Question

4．某化学兴趣小组用如图所示装置进行探究实验．以验证产物中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性．当温度迅速上升后，可观察到试管中溴水褪色，烧瓶中浓H₂SO₄与乙醇的混合液体变为棕黑色．
（1）写出该实验中生成乙烯的化学方程式：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$H₂O+CH₂=CH₂↑
（2）甲同学认为：考虑到该混合液体反应的复杂性，溴水褪色的现象不能证明反应中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性，其理由正确的是BC．
A．乙烯与溴水易发生取代反应
B．使溴水褪色的物质，未必是加成反应
C．使溴水褪色的物质，未必是乙烯
（3）乙同学经过细致观察后认为：
试管中另一现象可证明反应中有乙烯生成，这个现象是观察到试管内液体分层，下层为油状液体．为验证这一反应是加成而不是取代，可用PH试纸来测试反应后溶液的酸性，理由是若发生取代反应必然生成HBr使溶液酸性增强，pH变小，若发生加成反应，水溶液PH将增大．

Answer 1

分析 验证产物中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性流程：装置I：在浓硫酸作催化剂、170℃加热条件下，乙醇发生消去反应生成乙烯，反应为CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$H₂O+CH₂=CH₂↑，因浓硫酸具有强氧化性，能将乙醇氧化生成碳，自身被还原生成二氧化硫，C+2H₂SO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，SO₂具有还原性，可以与Br₂发生氧化还原反应生成硫酸和氢硫酸而使溴褪色，干扰乙烯具有不饱和性性质验证，装置II：连接球形干燥管，防止倒吸，如果发生取代反应生成物含有HBr，溶液酸性增强，若发生加成反应，水溶液PH将增大，可用PH试纸来测试反应后溶液的酸碱性变化进行确认．
（1）在浓硫酸作催化剂、170℃加热条件下，乙醇发生消去反应生成乙烯；
（2）浓硫酸具有强氧化性，能将乙醇氧化生成碳，自身被还原生成二氧化硫，二氧化硫含有还原性；
（3）乙烯和溴发生加成反应生成溴代烃，溴代烃不溶于水且密度大于水；如果发生取代反应生成物含有HBr，溶液酸性增强，若发生加成反应，水溶液PH将增大．

解答 解：（1）在浓硫酸作催化剂、170℃加热条件下，乙醇发生消去反应生成乙烯，反应方程式为：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$H₂O+CH₂=CH₂↑，
故答案为：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$H₂O+CH₂=CH₂↑；
（2）浓H₂SO₄具有强氧化性，将乙醇氧化成碳，自身被还原生成二氧化硫，C+2H₂SO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，SO₂具有还原性，可以与Br₂发生氧化还原反应生成硫酸和氢硫酸而使溴褪色，反应方程式为SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，所以BC正确，
故选：BC；
（3）溴水中的溴与反应生成的乙烯发生加成反应，方程式为：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br，1，2-二溴乙烷密度大于水在试管底层为油状物质；根据取代反应的原理，如果发生取代反应必然生成HBr使溶液酸性增强，pH变小，溴水成酸性，1，2-二溴乙烷为中性，若发生加成反应，水溶液PH将增大，
故答案为：观察到试管内液体分层，下层为油状液体；若发生取代反应必然生成HBr使溶液酸性增强，pH变小，若发生加成反应，水溶液PH将增大．

点评 本题考查了实验室制取乙烯实验，明确实验原理是解本题关键，根据浓硫酸、乙烯的性质来分析解答，注意二氧化硫、乙烯都能使溴水褪色，但褪色原理不同，乙烯使溴水褪色是发生了加成反应，二氧化硫使溴水褪色是发生了氧化还原反应，题目难度中等．