃溶液中的溶解度比在水中更小，有利于分层析出
D. 加快酯的生成，提高产率
（3）该小组将教材中制取乙酸乙酯的实验装置进行了改进，一是反应容器由试管换成了圆底烧瓶，其优点是受热面积增大，受热均匀；二是在导管末端连接了球形干燥管，其优点是球形干燥管末端插入液面以下，易于乙酸乙酯中杂质的吸收，且可防止倒吸；步骤②中需要小火均匀加热，其主要原因是减少乙酸和乙醇的挥发，提高产率，防止副反应的发生。
（4）写出步骤③中观察到的现象：溶液上层有油状物生成，溶液红色变浅；分离出乙酸乙酯层后，一般用饱和食盐水和饱和CaCl₂溶液洗涤，可通过洗涤除去碳酸钠、乙醇（填名称）杂质；为了干燥乙酸乙酯，可选用的干燥剂为B（填标号）。
A. P₂O₅
B. 无水Na₂SO₄
C. NaOH固体
D. 碱石灰
(5)该小组成员又设计了如图乙所示的制取乙酸乙酯的装置(图中的夹持和加热装置已略去)，与图甲所示装置相比，本装置的主要优点有冷凝管的冷却效果比空气冷凝的效果好；温度计测量反应液的温度，减少反应物的挥发和副反应的发生，提高产率（答案合理即可）。

答案： （1）作催化剂、吸水剂 （2）BC （3）受热面积增大，受热均匀 球形干燥管末端插入液面以下，易于乙酸乙酯中杂质的吸收，且可防止倒吸 减少乙酸和乙醇的挥发，提高产率，防止副反应的发生 （4）溶液上层有油状物生成，溶液红色变浅 碳酸钠、乙醇 B （5）冷凝管的冷却效果比空气冷凝的效果好；温度计测量反应液的温度，减少反应物的挥发和副反应的发生，提高产率（答案合理即可）
解析 与教材实验装置相比，用圆底烧瓶替换试管，增大了受热面积，使受热更均匀；导管末端连接有球形干燥管且球形干燥管末端插入饱和Na₂CO₃溶液液面以下，易于乙酸乙酯中杂质的吸收，同时防止倒吸。饱和Na₂CO₃溶液有三个作用：溶解部分乙醇、中和乙酸（Na₂CO₃溶液碱性变弱，含酚酞的溶液红色变浅）、降低乙酸乙酯的溶解度。乙酸乙酯中混有Na₂CO₃和少量乙醇，用饱和食盐水除去Na₂CO₃，由资料Ⅰ可知用饱和CaCl₂溶液除去少量乙醇，用无水Na₂SO₄除去少量的水；不能选择P₂O₅、碱石灰和NaOH等固体干燥剂，以防止乙酸乙酯在酸性（P₂O₅遇水生成酸）或碱性条件下水解。