Question

4．1，2-二溴乙烷可作汽油抗爆劑的添加劑，常溫下它是無色液體，密度是2.18g•cm³，沸點131.4℃，熔點9.79℃，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有機溶劑．在實驗中可以用如圖所示裝置制備1，2-二溴乙烷．其中分液漏斗和燒瓶a中裝有乙醇和濃硫酸的混合液，試管d中裝有液溴（表面覆蓋少量水）．請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?img src="http://thumb.1010pic.com/pic3/quiz/images/201504/181/9b35b104.png" style="vertical-align:middle" />
（1）寫出制備1，2-二溴乙烷的兩個化學(xué)方程式：CH₃CH₂OH$→_{濃硫酸}^{170℃}$CH₂=CH₂↑+H₂O、CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br．
（2）安全瓶b可以防止倒吸，并可以檢查實驗進行時試管d是否發(fā)生堵塞．請寫出發(fā)生堵塞時瓶b中的現(xiàn)象：b中水面會下降，玻璃管中的水面會上升，甚至溢出．
（3）反應(yīng)后期a中反應(yīng)物混合液的顏色逐漸變黑，請用簡要文字說明原因：濃硫酸有脫水性，能使乙醇脫水生成碳，呈黑色．
（4）容器c、e中NaOH溶液的作用分別是除去乙烯中混有的CO₂和SO₂氣體、吸收沒有反應(yīng)的溴，防止污染空氣．
（5）某學(xué)生做此實驗時，使用一定量的液溴，當溴全部褪色時，所消耗乙醇和濃硫酸混合液的量，比正常情況下超出許多，如果裝置的氣密性沒有問題，試分析其可能的原因乙醇和濃硫酸混合液沒有完全反應(yīng)生成乙烯，或乙烯發(fā)生（或通過液溴）速度過快．

Answer 1

分析 實驗原理：乙醇和濃硫酸反應(yīng)主要生成乙烯氣體，還可能混有碳和濃硫酸反應(yīng)生成的CO₂和SO₂氣體，b為安全瓶，c為凈化除雜裝置，d為乙烯和溴的反應(yīng)裝置，e為尾氣吸收裝置；
（1）實驗室中用乙醇和濃硫酸加熱來制取乙烯，然后用乙烯和溴單質(zhì)的加成反應(yīng)來制得1，2-二溴乙烷；
（2）依據(jù)當d堵塞時，氣體不暢通，則在b中氣體產(chǎn)生的壓強將水壓入直玻璃管中，甚至溢出玻璃管；
（3）濃硫酸有脫水性，使乙醇脫水，生成碳，呈黑色；
（4）C為凈化裝置，e為尾氣吸收裝置；
（5）乙醇和濃硫酸混合液沒有完全反應(yīng)生成乙烯．

解答 解：（1）實驗室中用乙醇和濃硫酸加熱來制取乙烯，然后用乙烯和溴單質(zhì)的加成反應(yīng)來制得1，2-二溴乙烷，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₃CH₂OH$→_{濃硫酸}^{170℃}$CH₂=CH₂↑+H₂O，CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br；
故答案為：CH₃CH₂OH$→_{濃硫酸}^{170℃}$CH₂=CH₂↑+H₂O，CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br；
（2）試管d發(fā)生堵塞時，b中壓強不斷增大，會導(dǎo)致b中水面下降，玻璃管中的水柱上升，甚至溢出，
故答案為：b中水面會下降，玻璃管中的水面會上升，甚至溢出；
（3）a中反應(yīng)物為乙醇和濃硫酸的混合液，濃硫酸有脫水性，乙醇是由C、H、O三種元素組成的有機物，濃硫酸可以使乙醇脫水，生成碳，呈黑色；
故答案為：濃硫酸有脫水性，能使乙醇脫水生成碳，呈黑色；
（4）a中濃硫酸可以使部分乙醇脫水，生成碳，碳和濃硫酸反應(yīng)生成H₂O、CO₂和SO₂氣體，混合氣體通過c瓶，CO₂和SO₂氣體被氫氧化鈉吸收，d中乙烯和溴反應(yīng)后，沒有反應(yīng)完的溴被e瓶的氫氧化鈉吸收，防止污染空氣；
故答案為：除去乙烯中混有的CO₂和SO₂氣體；吸收沒有反應(yīng)的溴，防止污染空氣；
（5）當溴全部褪色時，所消耗乙醇和濃硫酸混合液的量，比正常情況下超過許多的原因可能是乙烯發(fā)生（或通過液溴）速度過快，導(dǎo)致大部分乙烯沒有和溴發(fā)生反應(yīng)；此外，也可能是實驗過程中，乙醇和濃硫酸混合液沒有完全反應(yīng)生成乙烯，主要原因有：①隨反應(yīng)進行濃硫酸變稀，不再和乙醇發(fā)生反應(yīng)，②乙醇和濃硫酸的混合液沒有迅速達到170℃（答“控溫不當“亦可），會導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生和副產(chǎn)物的生成，③濃硫酸可以使部分乙醇脫水，生成碳，碳和濃硫酸反應(yīng)生成H₂O、CO₂和SO₂氣體；
故答案為：乙醇和濃硫酸混合液沒有完全反應(yīng)生成乙烯，或乙烯發(fā)生（或通過液溴）速度過快．

點評 本題考查了制備實驗方案的設(shè)計、溴乙烷的制取方法，題目難度不大，注意掌握溴乙烷的制取原理、反應(yīng)裝置選擇及除雜、提純方法是解題的關(guān)鍵，注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力．