题目内容
10.实验室里浓硫酸与酒精的混合物在一定条件下可制得乙烯.请选用如下装置,验证所生成的乙烯中混有CO2及SO2气体(1)实验室制乙烯时,浓硫酸与酒精按3:1体积比混合,生成乙烯的化学方程式是C2H5OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O.
(2)按气体流向从左→右,则各装置的接口次序是aefg.
(3)能证明生成的乙烯中混有SO2气体的实验现象是:e接口处试管内品红溶液褪色;
(4)能证明生成的乙烯中混有CO2气体的实验现是:f接口处试管内品红溶液不褪色,澄清的石灰水变混浊.
(5)在制气装置中,最终反应混合物的颜色变成黑色.
分析 实验室制乙烯时,浓硫酸与酒精按3:1体积比混合,乙醇发生消去反应生成乙烯,先使用品红检验二氧化硫的产生,再将二氧化硫除去用品红,不能用高锰酸钾,否则乙烯会反应,用品红检验是否除尽,最后用石灰水检验二氧化碳的产生.
(1)实验室制乙烯时,浓硫酸与酒精按3:1体积比混合,乙醇发生消去反应生成乙烯;
(2)按气体流向从左→右,先使用品红检验二氧化硫的产生,再将二氧化硫除去用品红,不能用高锰酸钾,否则乙烯会反应,用品红检验是否除尽,最后用石灰水检验二氧化碳的产生;
(3)二氧化硫能使品红褪色,但是乙烯不能;
(4)二氧化硫和二氧化碳都能使石灰水变浑浊,除干净乙烯后再检验二氧化硫的产生;
(5)乙醇中的碳原子和氢原子被浓硫酸脱去,最后得到黑色的碳单质.
解答 解:(1)实验室制乙烯时,浓硫酸与酒精按3:1体积比混合,乙醇发生消去反应生成乙烯,生成乙烯的化学方程式是C2H5OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O,故答案为:C2H5OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2↑+H2O;
(2)按气体流向从左→右,先使用品红检验二氧化硫的产生,再将二氧化硫除去用品红,不能用高锰酸钾,否则乙烯会反应,用品红检验是否除尽,最后用石灰水检验二氧化碳的产生,所以连接顺序是:acdg.故答案为:aefg;
(3)二氧化硫能使品红褪色,但是乙烯不能,所以能证明生成的乙烯中混有SO2气体的实验现象是:e接口处试管内品红溶液褪色;故答案为:e接口处试管内品红溶液褪色;
(4)二氧化硫和二氧化碳都能使石灰水变浑浊,除干净乙烯后再检验二氧化硫的产生,能证明生成的乙烯中混有CO2气体的实验现是:f接口处试管内品红溶液不褪色,澄清的石灰水变混浊;
(5)乙醇中的碳原子和氢原子被浓硫酸脱去,最后得到黑色的碳单质,即在制气装置中,最终反应混合物的颜色变成黑色,故答案为:黑色.
点评 本题考查了乙醇的消去反应及乙烯的化学性质,题目难度不大,注意掌握乙醇的消去反应原理及乙烯的化学性质、检验方法,(2)为易错点,注意气体化学性质及检验的先后顺序.
| A. | 氧化铜与硫酸溶液反应:Cu2++2H+═Cu2++H2O | |
| B. | 碳酸钠溶液与盐酸反应:Na2CO3+2H+═2Na++H2O+CO2↑ | |
| C. | 少量CO2通入澄清石灰水中:CO2+Ca2++2OH-═CaCO3↓+H2O | |
| D. | 钠投入到水中:Na+H2O═Na++OH-+H2↑ |
| 分类组合 | 碱 | 酸 | 盐 | 氧化物 |
| A | Na2CO3 | H2SO4 | NaCl | CO2 |
| B | NaOH | HCl | NaHCO3 | H2SiO3 |
| C | NaOH | H2CO3 | CaCl2 | SO2 |
| D | KOH | NaHSO4 | CaCO3 | CO2 |
| A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
| A. | NaNO2是氧化剂 | B. | NaNO2在反应中失电子 | ||
| C. | NH4Cl中的N元素被还原 | D. | N2既是氧化剂又是还原剂 |
NaBr+H2SO4→HBr+NaHSO4
C2H5OH+HBr?C2H5Br+H2O
副反应:在该实验中经常会有乙醚、溴等副产物生成,装置如图所示.
| 相对分子质量 | 密度/(g•cm-3) | 沸点/℃ | 溶解度 | |
| 乙 醇 | 46 | 0.789 | 78.3 | 易溶 |
| 溴乙烷 | 109 | 1.46 | 38.2 | 难溶 |
| 浓硫酸 | 98 | 1.84 | 338.0 | 易溶 |
①向A中先加入5mL 95%的无水乙醇(0.085mol)和4.5mL的水,加入溴化钠7.725g,再加入沸石,摇匀.在接受器F中加冷水及3ml饱和亚硫酸氢钠溶液,并将其放入冰水浴中.
②在B中加入9.5mL浓硫酸(0.17mol),向A中缓缓滴入浓硫酸,加热体系,控制反应温度,保持反应平稳地发生,直至无油状物馏出为止;
③分出馏出液中的有机层,加入1-2mL浓硫酸以除去乙醚、乙醇、水等杂质,溶液明显分层后,分离得到粗产物;
④将粗产物转入蒸馏瓶中,加入沸石,在水浴上加热蒸馏,收集35-40℃的馏分,称量得5.23g.
回答问题:
(1)仪器E的名称为冷凝管;反应装置中有使用C、D两根温度计,其中D温度计的作用是:D温度计用来测反应体系的温度
(2)步骤①在接受器F中加冷水以及将F放入冰水浴中的目的是溴乙烷沸点低、极易挥发,冰水主要可以防止溴乙烷的挥发.饱和亚硫酸氢钠溶液的作用是除去反应中的副产物溴;
(3)步骤②中浓硫酸要缓缓滴加而不一次加入,其作用有abd(填标号).
a.可以防止乙醇发生碳化 b.避免生成HBr的速度过快,减少其挥发
c.避免溶液发生暴沸 d.减少因浓硫酸氧化HBr而生成副产物溴;
(4)步骤③中分出馏出液中有机层的操作名称为分液.加入浓硫酸除杂后的溶液明显分层,粗产物在上层(填“上”或“下”);
(5)本实验的产率为64%.
| 乙醇 | 溴乙烷 | 溴 | |
| 状态 | 无色液体 | 无色液体 | 深红棕色液体 |
| 密度/g.cm-3 | 0.79 | 1.44 | 3.1 |
| 沸点/℃ | 78.5 | 38.4 | 59 |
| 水溶性 | 易溶 | 难溶 | 微溶 |
(2)若选用较浓的硫酸作为反应物,得到的产品则会呈棕黄色,这说明反应过程中有Br2生成.为去除颜色,最好选择下列的d溶液来洗涤产品.
a.四氯化碳 b.硫酸钠 c.碘化亚铁 d.亚硫酸钠
产品选择上述溶液洗涤后,还需再用蒸馏水洗涤一次.洗涤液与产品分离的方法是分液(填方法名称).
(3)装置中,B和D两部分的作用分别是:B冷凝回流反应物,冷却产物蒸汽;D冷凝产品.