题目内容

17．为探究实验室制乙烯及乙烯和溴水的加成反应．甲同学设计了如图所示的实验装置，并进行了实验．当温度升至170℃左右时，有大量气体产生，产生的气体通入溴水中，溴水的颜色迅速褪去．甲同学认为达到了实验目的．
乙同学仔细考察了甲同学的整个实验过程，发现当温度升到100℃左右时，无色液体开始变色，到160℃左右时，混合液全呈黑色，在170℃超过后生成气体速度明显加快，生成的气体有刺激性气味．由此他推出，产生的气体中应有杂质，可能影响乙烯的检出，必须除去．据此回答下列问题：
（1）写出甲同学实验中两个反应的化学方程式：CH3CH2OH $→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O、CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br．
（2）乙同学观察到的黑色物质是C，刺激性气体是SO2．乙同学认为刺激性气体的存在就不能认为溴水褪色是乙烯的加成反应造成的．
原因是（用化学方程表示）：SO2+Br2+2H2O=H2SO4 +2HBr．
（3）丙同学根据甲乙同学的分析，认为还可能有CO、CO2两种气体产生．为证明CO存在，他设计了如下过程（该过程可把实验中产生的有机产物除净）：发现最后气体经点燃是蓝色火焰，确认有一氧化碳．

①设计装置a的作用是安全装置，防倒吸
②浓溴水的作用是吸收乙烯、二氧化硫气体，稀溴水的作用是检验乙烯、二氧化硫是否除尽．

分析 （1）实验室制备乙烯所用的原料为乙醇，浓硫酸作催化剂、脱水剂，反应条件是加热到170℃；溴水中的溴与乙烯发生加成反应；
（2）浓硫酸具有强氧化性，能氧化乙醇；二氧化硫和溴发生氧化还原反应；
（3）①造成倒吸，是由于装置内的大气压与外面的大气压有一定的差值；
②浓溴水能和乙烯和二氧化硫反应．

解答 解：（1）利用乙醇在浓硫酸的催化作用下发生分子内脱水制取乙烯，乙醇发生了消去反应：CH3CH2OH $→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O；溴水中的溴与乙烯发生加成反应，即CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br，故答案为：CH3CH2OH $→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O；CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br；
（2）乙同学仔细观察了甲同学的整个实验过程，发现当温度升到100℃左右时，无色液体开始变色，到160℃左右时，混合液全呈黑色，浓硫酸具有强氧化性，能氧化乙醇，把乙醇氧化成碳，同时自身被还原成二氧化硫；二氧化硫和溴发生氧化还原反应生成氢溴酸和硫酸：SO2+Br2+2H2O=H2SO4 +2HBr，
故答案为：C；SO2；SO2+Br2+2H2O=H2SO4 +2HBr；
（3）①乙烯易溶于溴水中，装置内的大气压与外面的大气压有一定的差值，设计装置a可防止浓溴水倒吸到制乙烯的反应容器中，故答案为：安全装置，防倒吸；
②溴水与二氧化硫发生氧化还原反应，溴被二氧化硫中+4价的硫还原成-1价的溴，+4价的硫被溴氧化成+6价的硫，溴水褪色；乙烯和溴水中的溴发生加成反应，溴水褪色，可检验乙烯的存在，二氧化硫和溴发生氧化还原反应生成氢溴酸和硫酸，可检验二氧化硫的存在，
故答案为：吸收乙烯、二氧化硫气体；检验乙烯、二氧化硫是否除尽．

点评 本题考查了乙烯的实验室制法以及产物的检验，掌握相关物质的基本化学性质，是解答本题的关键，平时须注意积累相关反应知识，难度中等．

练习册系列答案
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