Question

某课外小组同学拟用乙醇分解法制乙烯，并对该反应进行探究．
（1）实验室制取乙烯的化学方程式为：

 

；浓硫酸在反应中的作用是

 

．
实验过程中，可观察到混合液变黑，产生有刺激性气味的气体．某研究小组同学经分析、讨论后认定：此现象是在该反应条件下，浓硫酸与乙醇发生氧化还原反应所致．
（2）为探究乙烯与Br₂的反应：
乙同学将制取的乙烯气体分别通过：①NaOH溶液，②Ba（OH）₂溶液，后用排水法收集于1000mL的圆底烧瓶中（塞好橡皮塞），然后打开橡皮塞，向烧瓶中一次性加入1.5mL液溴，塞上配有带乳胶管（用止水夹夹紧）的尖嘴玻璃管，摇荡，可观察到瓶内红棕色逐渐消失．然后按下图装好装置，打开止水夹，可观察到有喷泉形成，静置一段时间后，在溶液下部，有一层无色油状液体（约1.5mL）．
①将乙烯气体通过Ba（OH）₂溶液的作用及期望得到的现象是

 

；
②用化学方程式说明产生喷泉的原因

 

；
③请利用上述喷泉实验反应的产物设计一个简单实验，证明乙烯与Br₂发生的是加成反应而不是取代反应

 

．

Answer 1

考点：乙醇的消去反应

专题：实验设计题

分析：（1）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℃；
（2）①乙烯气体中可能含有SO₂、CO₂，而SO₂、CO₂都可以与Ba（OH）₂溶液反应生成沉淀；二氧化碳、二氧化硫已经除尽，则氢氧化钡溶液不会变浑浊；
②乙烯和溴发生反应，导致烧瓶内压强减小，大气压将水压入烧瓶形成喷泉；
③乙烯若与溴水发生取代，则有HBr生成从而使溶液显酸性，若发生加成反应则生成CH₂BrCH₂Br溶液不显酸性．

解答： 解：（1）利用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，反应方程式为：CH₃CH₂OH

浓硫酸

170℃

CH₂=CH₂↑+H₂O，浓硫酸具有吸水性，所以，该反应中浓硫酸具有催化性和脱水性，
故答案为：CH₃CH₂OH

浓硫酸

170℃

CH₂=CH₂↑+H₂O；催化剂、脱水剂；
（2）①乙烯气体中可能含有SO₂、CO₂，而SO₂、CO₂都可以与Ba（OH）₂溶液反应生成沉淀，将乙烯气体通过Ba（OH）₂溶液，可判断SO₂、CO₂是否已被除尽；预期的现象为氢氧化钡溶液中没有出现浑浊现象，证明二氧化硫已经除尽，
故答案为：确认其中的SO₂、CO₂均已被除尽，实验过程中溶液不会变浑浊；
②乙烯与溴发生加成反应生成液态的1，2-溴乙烷，化学方程式为CH₂=CH₂+Br₂→Br-CH₂-CH₂-Br，烧瓶内的气体物质的量减少，导致烧瓶内压强减小，大气压将水压入烧瓶形成喷泉，
故答案为：CH₂=CH₂+Br₂→Br-CH₂-CH₂-Br，溴跟乙烯气体发生加成反应，生成液态的1，2-溴乙烷，导致烧瓶内压强减小，大气压将水压入烧瓶形成喷泉；
③乙烯若与溴水发生取代，则有HBr生成从而使溶液显酸性，若发生加成反应则生成CH₂BrCH₂Br溶液不显酸性，所以检验方法为：取少量烧瓶中的水层液体，用pH试纸测定，发现不呈酸性，说明无取代反应产物HBr生成，故发生的是加成反应，
故答案为：取少量烧瓶中的水层液体，用pH试纸测定，发现不呈酸性，说明无取代反应产物HBr生成，故发生的是加成反应．

点评：本题主要考查乙烯的制备方法、性质实验方案的设计与评价，题目难度中等，注意掌握乙烯的制备原理及具有的化学性质，明确物质的分离与除杂方法，试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力．