Question

7．石油裂解产品乙烯是一种重要的化工原料，我们已学过用两种方法制得乙烯：在实验室里用乙醇与浓硫酸共热制乙烯，常因温度过高而使乙醇和浓硫酸反应生成少量的二氧化硫，有人设计下列实验图以确认上述混合气体中有C₂H₄和SO₂，回答下列问题：
（1）I、Ⅱ、Ⅲ、装置可盛放的试剂是IA；ⅡB；Ⅲ品红；IVD（将下列有关试剂的序号填入空格内）．
A．品红溶液  B．NaOH溶液  C．浓硫酸  D．酸性KMnO₄溶液
（2）能说明SO₂气体存在的现象是Ⅰ中品红溶液褪色．
（3）确定含有乙烯的现象是：Ⅲ中的品红不褪色，Ⅳ中的酸性高锰酸钾溶液褪色．NaOH溶液的作用：吸收二氧化硫，避免对乙烯造成干扰．
（4）写出生成乙烯的反应方程式：C₂H₅OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$C₂H₄+H₂O．

Answer 1

分析 （1）多种产物需检验时，应考虑先后顺序，本题中先检验二氧化硫，然后除去二氧化硫，再检验产物中有乙烯；
（2）根据二氧化硫能漂白品红检验二氧化硫的存在；
（3）装置Ⅲ中确定无二氧化硫，装置Ⅳ中气体与酸性高锰酸钾溶液褪色证明混合气体中含有乙烯，由于二氧化硫也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故检验乙烯前需排除二氧化硫的干扰；
（4）实验室制备乙烯所用的原料为乙醇，浓硫酸作催化剂、脱水剂，反应条件是加热到170℃，据此写出反应的化学方程式．

解答 解：（1）检验二氧化硫用品红溶液，检验乙烯用高锰酸钾酸性溶液，乙烯和二氧化硫都能使高锰酸钾酸性溶液褪色，所以先检验二氧化硫，然后检验乙烯，同在检验乙烯之前用NaOH溶液除尽SO₂，再通过品红溶液不褪色确认SO₂已除干净，最后用高锰酸钾酸性溶液褪色检验乙烯，因装置I用来检验SO₂，试管中品红溶液褪色，说明含有SO₂，装置II试管装有NaOH溶液除去SO₂，装置III试管通过品红溶液不褪色确认SO₂已除干净，装置IV 通过高锰酸钾酸性溶液褪色检验乙烯，
故答案为：A；B；D；
（2）装置I用来检验SO₂，试管中品红溶液褪色，说明含有SO₂，故答案为：Ⅰ中品红溶液褪色；
（3）装置Ⅳ通过高锰酸钾酸性溶液褪色检验乙烯，如果Ⅲ中的品红不褪色，Ⅳ中的酸性高锰酸钾溶液褪色，则证明有乙烯生成，二氧化硫也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故检验乙烯前需排除二氧化硫的干扰，二氧化硫为酸性气体，可以用碱液吸收，
故答案为：Ⅲ中的品红不褪色，Ⅳ中的酸性高锰酸钾溶液褪色；吸收二氧化硫，避免对乙烯造成干扰；
（4）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，反应的化学方程式为C₂H₅OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$C₂H₄+H₂O，故答案为：C₂H₅OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$C₂H₄+H₂O．

点评 本题主要考查了乙烯的实验室制法以及产物的检验，题目难度中等，注意掌握乙烯的实验室制取原理，明确当有多种产物需检验时，应考虑先后顺序，明确高锰酸钾既能氧化二氧化硫，又能氧化乙烯，是解答本题的关键．