Question

杭州一中化学学习小组对实验室用乙醇和浓硫酸加热来制备乙烯的反应进行探究，他们发现以下实验现象：
①反应过程中产生的气体有刺激性气味    ②反应后的溶液呈棕黑色
对此，他们猜测可能还有以下副反应：
C₂H₅OH+2H₂SO₄（浓）=2C+2SO₂↑+5H₂O      C+2H₂SO₄（浓）=CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O
为了验证他们的猜想，他们将实验进行了如下改正，（如图所示）气体的流向做如下设计：A-B-C-D ①-E-F-G  A-B-C-D②-H-I-K
三通管的作用是可以用止水夹夹住连接的橡皮管控制气体流向．
通过查资料得知，乙烯与酸性KmnO₄溶液反应可以生成CO₂．
他们实验的目的是通过下图设计的实验验证所有的可能产物（CO₂、SO₂、H₂O、C₂H₄）
请你根据他们的设计完成下列问题：

（1）装置A中缺少一种重要的仪器，这种仪器的作用为

 

．
（2）装置B中所装的试剂是

 

，作用是

 

．
（3）装置C的作用是

 

．
（4）装置E中所装的试剂是

 

，作用是

 

．
（5）装置H中所装的试剂是

 

，作用是

 

．
（6）能够证明有CO₂气体的现象是

 

．
（7）E中试剂与SO₂反应的离子方程式为

 

．H中试剂与SO₂反应的离子方程式为

 

．

Answer 1

考点：乙醇的消去反应

专题：实验题

分析：（1）用乙醇制取乙烯的反应中，需要用温度计控制反应温度；
（2）装置B用于检验混合气体中是否含有水分，可以用白色的无水硫酸铜检验；
（3）装置C中盛放的是品红溶液，用于检验混合气体中是否含有二氧化硫；
（4）①-E-F-G中，G为澄清石灰水，用于检验二氧化碳，则装置E的目的是除去混合气体中的乙烯和二氧化硫，避免干扰二氧化碳检验；
（5）装置K用于检验乙烯，则应该先将混合气体中的二氧化硫除去，所以装置H用于除去二氧化硫，可以使用氢氧化钠溶液；
（6）装置F用于检验二氧化硫是否除去，装置H用于检验二氧化碳，据此判断二氧化碳存在的现象；
（7）装置E中溴水与二氧化硫反应生成硫酸和溴化氢；装置H中氢氧化钠溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水，据此写出反应的离子方程式．

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，反应方程式为：CH₃CH₂OH

浓硫酸

170℃

CH₂=CH₂↑+H₂O，装置中缺少温度计，需要用温度计可知反应温度，
故答案为：控制反应温度；      
（2）混合气体中可能含有CO₂、SO₂、H₂O、C₂H₄，需要先用无水硫酸铜检验水蒸气，然后用品红溶液检验二氧化硫，所以装置B中盛放的是白色的无水硫酸铜，如果有水蒸气，则白色的无水硫酸铜变成蓝色，
故答案为：无水CuSO₄；检验水蒸气；
（3）二氧化硫检验漂白性，能够使品红溶液褪色，所以装置C用于检验混合气体中是否含有二氧化硫，
故答案为：检验SO₂；
（4）根据图示装置可知，G中盛放澄清石灰水，用于检验二氧化碳气体，用于二氧化硫也能够使澄清石灰水变浑浊，则应该先除去混合气体中的二氧化硫，所以装置H中盛放溴水，目的是除去SO₂和C₂H₄，
故答案为：溴水； 除去SO₂和C₂H₄；
（5）根据图示装置可知，装置K中溴水用于检验混合气体中的乙烯，用于二氧化硫也能够与溴水反应，则应该先除去混合气体中的二氧化硫，装置H中可以使用氢氧化钠溶液，
故答案为：NaOH溶液；除去SO₂和CO₂；
（6）检验混合气体中是否含有二氧化碳，则应该先判断混合气体中不含二氧化硫，然后用澄清石灰水检验，所以证明二氧化碳存在的现象为：F中品红不褪色，G中石灰水变浑浊，
故答案为：F中品红不褪色，G中石灰水变浑浊；
（7）装置E中溴水与二氧化硫反应生成硫酸和溴化氢，反应的离子方程式为：SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+2Br^-+4H⁺；
装置H中二氧化硫与氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水，反应的离子方程式为：SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O，
故答案为：SO₂+Br₂+2H₂O=SO₄^2-+2Br^-+4H⁺；SO₂+2OH^-=SO₃^2-+H₂O．

点评：本题考查了乙醇的消去反应的实验，题目难度中等，试题题量较大，知识点较多，综合性较强，注意掌握乙醇、乙烯的化学性质，明确乙烯的检验方法，试题充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力．