Question

17．实验室用浓硫酸和乙醇制取乙烯时，常会看到烧瓶中液体变黑，制得的乙烯中混有CO₂、SO₂等杂质．某课外小组设计了如下装置，证明乙烯中混有CO₂、SO₂并验证乙烯的性质．
回答下列问题：

（1）装置A是乙烯的发生装置．图中一处明显的错误是温度计水银球部分没有插入液面以下，烧瓶中碎瓷片的作用是防爆沸．
（2）若要检验A中所得气体含有SO₂，可将混合合气体直接通入C（填代号，下同）装置；若要检验，A中所得气体含有CH₂=CH₂，可将混合气体先通入B装置，然后通入D装置．
（3）小明将从A出来的混合气体依次通过B、E、D、E，发现D前面的石灰水中无明显变化、D后面的石灰水变浑浊．请对出现该现象的原因进行合理猜想乙烯被酸性KMnO₄溶液氧化成CO₂．
（4）写出实验室制取乙烯的化学方程式CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）温度计的位置取决于所测量的物质；乙醇沸点低，加热容易产生爆沸；
（2）二氧化硫具有漂白性，可以使品红溶液褪色；
依据乙烯不与氢氧化钠反应，二氧化硫能与氢氧化钠反应，乙烯具有还原性，能使酸性高锰酸钾褪色解答；
依据乙烯具有还原性能使溴的四氯化碳褪色，二氧化硫不与溴的四氯化碳反应的性质解答；
（3）D前面的石灰水无明显变化说明乙醇碳化生成的二氧化碳和二氧化硫都被氢氧化钠吸收，D后面的石灰水变混浊，说明混合气体通入到酸性的高锰酸钾中发生反应产生了能够使澄清石灰水变浑浊的气体，结合乙烯的结构特点分析解答；
（4）在浓硫酸存在条件下加热到170℃，乙醇发生消去反应生成乙烯，据此写出反应的化学方程式．

解答 解：（1）浓硫酸和乙醇制取乙烯时，应严格控制反应物乙醇浓硫酸混合液的温度在170度，所以温度计测量的是混合液的稳定，温度计水银球部分没有插入液面以下；乙醇沸点低，加热时容易发生爆沸，加热碎瓷片可以防止爆沸，
故答案为：温度计水银球部分没有插入液面以下；防爆沸；
（2）若A中所得气体含有SO₂，则通到盛有品红溶液的C中，可以使品红溶液褪色；
将混合气体先通入B，用氢氧化钠吸收生成的二氧化硫，然后通入盛有酸性的高锰酸钾的D装置，若高锰酸钾褪色则可证明乙烯的存在，
故答案为：C；D；
（3）D前面的石灰水无明显变化说明乙醇碳化生成的二氧化碳和二氧化硫都被氢氧化钠吸收，D后面的石灰水变混浊，说明混合气体通入到酸性的高锰酸钾中发生反应产生了能够使澄清石灰水变浑浊的气体，而乙烯含有不饱和键具有还原性，能被高锰酸钾氧化，
故答案为：乙烯被酸性KMnO₄溶液氧化成CO₂；
（4）实验室中通过乙醇的消去反应制取乙烯，反应的化学方程式为：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，
故答案为：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O．

点评 本题考查了性质实验方案的设计，题目难度中等，注意掌握乙醇发生消去反应原理及乙烯的实验室制法，试题侧重考查学生分析问题，设计实验的能力，明确各种气体的性质是本题解题的关键．