Question

5．1，2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂，常温下它是无色液体，密度是2.18克/厘米³，沸点131.4℃，熔点9.79℃，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂．在实验中可以用下图所示装置制备1，2-二溴乙烷．其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液，试管d中装有浓溴（表面覆盖少量水）．请填写下列空白：

（1）请写出烧瓶a中发生的化学反应方程：CH₃CH₂OH $→_{170℃}^{浓硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O．
（2）写出试管d中制备1，2-二溴乙烷的化学方程式：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br．
（3）安全瓶b可以防止倒吸，并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞．请写出发生堵塞时瓶b中的现象：b中水面会下降，玻璃管中的水面会上升，甚至溢出．
（4）某学生做此实验时，使用一定量的液溴，当溴全部褪色时，所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量，比正常情况下超出许多，如果装置的气密性没有问题，试分析其可能的原因．①乙烯发生（或通过液溴）速度过快；②实验过程中，乙烯和浓硫酸的混合液没有迅速达到170℃；．
（5）e装置内NaOH溶液的作用是吸收挥发出来的溴，防止污染环境．

Answer 1

分析 实验室制备1，2-二溴乙烷流程：装置a中：乙醇在浓硫酸做催化剂、脱水剂条件下发生消去反应生成乙烯，反应方程式：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，b为安全瓶可以防止倒吸；当e堵塞时，气体不畅通，则在b中气体产生的压强将水压入直玻璃管中，甚至溢出玻璃管，装置C中盛有氢氧化钠可以和制取乙烯中产生的杂质气体二氧化硫发生反应，除去乙烯中带出的酸性气体，液溴易挥发，反应过程中应用冷水冷却装置d，能减少液溴挥发，d装置中：乙烯与液溴发生加成反应生成1，2-二溴乙烷化学方程式为：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br，反应剩余的溴化氢、溴等有毒，能够污染大气，需要进行尾气吸收，用e吸收．
（1）乙醇在浓硫酸做催化剂、脱水剂条件下发生消去反应生成乙烯，必须注意反应温度；
（2）试管d中乙烯分子中含碳碳双键，乙烯和溴发生加成反应生成1，2-二溴乙烷；
（3）依据当d堵塞时，气体不畅通，则在b中气体产生的压强将水压入直玻璃管中，甚至溢出玻璃管；
（4）根据乙烯与溴反应的利用率减少的可能原因进行解答；
（5）反应剩余的溴有毒，能够污染大气，需要进行尾气吸收，用e吸收．

解答 解：（1）乙醇在170℃时发生消去生成乙烯，温度必须是170℃，反应方程式：CH₃CH₂OH $→_{170℃}^{浓硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，
故答案为：CH₃CH₂OH $→_{170℃}^{浓硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O；
（2）乙烯分子中含碳碳双键，试管d中：乙烯和溴发生加成反应生成1，2-二溴乙烷，化学方程式为CH₂═CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br，
故答案为：CH₂═CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br．
（3）试管d发生堵塞时，b中压强不断增大，会导致b中水面下降，玻璃管中的水柱上升，甚至溢出，
故答案为：b中水面会下降，玻璃管中的水面会上升，甚至溢出；
（4）当溴全部褪色时，所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量，比正常情况下超过许多的原因可能是乙烯发生（或通过液溴）速度过快，导致大部分乙烯没有和溴发生反应；乙醇在浓硫酸140℃的条件下，发生分子内脱水生成乙醚，2CH₃CH₂OH$→_{140℃}^{浓硫酸}$CH₃CH₂OCH₂CH₃+H₂O，此外实验过程中，乙醇和浓硫酸的混合液没有迅速达到170℃会导致副反应的发生和副产物的生成，
故答案为：①乙烯发生（或通过液溴）速度过快；②实验过程中，乙烯和浓硫酸的混合液没有迅速达到170℃；
（5）该反应中剩余的溴单质有毒，会污染大气，应该进行尾气吸收，所以装置e中氢氧化钠溶液的作用是吸收Br₂气体，防止大气污染，
故答案为：吸收挥发出来的溴，防止污染环境．

点评 本题考查了制备实验方案的设计、溴乙烷的制取方法，题目难度中等，注意掌握溴乙烷的制取原理、反应装置选择及除杂、提纯方法，培养学生分析问题、解决问题的能力．