Question

16．某研究小性學習小組的同學欲用如圖所示的裝置完成下列實驗，驗證制得的乙烯氣體中含有SO₂、CO₂、水蒸氣；確定乙烯與單質(zhì)溴能否反應及反應類型．
（1）寫出生成上述無機副產(chǎn)物的化學方程式C+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．
（2）為實現(xiàn)上述目的，裝置連接的預期順序（各裝置限用一次）為FA→B→E→CD．
（3）實驗中，混合濃硫酸與乙醇的方法是濃硫酸慢慢加到另一種物質(zhì)中；加熱F裝置時必須使液體溫度170℃．
（4）驗證有CO₂生成的裝置中產(chǎn)生的現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁，有同學通過分析安裝后的實驗裝置構(gòu)成后認為，僅由該裝置內(nèi)現(xiàn)象無法確定生成物中是否含有CO₂，該同學作出此判斷的依據(jù)是SO₂也能使澄清石灰水變渾濁．
（5）改進裝置設(shè)計中可能存在的所有缺陷后，當C中現(xiàn)象為溴的四氯化碳溶液顏色會逐漸褪色，表明單質(zhì)溴要與乙烯反應；若D中溶液有淡黃色沉淀表明C中發(fā)生的是取代反應；若D沒有出現(xiàn)前面所描述的現(xiàn)象時，表明C中發(fā)生的是加成反應．

Answer 1

分析 本題是以乙醇與濃硫酸混合加熱至170℃制乙烯為載體，探究乙烯與溴反應原理，因濃硫酸的強氧化性和脫水性，制乙烯的同時有副產(chǎn)物SO₂、CO₂生成，因SO₂的還原性影響乙烯與溴的加成反應，故需要先除溴和CO₂，再驗證乙烯與溴的反應，具體流程是先利用A中NaOH溶液吸收SO₂和CO₂，并用B裝置中的澄清石灰水檢驗兩氣體是否完全除去，再利用E裝置進行干燥，最后通入C裝置與溴反應，并結(jié)合D中硝酸銀溶液驗證反應原理，據(jù)此可作答；
（1）因濃硫酸的脫水性，乙醇與濃硫酸混合后有少量碳生成，碳再濃硫酸混合加熱得到SO₂和CO₂，結(jié)合質(zhì)量守恒可寫出此反應的化學方程式；
（2）根據(jù)實驗目的及題干信息，應該先用氫氧化鈉溶液除去SO₂、CO₂，再用澄清石灰水檢驗雜質(zhì)是否除盡，然后用濃硫酸干燥乙烯，再用溴的四氯化碳溶液檢驗乙烯的性質(zhì)，用D檢驗是否有溴化氫生成從而判斷乙烯與溴的反應類型；
（3）類比濃硫酸的稀釋方法解答，即應該將濃硫酸加入乙醇中，乙醇與濃硫酸混合加熱制乙烯的溫度是170℃；
（4）CO₂能使澄清石灰水變渾濁，可利用B中澄清石灰水檢驗，混合氣體中SO₂也能使澄清石灰水變渾濁；
（5）溴的四氯化碳溶液顯紅棕色，如果乙烯能與溴反應，隨著反應的進行，消耗的溴越來越多，溶液的顏色會變淺直至褪色，如果乙烯與溴發(fā)生加成反應，C中無氣體逸出，如果發(fā)生取代反應，只會有HBr氣體生成進入D中，可結(jié)合反應的現(xiàn)象判斷．

解答 解：（1）因濃硫酸的強氧化性，乙醇脫水生成的碳和濃硫酸反應的化學方程式為C+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，故答案為：C+2H₂SO₄$\frac{\underline{\;加熱\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；
（2）為得到純凈的乙烯，應用NaOH溶液除去SO₂、CO₂，（并用石灰水檢驗是否除盡），然后用硫酸銅粉末或CaCl₂干燥；乙烯與單質(zhì)溴之間可能發(fā)生加成反應，也可能發(fā)生取代反應，若是取代反應，則會有HBr生成，HBr與AgNO₃溶液反應會產(chǎn)生淺黃色沉淀，所以裝置連接順序為：F→A→B→E→C→D，故答案為：A→B→E→C；
（3）濃硫酸密度大于乙醇，且混合過程中放熱大量熱，所以應該將濃硫酸加入乙醇中，混合加熱到170℃時有乙烯生成，故答案為：濃硫酸；170℃；
（4）CO₂遇澄清石灰水變渾濁，SO₂也能使澄清石灰水變渾濁，因此無法確定生成物中一定有CO₂，故答案為：澄清石灰水變渾濁；SO₂也能使澄清石灰水變渾濁；
（5）乙烯與溴反應后，溴的四氯化碳溶液顏色會逐漸褪色，如果溴與乙烯發(fā)生的是取代反應，生成的溴化氫遇硝酸銀溶液會生成淡黃色沉淀，如果發(fā)生的是加成反應，D中無現(xiàn)象，故答案為：溴的四氯化碳溶液顏色會逐漸褪色；淡黃色沉淀；加成．

點評 本題考查了乙烯的實驗室制備和性質(zhì)的檢驗，明確制備原理是解題關(guān)鍵，注意掌握乙醇的化學性質(zhì)、乙烯性質(zhì)及檢驗方法，題目難度不大．