酯化反应很慢当采用酸作催化剂时
酯化反应机理催化剂酯化方法
酯化反应机理催化剂酯化方法酯化反应是一种常见的有机合成反应，它是通过醇与酸反应生成酯的过程。
酯化反应在工业上具有广泛的应用，例如生产香料、塑料、溶剂、涂料等。
本文将介绍酯化反应的机理、常见的催化剂以及酯化反应的方法。
酯化反应通常是使用醇和酸发生酸催化反应来生成酯。
在酸性条件下，酸会负责催化酸酯交换反应。
其机理主要分为四个步骤：1.酸催化：酸作为催化剂使酯化反应加速进行。
酸可以与醇或酸形成氢键，使得醇中的-OH基和酸中的-COOH基增加亲电性，促进了反应的进行。
2.亲核进攻：醇中的氧原子攻击酸中的羰基碳原子，形成一个酰氧离子。
这是反应的决速步骤。
3.水解：酰氧离子失去一个负电荷，并与酸中的-OH基结合，生成产物酯。
4.生成酸与醇：剩余的酸与醇进行酸酯交换反应，生成酮和水。
酯化反应催化剂：为了提高酯化反应的速度和产率，常常使用催化剂来加速反应。
常见的催化剂包括：1.酸催化酯化催化剂：例如硫酸、磷酸和苯甲酸等。
酸具有高度的亲电性，可以促进亲核取代反应。
2.酶催化酯化催化剂：例如酯酶，可以在温和的条件下促进酯化反应的进行。
酶作为生物催化剂，具有高效和特异性。
3.有机催化剂：例如有机酸，可以作为替代传统无机酸的催化剂使用，并且具备环境友好性。
酯化反应方法：酯化反应可以通过多种方法进行，根据反应条件的不同可以分为以下几种方法：1.酸催化酯化反应：将酸和醇加热反应，酸催化酯化反应是一种常见的酯化反应方法，常用的酸包括硫酸、盐酸、磷酸等。
2.酯交换反应：通过醇的交换来进行酯化反应，常用的催化剂包括金属醇盐、酯化酶等。
3.酰氯法：将酸与氯化物反应生成酰氯，然后将酰氯与醇反应生成酯。
酰氯法具有反应速度快、操作简单等特点，常用于大规模工业生产。
4.酸酐法：将酸酐与醇反应生成酯。
酸酐反应具有较高的选择性和反应速度，常用于特定的酯化反应。
总结：酯化反应是一种重要的有机合成反应，其机理是通过酸催化，亲核进攻，水解和生成酸与醇等步骤完成的。
催化剂对酯化反应过程影响的研究
催化剂对酯化反应过程影响的研究酯化反应是一种重要的化学反应，广泛应用于化工、药物、食品等领域。
酯化反应的催化剂是其研究的热点之一，因为催化剂能够加速反应速率、提高反应选择性，从而降低反应温度和能量消耗，降低生产成本，减少有害物质的产生，具有重要的应用价值。
在本文中，我们将深入探讨催化剂对酯化反应过程的影响。
一、常见的酯化催化剂常见的酯化催化剂有硫酸、甲苯磺酸、氢氧化钠、醋酸铝等。
硫酸是酯化反应中应用广泛的强酸催化剂，可以提高催化剂的活性，促进酯化反应的进行。
但硫酸具有腐蚀性和污染性，不利于环境保护。
甲苯磺酸相比硫酸具有更优秀的催化活性和选择性，且对环境友好，因而成为近年来研究的热点之一。
氢氧化钠和醋酸铝是碱催化剂，能够促进反应的进行，但其反应选择性较差，易引起副反应的发生。
二、催化剂对反应速率的影响催化剂可以降低反应的活化能，从而促进反应速率的提高。
实验结果表明，添加催化剂后，酯化反应的速率常常比不加催化剂时更快。
以丁酸和乙醇进行酯化反应为例，不加催化剂时，反应速率很慢，需要在200℃左右高温下反应几个小时才能得到一定的产物，而添加硫酸或甲苯磺酸等催化剂后，反应温度可以降至80-120℃，反应时间可以缩短至数分钟或数小时就可以得到合适的产量。
这说明催化剂的加入可以提高反应速率。
三、催化剂对反应选择性的影响催化剂还可以影响反应的选择性。
选择性是指反应生成的产物与目标产物之间的化学结构和分子量之间的差异。
不同的催化剂对反应产物的选择性影响不同。
