Question

2．实验室制乙烯通常采用95%的乙醇与浓硫酸（体积比为1：3）混合加热到170℃方法制得，其制备原理可表示如下：
CH₃CH₂OH+H₂SO₄（浓）$\stackrel{100℃}{?}$ CH₃CH₂OSO₂OH+H₂O　　①
CH₃CH₂OSO₂OH（浓）$\stackrel{170℃-15℃}{?}$ CH₂═CH₂+H₂SO₄　　②
（1）浓硫酸在乙烯生成中作用为催化作用，反应①属于取代（酯化）反应，反应②属于消去反应．
（2）此法在实际操作中由于浓H₂SO₄的用量大、比热容高，加热至170℃所需时间长，有人将乙醇和浓H₂SO₄的混合液加热到80℃时，一次性投入一些小碎块的生石灰，大大缩短了反应所需时间，提高了乙烯的产率，试用速率和平衡理论解释之CaO与水反应放热体系温度升高，加快反应速率，CaO与H₂O反应使H₂O量减小促使可逆反应（1）向右移动，CaO与浓H₂SO₄也反应但反应很快，生石灰与水反应占主导地位．
（3）反应过程中乙醇常被炭化，使溶液有黑色物质出现，随着反应进行炭化现象越来越严重，同时还可使制得的乙烯气体中含有CO₂、SO₂等气体，为了减少反应过程中炭化现象又不影响乙烯的生成，下列措施合理的是B、C、E．
A．调整乙醇和浓硫酸的体积比为1：4
B．调整乙醇和浓硫酸的体积比为1：2
C．用大理石代替碎瓷片
D．降低反应体系温度至140℃
E．用其他脱水剂（如P₂O₅）代替浓硫酸
（4）如图为有人设计确认混合气体中含有乙烯和二氧化硫的实验装置图．（下列试剂可供选择：品红溶液、氢氧化钠溶液、溴水、酸性高锰酸钾）
A①②③④中可盛放的试剂分别为①品红；②NaOH溶液；③品红溶液；④Br₂或酸性KMnO₄；
B能说明二氧化硫气体存在的现象是装置①中品红褪色．
C能确认含有乙烯的现象是装置③中品红不褪色，装置④中溶液褪色．

Answer 1

分析 （1）对比反应①、②可知反应中硫酸起到催化剂的作用，结合官能团的变化判断反应类型；
（2）CaO可与水反应，且反应放热，可加快反应速率且使pH正向移动；
（3）浓硫酸具有脱水性，为减少反应过程中炭化现象又不影响乙烯的生成，不能改变反应温度，可降低硫酸的使用量或用其它替代品；
（4）制得的乙烯气体中通常会含有CO₂、SO₂等气体，为确认混合气体中含有乙烯和二氧化硫，利用二氧化硫具有漂白性，乙烯可以使溴水或高锰酸钾溶液褪色，但检验乙烯前，需要把二氧化硫全部除去，一般用氢氧化钠溶液吸收，吸收后用品红溶液检验是否除净；试剂选择为品红试液检验二氧化硫存在、氢氧化钠溶液吸收二氧化硫、品红试液检验二氧化硫是否除净、溴水或高锰酸钾溶液褪色检验乙烯的存在．

解答 解：（1）对比反应①、②可知反应中硫酸起到催化剂的作用，反应①属于取代反应或酯化反应，反应②属于消去反应，
故答案为：催化作用；取代（酯化）；消去；
（2）加入氧化钙，CaO与水反应放热体系温度升高，加快反应速率，CaO与H₂O反应使H₂O量减小促使可逆反应（1）向右移动，CaO与浓H₂SO₄也反应但反应很快，生石灰与水反应占主导地位，
故答案为：CaO与水反应放热体系温度升高，加快反应速率，CaO与H₂O反应使H₂O量减小促使可逆反应（1）向右移动，CaO与浓H₂SO₄也反应但反应很快，生石灰与水反应占主导地位；
（3）浓硫酸具有脱水性，为减少反应过程中炭化现象又不影响乙烯的生成，不能改变反应温度，可降低硫酸的使用量或用其它替代品，则B、C、E正确，
故答案为：B、C、E；
（4）制得的乙烯气体中通常会含有CO₂、SO₂等气体，为确认混合气体中含有乙烯和二氧化硫，利用二氧化硫具有漂白性，乙烯可以使溴水或高锰酸钾溶液褪色，但检验乙烯前，需要把二氧化硫全部除去，一般用氢氧化钠溶液吸收，吸收后用品红溶液检验是否除净；试剂选择为品红试液检验二氧化硫存在、氢氧化钠溶液吸收二氧化硫、品红试液检验二氧化硫是否除净、溴水高锰酸钾溶液褪色检验乙烯的存在，
A．由以上分析可知①为品红；②为NaOH溶液；③为品红溶液；④为Br₂或酸性KMnO₄，
故答案为：品红；NaOH溶液；品红溶液；Br₂或酸性KMnO₄；
B．能说明二氧化硫气体存在的现象是装置①中品红褪色，故答案为：装置①中品红褪色；
C．能确认含有乙烯的现象是装置③中品红不褪色，装置④中高锰酸钾溶液褪色，故答案为：装置③中品红不褪色，装置④中溶液褪色．

点评 本题考查物质的制备以及性质实验，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析、实验能力的考查，题目侧重考查考查实验室制取乙烯方法，难度不大，关键是把握住实验室制取乙烯的原理，对于仪器及试剂使用的目的清楚．