Question

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，在超过170℃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，产生的气体中应有某杂质，可能影响乙烯的检出，必须除去。据此回答下列问题：

（1）浓硫酸和无水乙醇要事先混合，混合的方法是________________________。

（2）写出甲同学实验中两个主要反应的化学方程式：________________________；________________________。

（3）乙同学认为因刺激性气体的存在不能认为溴水褪色是乙烯的加成反应造成的。原因是（用化学方程式表示）：____________________________________。

（4）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________________________________________________。

②浓氢氧化钠的作用是____________________________________。

③浓溴水的作用是________________________。

④稀溴水的作用是________________________。

Answer

将浓硫酸缓慢注入无水乙醇中并不断搅拌 CH3CH2OH CH2=CH2↑+H2O CH2=CH2+Br2 CH2Br-CH2Br Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4 防倒吸装置 除去SO2和CO2 吸收乙烯 检验乙烯、SO2是否除净

【解析】（1）浓硫酸溶于水放热，且浓硫酸的密度大于乙醇，所以浓硫酸和无水乙醇混合的方法是将浓硫酸缓慢注入无水乙醇中并不断搅拌。（2）甲同学实验中两个主要反应的化学方程式一是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：CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O，二是乙烯与溴水的加成反应：CH2=CH2+Br2CH2Br-CH2Br。（3）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：Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4。（4）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；②由于二氧化硫和二氧化碳会干扰后续实验，则浓氢氧化钠的作用是除去SO2和CO2；③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，因此浓溴水的作用是吸收乙烯；④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，所以稀溴水的作用是检验乙烯、二氧化硫是否除尽。