以醋酸铝和甲苯磺酸为例，当其用作正丁醇和乙酸反应的催化剂时，醋酸铝常常使反应结构复杂，分子量较大，产生大量的饱和物、异构体和聚合产物，而甲苯磺酸在相同的反应条件下，常常可以高选择性产生合适的酯类产物。
这说明催化剂的选择对反应产物的选择性有重要的影响，不同的催化剂选择应根据具体的反应要求进行。
四、催化剂对反应中产生的副产物的影响酯化反应中常常会产生一些不想要的副产物，如饱和物、异构体、聚合产物等。
酯化反应很慢
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思考题
1．在本实验中硫酸起什么作用？ 2．为什么乙酸乙酯的制备中要使用过量的乙醇？若采用醋酸过量 的做法是否合适？为什么？ 3．蒸出的粗乙酸乙酯中主要有哪些杂质？如何除去它们？ 4．能否用浓的氢氧化钠溶液代替饱和碳酸钠溶液来洗涤蒸馏液？ 5．用饱和氯化钙溶液洗涤，能除去什么？为什么先用饱和食盐水 洗涤？可以用水代替饱和食盐水行吗？
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五、实验结果处理
1.实验所得溶液为无色透明有香味的液体，体积 mL。
2.实验中主要原料及产物的理论产量：
名称
无水乙醇 冰乙酸 乙酸乙酯
实验用量
mL mol 19 0.32 12 0.21 X 0.21
摩尔比
1:1.5 1:1 1:1
理论产量 18.5
三、实验用仪器和药品
1、仪器
圆底烧瓶、冷凝管、温度计、蒸馏头、温度计套管、分液漏斗、酒精 灯、接液管、锥形瓶
2、药品
冰醋酸
12ml（12.6g，0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ21mol）
无水乙醇
19ml（15g，0.32mol）
浓硫酸
5ml
饱和碳酸钠溶液
饱和氯化钙溶液
饱和食盐水
无水硫酸镁
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回流装置图
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3.计算产率： 产率=
4.结果分析、讨论
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酯化反应的催化剂
酯化反应的催化剂酯化反应是化学合成中的重要反应，涉及到羧酸与醇之间的相互作用，生成酯和水。
在这个过程中，催化剂起到了关键的作用。
本文将深入探讨酯化反应的催化剂及其在实践中的应用。
一、酯化反应的催化剂类型酯化反应的催化剂主要有酸性催化剂和碱性催化剂两种类型。
酸性催化剂如硫酸、磷酸和硅酸等，可以提供质子酸，促进酯化反应的进行。
而碱性催化剂如氢氧化钠、氢氧化钾和醇钠等，可以通过提供亲核试剂来进攻羧酸，从而加速酯化过程。
二、催化剂的作用机制在酯化反应中，催化剂通过改变反应物质的化学性质，降低反应活化能，从而加快反应速度。
具体来说，酸性催化剂通过提供质子酸，使醇分子形成碳正离子，从而加速酯化过程。
而碱性催化剂则通过与羧酸形成羧酸盐，使其更容易与醇发生亲核取代反应。
三、催化剂的选择与应用在实际的化学合成中，选择合适的催化剂对于提高酯化反应的效率和选择性至关重要。
需要根据具体的反应条件和目标产物的结构，综合考虑催化剂的活性、选择性、稳定性以及成本等因素。
例如，在某些酯化反应中，使用酸性催化剂如硫酸可以获得较高的反应速度和选择性，但使用成本较高且废液处理困难；而碱性催化剂如醇钠虽然成本较低，但在某些情况下可能导致副反应的发生。
