Question

4．1，2-二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2.18g•cm³，沸点131.4℃，熔点9.79℃，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂．在实验中可以用如图所示装置制备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中装有液溴（表面覆盖少量水）．请填写下列空白：
（1）写出制备1，2-二溴乙烷的两个化学方程式：CH₃CH₂OH$→_{浓硫酸}^{170℃}$CH₂=CH₂↑+H₂O、CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br．
（2）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．
（3）反应后期a中反应物混合液的颜色逐渐变黑，请用简要文字说明原因：浓硫酸有脱水性，能使乙醇脱水生成碳，呈黑色．
（4）容器c、e中NaOH溶液的作用分别是除去乙烯中混有的CO₂和SO₂气体、吸收没有反应的溴，防止污染空气．
（5）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乙醇和浓硫酸混合液没有完全反应生成乙烯，或乙烯发生（或通过液溴）速度过快．

Answer 1

分析 实验原理：乙醇和浓硫酸反应主要生成乙烯气体，还可能混有碳和浓硫酸反应生成的CO₂和SO₂气体，b为安全瓶，c为净化除杂装置，d为乙烯和溴的反应装置，e为尾气吸收装置；
（1）实验室中用乙醇和浓硫酸加热来制取乙烯，然后用乙烯和溴单质的加成反应来制得1，2-二溴乙烷；
（2）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；
（3）浓硫酸有脱水性，使乙醇脱水，生成碳，呈黑色；
（4）C为净化装置，e为尾气吸收装置；
（5）乙醇和浓硫酸混合液没有完全反应生成乙烯．

解答 解：（1）实验室中用乙醇和浓硫酸加热来制取乙烯，然后用乙烯和溴单质的加成反应来制得1，2-二溴乙烷，发生反应的化学方程式为：CH₃CH₂OH$→_{浓硫酸}^{170℃}$CH₂=CH₂↑+H₂O，CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br；
故答案为：CH₃CH₂OH$→_{浓硫酸}^{170℃}$CH₂=CH₂↑+H₂O，CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br；
（2）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；
（3）a中反应物为乙醇和浓硫酸的混合液，浓硫酸有脱水性，乙醇是由C、H、O三种元素组成的有机物，浓硫酸可以使乙醇脱水，生成碳，呈黑色；
故答案为：浓硫酸有脱水性，能使乙醇脱水生成碳，呈黑色；
（4）a中浓硫酸可以使部分乙醇脱水，生成碳，碳和浓硫酸反应生成H₂O、CO₂和SO₂气体，混合气体通过c瓶，CO₂和SO₂气体被氢氧化钠吸收，d中乙烯和溴反应后，没有反应完的溴被e瓶的氢氧化钠吸收，防止污染空气；
故答案为：除去乙烯中混有的CO₂和SO₂气体；吸收没有反应的溴，防止污染空气；
（5）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；此外，也可能是实验过程中，乙醇和浓硫酸混合液没有完全反应生成乙烯，主要原因有：①随反应进行浓硫酸变稀，不再和乙醇发生反应，②乙醇和浓硫酸的混合液没有迅速达到170℃（答“控温不当“亦可），会导致副反应的发生和副产物的生成，③浓硫酸可以使部分乙醇脱水，生成碳，碳和浓硫酸反应生成H₂O、CO₂和SO₂气体；
故答案为：乙醇和浓硫酸混合液没有完全反应生成乙烯，或乙烯发生（或通过液溴）速度过快．

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