Question

17．实验室制备1，2-二溴乙烷（无色液体，熔点9℃，密度2.2g•cm^-3）的反应原理如下：
CH₃CH₂OH→$→_{170℃}^{H_{2}SO_{4}}$CH₂=CH₂，CH₂=CH₂+B₂→BrCH₂CH₂Br
用少量的溴和足量的乙醇制备1，2-二溴乙烷的装置如图所示：
（1）在此制备实验中，下列说法正确的是cde
a．为使A受热均匀，应采取水浴加热
b．A中乙醇与浓硫酸的最佳体积比为3：1
c．B可以指示后续装置中是否发生堵塞
d．C的目的是吸收反应中可能生成的酸性气体
e．D应用冷水冷却，但又不能过度冷却（如用冰水）
（2）判断该制备反应已经结束的最简单方法是D中褪色
（3）若产物中有少量未反应的Br₂，最好用NaOH洗涤除去；振荡后静置，产物应在下层（填
“上”、“下”）；
（4）实验中乙醇的用量超出理论值，其原因可能是有副反应发生或气流速度过快（任写一种）

Answer 1

分析 实验室制备1，2-二溴乙烷：三颈烧瓶A中发生反应是乙醇在浓硫酸的作用下发生分子内脱水制取乙烯，乙醇发生了消去反应，反应方程式为：CH₃CH₂OH $→_{170℃}^{浓硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，如果D中导气管发生堵塞事故，A中产生的乙烯气体会导致装置B中压强增大，长导管液面会上升，所以装置B中长玻璃管可判断装置是否堵塞，装置B起缓冲作用，浓硫酸具有脱水性、吸水性和强氧化性，能氧化乙醇，CH₃CH₂OH+4H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4SO₂↑+CO₂↑+7H₂O+C，可能生成的酸性气体为二氧化硫、二氧化碳，装置C中放氢氧化钠溶液，发生反应SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O，CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，除去杂质气体，乙烯含有不饱和键C=C双键，能卤素单质发生加成反应，D中乙烯和溴加成生成1，2-二溴乙烷，反应为：CH₂=CH₂+Br-Br→CH₂Br-CH₂Br，制得1，2-二溴乙烷．
（1）a．水浴加热的温度不得超过100℃，该反应的温度为170℃；
b．A中用酒精和浓硫酸制取乙烯时，浓硫酸的体积和酒精体积的比为3：1；
c．如果D中导气管发生堵塞事故，装置B中长导管液面会上升；
d．浓硫酸具有强氧化性，可能氧化乙醇中的碳；
e．乙烯与溴反应时放热，冷却可避免溴的大量挥发，但不能过度冷却（如用冰水），否则使气路堵塞；
（2）乙烯和溴水发生了加成反应；
（3）因Br₂能与NaOH溶液反应，且1，2-二溴乙烷与水互不相溶，所以用氢氧化钠溶液吸收Br₂，振荡后静置，产物应在下层；
（4）乙醇在浓硫酸作催化剂作用下会有乙醚等副产物生成，反应太剧烈时乙醇部分挥发或气流速度过快．

解答 解：（1）a．三颈烧瓶A中发生反应是乙醇在浓硫酸的作用下发生分子内脱水制取乙烯，乙醇发生了消去反应，反应方程式为：CH₃CH₂OH $→_{170℃}^{浓硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，反应为温度为170℃，远超过水的沸点，无法采取水浴加热，故a错误；
b．浓H₂SO₄在该反应中除了起催化作用外，还起脱水作用，保持其过量的原因主要是为了使浓H₂SO₄保持较高的浓度，促使反应向正反应方向进行，
无水乙醇与浓硫酸的体积比为1：3，故b错误；
c．如果D中导气管发生堵塞事故，A中产生的乙烯气体会导致装置B中压强增大，长导管液面会上升，故c正确；
d．浓硫酸具有强氧化性，将乙醇氧化成二氧化碳，自身被还原成二氧化硫，二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应，SO₂+2NaOH═Na₂SO₃+H₂O，CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，所以C的目的是吸收反应中可能生成的酸性气体，故d正确；
e．溴在常温下，易挥发，乙烯与溴反应时放热，溴更易挥发，冷却可避免溴的大量挥发，但1，2-二溴乙烷的凝固点9℃较低，不能过度冷却，（如用冰水），所以D应用冷水冷却，但又不能过度冷却（如用冰水），故e正确；
故答案为：cde；
（2）该制备反应已经结束，装置D在乙烯和溴水发生加成反应生成1，2-二溴乙烷，1，2-二溴乙烷为无色，所以通过观察溴水颜色是否褪尽，判断装置D中该制备反应是否已经结束，
故答案为：D中褪色；
（3）常温下Br₂和氢氧化钠发生反应：2NaOH+Br₂═NaBr+NaBrO+H₂O，再分液除去，1，2-二溴乙烷和水不互溶，1，2-二溴乙烷密度比水大，所以加水，振荡后静置，产物应在下层，
故答案为：NaOH；下；
（4）乙醇在浓硫酸作催化剂作用下会有乙醚等副产物生成，反应太剧烈时乙醇部分挥发或气流速度过快，
故答案为：有副反应发生或气流速度过快．

点评 本题考查化学实验方案的评价、卤代烃的制备实验，为高频考点，涉及混合物分离提纯、有机物的结构与性质、实验条件控制、对操作分析评价等，把握物质的性质、反应原理、实验技能为解答的关键，注意实验的评价性分析，题目难度中等．