四、新型催化剂的研究与开发随着绿色化学的发展，对环境友好型催化剂的研究与开发成为关注的焦点。
新型的绿色催化剂包括固体酸、生物酶和金属有机骨架等。
这些催化剂具有高活性、高选择性和环境友好的特点，为酯化反应提供了新的选择。
例如，生物酶作为天然催化剂，在酯化反应中具有极高的选择性，但在实际应用中受到来源和稳定性的限制。
金属有机骨架是一种新型多孔材料，具有可调的孔径和酸性，为酯化反应提供了新的平台。
五、结论酯化反应的催化剂在化学合成中具有重要的作用。
了解不同类型的催化剂及其作用机制，有助于在实际应用中选择合适的催化剂，提高酯化反应的效率和选择性。
随着新型绿色催化剂的研究与开发，未来的酯化反应将更加高效、环保和可持续。
酯化反应实验中的几个问题
酯化反应实验中的几个问题作者：段昌平梁治龙来源：《化学教学》2008年第01期文章编号：1005－6629(2008)01－0013－02中图分类号：G633.8 文献标识码：C酯是高中有机化学中的重要主干知识内容，酯化反应实验也是中学重要的演示实验和学生实验之一，酯化反应的化学原理及其实验内容均是近几年的高考热点。
深入理解酯化反应实验操作对学好、用好这部分内容极为重要。
下面就酯化反应的演示实验和学生实验中应注意的几个问题谈谈我们的看法。
1实验时各反应物加入顺序教材中演示实验时三种试剂的加入顺序是：乙醇(3mL)→浓硫酸(2mL，边加边摇动试管)→醋酸(2mL)。
学生实验时试剂的加入顺序是：乙醇(2mL)→乙酸(2mL)→浓硫酸(0.5mL)。
这两种顺序都是合理的，因为“无水乙醇”中也含有微量的水，若反之操作，将乙醇加入到浓硫酸中，由于浓硫酸的强烈吸水性会放出大量的热，引起乙醇与浓硫酸混合液的爆沸，轻则致使乙醇大量挥发损失，重则出现混合液体爆沸喷出试管口引发灼伤人的严重事故。
所以实验中乙酸加入的顺序可提到浓硫酸之前或放到浓硫酸之后，但浓硫酸的加入顺序一定不能提到乙醇之前。
2 浓硫酸的作用浓硫酸在酯化反应过程中的作用有两个：一是起催化剂作用，因酯化反应在通常情况下的反应速率很慢，就是加热也很慢，况且加热的温度不能过高(不能超出乙醇的沸点温度78.5℃)。
加入硫酸后，很快能使反应达到化学平衡，即能成千上万倍地加快化学反应速率。
但作为催化剂的硫酸用量只需很少(几滴即可)，且对浓度没有要求。
但实验中我们加入了较多的浓硫酸(演示实验2mL，学生实验0.5mL)，其目的是实现其第二个作用——吸水性，吸收酯化反应过程中生成的水，促进酯化反应的平衡向生成酯的方向移动，使实验现象更加明显。
正因如此，酯水解反应中不宜加入浓硫酸，而应加入稀硫酸，且量也较少(几滴即可)。
3酯化反应实验中的副反应乙酸、乙醇在与浓硫酸共热时因温度不同可发生取代反应和消去反应，当混合溶液处在较低温度时，乙醇与乙酸发生酯化反应，同时乙醇分子之间还可发生分子间脱水反应生成乙醚；当温度升高至170℃时，乙醇分子内还可发生脱水反应(消去反应)生成乙烯；若继续升温时，浓硫酸还可表现出强氧化性，将乙醇氧化为碳，一氧化碳或二氧化碳，自身还原为二氧化硫，此时实验发生装置里的液体由无色变为棕色，最后变为黑色。
酯化反应速率
酯化反应速率酯化反应速率是指在酯化反应中，生成酯的速度。
酯化反应是一种酸催化的反应，通常由酸催化剂催化。
在反应中，酸催化剂将酯化反应中的羟基与羧酸基团进行酯化反应，生成酯和水。
酯化反应速率的大小取决于多种因素，包括反应物浓度、温度、酸催化剂浓度、反应时间和反应物种类等因素。
反应物浓度是影响酯化反应速率的一个重要因素。
当反应物浓度增加时，反应速率也会相应增加。
这是因为反应物的浓度越高，它们更容易相遇并发生反应。
