Question

20．某学习小组探究溴乙烷的消去反应并验证产物．
实验原理：CH₃CH₂Br+NaOH$\stackrel{醇}{→}$CH₂=CH₂↑+NaBr+H₂O
实验过程：组装如图所示装置，检查装置气密性，向烧瓶中注入10mL溴乙烷和15mL饱和氢氧化钠乙醇溶液，微热，观察实验现象．一段时间后，观察到酸性KMnO₄溶液颜色褪去．
（1）甲同学认为酸性KMnO₄溶液颜色褪去说明溴乙烷发生了消去反应，生成了乙烯；而乙同学却认为甲同学的说法不严谨，请说明原因：乙醇易挥发，挥发出来的乙醇也可以使酸性KMnO₄溶液褪色．
（2）丙同学认为只要对实验装置进行适当改进，即可避免对乙烯气体检验的干扰，改进方法：在小试管之前增加一个盛有冷水的洗气瓶．
改进实验装置后，再次进行实验，却又发现小试管中溶液颜色褪色不明显．该小组再次查阅资料，对实验进行进一步的改进．
资料一：溴乙烷于55℃时，在饱和氢氧化钠的乙醇溶液中发生取代反应的产物的百分比为99%，而消去反应产物仅为1%．
资料二：溴乙烷发生消去反应比较适宜的反应温度为90℃～110℃，在该范围，温度越高，产生乙烯的速率越快．
资料三：溴乙烷的沸点：38.2℃．
（3）结合资料一、二可知，丙同学改进实验装置后，溶液颜色褪色不明显的原因可能是反应温度较低，此时发生反应的化学方程式为：CH₃CH₂Br+NaOH$\stackrel{55℃}{→}$CH₃CH₂OH+NaBr．
（4）结合资料二、三，你认为还应该在实验装置中增加的两种仪器是①冷凝管（或者用较长的导气管）．②量程为200℃温度计．

Answer 1

分析 （1）从反应装置出来的气体除了生成的乙烯外还有挥发出来的乙醇，乙醇和乙烯都能使酸性KMnO₄溶液颜色褪色；
（2）根据（1）的分析，只要在通入酸性KMnO₄溶液之前除去乙醇就可以证明生成乙烯了；
（3）根据改进实验装置后，溶液颜色褪色不明显，说明生成的乙烯量很少，结合资料一：溴乙烷于55℃时，在饱和氢氧化钠的乙醇溶液中发生取代反应的产物的百分比为99%，而消去反应产物仅为1%不难分析原因；
（4）根据资料二：溴乙烷发生消去反应比较适宜的反应温度为90℃～110℃，在该范围，温度越高，产生乙烯的速率越快，说明要产生乙烯要控制温度在90℃～110℃，所以需要一个量程为200℃温度计，再根据资料三：溴乙烷的沸点：38.2℃，所以在制得的乙烯中会含有溴乙烷气体的杂质，需要冷凝除去，所以需要冷凝管．

解答 解：（1）因为乙醇具有挥发性，所以从反应装置出来的气体除了生成的乙烯外还有挥发出来的乙醇，乙烯和乙醇都可以使酸性KMnO₄溶液颜色褪去，故不一定是产生的乙烯，
故答案为：乙醇易挥发，挥发出来的乙醇也可以使酸性KMnO₄溶液褪色；
（2）根据（1）的分析，只要在通入酸性KMnO₄溶液之前除去乙醇就可以证明生成乙烯了，除去乙醇最简单的方法就是通入水中而且又不影响乙烯；
故答案为：在小试管之前增加一个盛有冷水的洗气瓶；
（3）根据改进实验装置后，溶液颜色褪色不明显，说明生成的乙烯量很少，结合资料一：溴乙烷于55℃时，在饱和氢氧化钠的乙醇溶液中发生取代反应的产物的百分比为99%，而消去反应产物仅为1%，所以应该是反应温度较低主要发生了取代反应，方程式为：CH₃CH₂Br+NaOH$\stackrel{55℃}{→}$CH₃CH₂OH+NaBr；
故答案为：反应温度较低；CH₃CH₂Br+NaOH$\stackrel{55℃}{→}$CH₃CH₂OH+NaBr；
（5）根据资料二：溴乙烷发生消去反应比较适宜的反应温度为90℃～110℃，在该范围，温度越高，产生乙烯的速率越快，说明要产生乙烯要控制温度在90℃～110℃，所以需要一个量程为200℃温度计，再根据资料三：溴乙烷的沸点：38.2℃，所以在制得的乙烯中会含有溴乙烷气体的杂质，需要冷凝除去，所以需要冷凝管．
故答案为：冷凝管（或者用较长的导气管）；量程为200℃温度计．

点评 本题主要考查了探究溴乙烷的消去反应的条件并验证产物，正确分析题干信息为解答关键，注意掌握物质性质实验方案的设计原则，试题侧重考查学生的分析、理解能力及综合应用所学知识的能力，难度中等．