题目内容

4.1,2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂,常温下它是无色液体,密度是2.18g•cm3,沸点131.4℃,熔点9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂.在实验中可以用如图所示装置制备1,2-二溴乙烷.其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液,试管d中装有液溴(表面覆盖少量水).请填写下列空白:
(1)写出制备1,2-二溴乙烷的两个化学方程式:CH3CH2OH$→_{浓硫酸}^{170℃}$CH2=CH2↑+H2O、CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br.
(2)安全瓶b可以防止倒吸,并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞.请写出发生堵塞时瓶b中的现象:b中水面会下降,玻璃管中的水面会上升,甚至溢出.
(3)反应后期a中反应物混合液的颜色逐渐变黑,请用简要文字说明原因:浓硫酸有脱水性,能使乙醇脱水生成碳,呈黑色.
(4)容器c、e中NaOH溶液的作用分别是除去乙烯中混有的CO2和SO2气体、吸收没有反应的溴,防止污染空气.
(5)某学生做此实验时,使用一定量的液溴,当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量,比正常情况下超出许多,如果装置的气密性没有问题,试分析其可能的原因乙醇和浓硫酸混合液没有完全反应生成乙烯,或乙烯发生(或通过液溴)速度过快.

分析 实验原理:乙醇和浓硫酸反应主要生成乙烯气体,还可能混有碳和浓硫酸反应生成的CO2和SO2气体,b为安全瓶,c为净化除杂装置,d为乙烯和溴的反应装置,e为尾气吸收装置;
(1)实验室中用乙醇和浓硫酸加热来制取乙烯,然后用乙烯和溴单质的加成反应来制得1,2-二溴乙烷;
(2)依据当d堵塞时,气体不畅通,则在b中气体产生的压强将水压入直玻璃管中,甚至溢出玻璃管;
(3)浓硫酸有脱水性,使乙醇脱水,生成碳,呈黑色;
(4)C为净化装置,e为尾气吸收装置;
(5)乙醇和浓硫酸混合液没有完全反应生成乙烯.

解答 解:(1)实验室中用乙醇和浓硫酸加热来制取乙烯,然后用乙烯和溴单质的加成反应来制得1,2-二溴乙烷,发生反应的化学方程式为:CH3CH2OH$→_{浓硫酸}^{170℃}$CH2=CH2↑+H2O,CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br;
故答案为:CH3CH2OH$→_{浓硫酸}^{170℃}$CH2=CH2↑+H2O,CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br;
(2)试管d发生堵塞时,b中压强不断增大,会导致b中水面下降,玻璃管中的水柱上升,甚至溢出,
故答案为:b中水面会下降,玻璃管中的水面会上升,甚至溢出;
(3)a中反应物为乙醇和浓硫酸的混合液,浓硫酸有脱水性,乙醇是由C、H、O三种元素组成的有机物,浓硫酸可以使乙醇脱水,生成碳,呈黑色;
故答案为:浓硫酸有脱水性,能使乙醇脱水生成碳,呈黑色;
(4)a中浓硫酸可以使部分乙醇脱水,生成碳,碳和浓硫酸反应生成H2O、CO2和SO2气体,混合气体通过c瓶,CO2和SO2气体被氢氧化钠吸收,d中乙烯和溴反应后,没有反应完的溴被e瓶的氢氧化钠吸收,防止污染空气;
故答案为:除去乙烯中混有的CO2和SO2气体;吸收没有反应的溴,防止污染空气;
(5)当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量,比正常情况下超过许多的原因可能是乙烯发生(或通过液溴)速度过快,导致大部分乙烯没有和溴发生反应;此外,也可能是实验过程中,乙醇和浓硫酸混合液没有完全反应生成乙烯,主要原因有:①随反应进行浓硫酸变稀,不再和乙醇发生反应,②乙醇和浓硫酸的混合液没有迅速达到170℃(答“控温不当“亦可),会导致副反应的发生和副产物的生成,③浓硫酸可以使部分乙醇脱水,生成碳,碳和浓硫酸反应生成H2O、CO2和SO2气体;
故答案为:乙醇和浓硫酸混合液没有完全反应生成乙烯,或乙烯发生(或通过液溴)速度过快.

点评 本题考查了制备实验方案的设计、溴乙烷的制取方法,题目难度不大,注意掌握溴乙烷的制取原理、反应装置选择及除杂、提纯方法是解题的关键,注重培养学生分析问题、解决问题的能力.

练习册系列答案
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