同时，反应物浓度的增加也会导致反应物在反应过程中更频繁地发生碰撞，从而促进反应的进行。
因此，反应物浓度的增加可以显著提高酯化反应速率。
温度也会影响酯化反应速率。
当温度升高时，反应速率也会相应增加。
这是因为高温可以增加反应物的动能，使它们更容易相遇和发生反应。
同时，高温也可以使酸催化剂更活跃，从而促进反应的进行。
因此，温度的升高可以显著提高酯化反应速率。
酸催化剂浓度是另一个影响酯化反应速率的因素。
当酸催化剂浓度增加时，反应速率也会相应增加。
这是因为酸催化剂可以促进反应的进行，使反应物更容易相遇和发生反应。
同时，酸催化剂浓度的增加还可以加速反应物的分解，从而促进反应的进行。
因此，酸催化剂浓度的增加可以显著提高酯化反应速率。
反应时间也是影响酯化反应速率的一个因素。
当反应时间增加时，反应速率也会相应减慢。
这是因为反应进行了一段时间后，反应物的浓度会逐渐降低，反应速率也会随之减慢。
因此，在酯化反应中，反应时间的长度应该控制在一定范围内，以获得最佳的反应速率。
反应物种类也会影响酯化反应速率。
不同的反应物之间的反应速率是不同的，这是由反应物之间的化学性质决定的。
例如，一些反应物可能比其他反应物更易于发生反应，因此可以更快地生成酯。
因此，在酯化反应中，选择适当的反应物组合也可以显著影响反应速率。
酯化反应速率是由多种因素共同决定的。
在实际应用中，我们可以根据具体的反应条件来选择适当的反应条件，以获得最佳的反应速率。
论文：不同催化剂对合成乙酸正丁酯的效果比较
不同催化剂对合成乙酸正丁酯的效果比较摘要：由于酯化反应速率较慢，为了使反应能快速进行，所以使用催化剂进行催化。
本实验是使用不同催化剂合成乙酸正丁酯，然后根据合成的乙酸正丁酯的产量对不同催化剂的效果进行比较。
关键词催化剂乙酸正丁酯前言：乙酸正丁酯是一种重要的有机化工原料，也是染料、香料等的重要中间体，广泛应用于涂料、制革、香料、医药等工业，传统旳酯化方法是用浓硫酸做催化剂进行酯化。
但在酯化反应条件下，硫酸同时具有酯化、脱水和氧化作用，导致一系列副反应的发生，使反应生成的混合物中含有少量醚、硫酸酯、不饱和化合物和羰基化合物等。
作为催化剂的硫酸要经过碱中和、水洗除去。
选择性差，产品质量不好，设备腐蚀严重，同时产生大量废液，污染环境。
因此国内外探讨了一些新型催化剂。
本文就是对浓硫酸、十二水合硫酸铁氨、一水合硫酸氢钠、对甲苯磺酸、六水合三氯化铁作为催化剂，探讨不同催化剂对合成乙酸正丁酯效果的影响。
实验部分1.1实验原理乙酸正丁酯是一种无色透明的可燃性液体，可用作食用香料，也可作清漆、人造革、塑料等的溶剂。
乙酸正丁酯具有比乙酸戊酯略小的水果香味，它可与醇,酮,酯和大多数常用的有机溶剂互溶。
天然的乙酸正丁酯主要存在于苹果、香蕉、樱桃、葡萄等植物中，易挥发，难溶于水，能溶解油脂莘脑，树胶，松香等，有麻醉作用，有刺激性，其比重为d4200. 8825，折光率n D20为1.3941，沸点为126.1。
目前工业上通常以浓硫酸作催化剂，由乙酸与正丁醇直接酯化来合成乙酸正丁酯，该方法存在腐蚀设备、副产品多、后处理繁琐、容易污染环境、产率低等缺点。
随着人们的环保意识的提高，利用其它催化剂代替硫酸催化乙酸正丁酯成为必然趋势。
近几年来，不少学者在合成乙酸正丁酯方面作出了大量的工作，并且取得了一些成果。
合成乙酸正丁酯的催化剂有：FeCl3•6H2O、对甲苯磺酸、浓硫酸、磷钨酸铋、硫酸氢钠、SnCl4•5H2O纳米无机氧化物、四水氯化锰、三氯化铝、十二水合硫酸铁铵、氨基磺酸、磷酸二氢钠、硫酸钛等等。
硫酸在有机化学反应中的作用
