题目内容

6.为探究乙烯与溴的加成反应,甲乙两名同学进行如图实验设计:
甲同学:先取一定量的工业用乙烯气体(在储气瓶中),使气体通往溴水中,发现溶液褪色,即证明乙烯与溴水发生了加成反应.
乙同学发现在甲同学的实验中,褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质,推测在工业上制得的乙烯中还可能含有少量还原性气体杂质,由此他提出必须先除去杂质,然后乙烯再与溴水反应.
回答下列问题.
(1)甲同学的实验中有关的化学方程式为:CH2═CH2+Br2→CH2BrCH2Br.
(2)甲同学设计的实验不能(填“能”或“不能”)验证乙烯与溴发生加成反应.理由是:Br2+H2S═S↓+2HBr;SO2+Br2+2H2O═2HBr+H2SO4.
(3)乙同学推测此乙烯中必定含有一种杂质气体是H2S(填化学式),在验证过程中必须除去杂质气体,为此,乙同学设计了如图所示的实验装置.则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ装置中需要盛放的试剂依次是:①(或②)①③.
①CuSO4溶液②NaOH溶液③溴水④酸性KMnO4溶液
(4)为验证这一反应是加成反应而不是取代反应,丙同学提出可用PH试纸来测反应后溶液的酸碱性,理由是向反应后的溶液中滴加石蕊试液,溶液不变红,说明该反应为加成反应而非取代反应.

分析 (1)乙烯分子中含有碳碳双键,能够与溴水发生加成反应生成CH2BrCH2Br,据此写出反应的化学方程式;
(2)工业用乙烯气体中含有二氧化硫、硫化氢等物质,因SO2、H2S能将溴水还原而使之褪色,故溴水褪色不能证明是乙烯与溴水发生了加成反应;
(3)褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质,生成的乙炔中必定含有硫化氢气体,可与溴水发生氧化还原反应而使溴水褪色;根据杂质硫化氢与被提纯的乙烯气体的化学性质进行解答,实现乙同学的方案应用硫酸铜溶液除去硫化氢并检验是否完全除尽,之后再用溴水检验是否生成乙炔;
(4)乙烯若与溴水发生取代,则有HBr生成从而使溶液显酸性,若发生加成反应则生成CH2BrCH2Br溶液不显酸性.

解答 解:(1)甲同学利用的是乙烯与溴水发生加成反应使溴水褪色的原理,反应的化学方程式为:CH2═CH2+Br2→CH2BrCH2Br,
故答案为:CH2═CH2+Br2→CH2BrCH2Br;
(2)工业用乙烯气体中含有二氧化硫、硫化氢等物质,硫化氢气体具有还原性,能与溴水发生氧化还原反应生成硫和溴化氢,反应方程式为:Br2+H2S═S↓+2HBr,SO2能将溴水还原而使之褪色,反应方程式为:SO2+Br2+2H2O═2HBr+H2SO4,溴水褪色不能证明是乙烯与溴水发生了加成反应,
故答案为:不能;Br2+H2S═S↓+2HBr;SO2+Br2+2H2O═2HBr+H2SO4;
(3)褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质,生成的乙炔中必定含有硫化氢气体,硫化氢气体具有还原性,能与溴水发生氧化还原反应生成硫和溴化氢,反应方程式为:Br2+H2S═S↓+2HBr;选用的除杂试剂能够除去硫化氢气体,但是不能与乙烯反应,也不能引进新的气体杂质,实现乙同学的方案应用硫酸铜溶液除去硫化氢并检验是否完全除尽,可以选用硫酸铜溶液或氢氧化钠溶液即①或②,硫酸铜溶液为蓝色溶液,根据其是否褪色判断硫化氢是否完全除去,不能用酸性KMnO4溶液,因其具有强氧化性能氧化硫化氢,
之后再用溴水检验是否生成乙炔,即①(或②)①③,
故答案为:H2S;H2S+Br2═2HBr+S↓;①(或②)①③;
(4)乙烯若与溴水发生取代,则有HBr生成从而使溶液显酸性,若发生加成反应则生成CH2BrCH2Br溶液不显酸性,所以检验方法为:向反应后的溶液中滴加石蕊试液,溶液不变红,说明该反应为加成反应而非取代反应,
故答案为:向反应后的溶液中滴加石蕊试液,溶液不变红,说明该反应为加成反应而非取代反应.

点评 本题主要考查乙烯的制备和性质实验、物质的分离与除杂,题目难度中等,注意掌握乙烯的制备原理及具有的化学性质,明确物质的分离与除杂方法,试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力.

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