硫酸在有机化学反应中的作用一、浓硫酸的催化作用和脱水作用在下面的一些反应中，浓硫酸不仅提供H＋起着催化作用，还从有机物中按水的组成脱去氢氧元素起脱水作用。
1、酯化反应：醇与酸作用生成醋，反应进行得很慢，需要浓硫酸作催化剂，它的催化作用在于氢离子先和羧酸中的羧基作用，这就使羧基的碳原子带有更高的正电荷，有利于亲核试剂醇(ROH)的进攻，然后失去一分子水，再失去氢离子，即成酯。
由反应可知，浓硫酸在酯化反应中，是催化剂，同时又有脱水作用，使得醇与酸分子间脱水而生成酯。
2、醇的消去反应如第一醇的消去反应：其反应机理如下：醇通过生成锌盐，从而产生的碳正离子，释放出氢离子形成烯烃，这个过程比醇本身脱水更加容易，所以醇的脱水在硫酸中进行。
在整个过程中，浓硫酸既是催化剂又是脱水剂。
3、醇的分子间脱水成醚醇的分子间脱水成醚的反应属于取代反应，在这个反应中，浓硫酸同样是起催化作用和脱水作用，如乙醚的生成:反应过程是:二、浓硫酸在混酸中的催化作用和吸水作用如:苯与混酸(硝化剂)反应:这一反应属于硝化反应，浓硫酸在此反应中与硝酸作用生成硝酰正离子NO2＋(或叫硝基正离子)。
上述苯与混酸的反应历程，与苯酚、甲苯等的硝化反应历程相同。
在硝化反应中，浓硫酸除起催化作用外，还起吸水作用，能吸收硝化反应中生成的水，相对保持了反应中中NO2＋的浓度，从而有利于反应进行。
所以硝化反应中浓硫酸起的是催化作用和吸水作用。
三、浓硫酸的磺化作用苯与98%的浓硫酸在75－80℃时发生反应，苯环上的氢原子被磺酸基(－SO3H)取代生成苯磺酸。
如:反应历程:浓硫酸与苯作用，经过一系列反应过程，在苯环上引入了磺酸基(－SO3H)，这磺酸基是由浓硫酸提供的，在有机化合物分子中引入磺酸基的反应叫磺化反应，浓硫酸的作用叫磺化作用。
除这一反应外，浓硫酸直接与芳香烃的反应都是如此，它都起着磺化作用。
四、稀硫酸的催化作用在醋、糖(二糖和多糖)、酰胺、肽类、蛋白质等物质的水解反应中，常加入稀硫酸，没有稀硫酸的存在，上述有的反应几乎不能进行。
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一、实验目的
1.熟悉酯化反应原理及进行的条件，掌握乙酸乙酯的制备方法；
2.掌握液体有机物的精制方法； 3.熟悉常用的液体干燥剂，掌握其使用方法。
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二、实验原理
有机酸酯可用醇和羧酸在少量无机酸催化下直接酯化制得。当没有催化剂 存在时，酯化反应很慢；当采用酸作催化剂时，就可以大大地加快酯化反应的 速度。酯化反应是一个可逆反应。为使平衡向生成酯的方向移动，常常使反应 物之一过量，或将生成物从反应体系中及时除去，或者两者兼用。 本实验利用共沸混合物，反应物之一过量的方法制备乙酸乙酯。
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3.乙酸乙酯的精制
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（1）中和：在粗乙酸乙酯中慢慢地加入约10mL饱和Na2CO3 溶液，直到无二氧化碳气体逸出后，再多加1～3滴。然后将 混合液倒入分液漏斗中，静置分层后，放出下层的水。 （2）水洗：用约10mL饱和食盐水洗涤酯层，充分振摇，静 置分层后，分出水层。 （3）二氯化钙饱和溶液洗 ：再用约20mL饱和CaCl2溶液分 两次洗涤酯层，静置后分去水层。 （4）干燥：酯层由漏斗上口倒入一个50mL干燥的锥形瓶中， 并放入2g无水MgSO4干燥，配上塞子，然后充分振摇至液体 澄清。 （5）精馏：收集74～79℃的馏份，产量约10～12g。
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五、实验结果处理
1.实验所得溶液为无色透明有香味的液体，体积
2.实验中主要原料及产物的理论产量：
名 称 实验用量 mL mol 19 0.32 12 0.21 X 0.21醇 冰乙酸 乙酸乙酯
1:1.5 1:1 1:1
四、实验步骤
1.回流
在100mL圆底烧瓶中，加入12mL冰醋酸和19mL无 水乙醇，混合均匀后，将烧瓶放置于冰水浴中，分批缓慢 地加入5mL浓H2SO4，同时振摇烧瓶。混匀后加入2～3粒沸 石，按图安装好回流装置，打开冷凝水，用电热套加热， 保持反应液在微沸状态下回流30～40min。 2.蒸馏 反应完成后，冷却近室温，将装置改成蒸馏装置， 返 用电热套或水浴加热，收集70～79℃馏份。
洗涤过程可被除去，可用石蕊试纸检验产品是否呈碱性。
4．饱和食盐水主要洗涤粗产品中的少量碳酸钠，还可洗除一部分水。此外， 由于饱和食盐水的盐析作用，可大大降低乙酸乙酯在洗涤时的损失。
5．氯化钙饱和溶液洗涤时，氯化钙与乙醇形成络合物而溶于饱和氯化钙溶
液中，由此除去粗产品中所含的乙醇。 6．乙酸乙酯与水或醇可分别生成共沸混合物，若三者共存则生成三元共沸
主反应： 副反应：
CH 3COOH CH 3CH 2OH CH 3COOCH2CH 3 H 2O
CH 3CH 2OH CH 3CH 2OH CH 3CH 2OCH 2CH 3 H 2O
（140℃～150℃）
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三、实验用仪器和药品
1、仪器
圆底烧瓶、冷凝管、温度计、蒸馏头、温度计套管、分液漏斗、酒精 灯、接液管、锥形瓶
2、药品
冰醋酸 无水乙醇 浓硫酸 12ml（12.6g，0.21mol） 19ml（15g，0.32mol） 5ml
饱和碳酸钠溶液 饱和氯化钙溶液 饱和食盐水 无水硫酸镁
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混合物。因此，酯层中的乙醇不除净或干燥不够时，由于形成低沸点的共沸
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混合物，从而影响酯的产率。
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思考题
1．在本实验中硫酸起什么作用？
2．为什么乙酸乙酯的制备中要使用过量的乙醇？若采用醋酸过量 的做法是否合适？为什么？
3．蒸出的粗乙酸乙酯中主要有哪些杂质？如何除去它们？
4．能否用浓的氢氧化钠溶液代替饱和碳酸钠溶液来洗涤蒸馏液？ 5．用饱和氯化钙溶液洗涤，能除去什么？为什么先用饱和食盐水
洗涤？可以用水代替饱和食盐水行吗？
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18.5
3.计算产率： 产率= 4.结果分析、讨论
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六、注意事项
1．实验进行前，圆底烧瓶、冷凝管应是干燥的。
2．回流时注意控制温度，温度不宜太高，否则会增加副产物的量。
3．在馏出液中除了酯和水外，还含有未反应的少量乙醇和乙酸，也还有副 产物乙醚，故加饱和碳酸钠溶液主要除去其中的酸。多余的碳酸钠在后续的