Question

18．1，2-二溴乙烷汽油抗爆剂的添加剂，常温下它是无色液体，密度2.18g/mL，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H₂SO₄的混合液，试管d中装有液溴（表面覆盖少量水）．填写下列空白：
（1）写出本题中制备1，2-二溴乙烷有关的两个化学方程式．
①CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₂=CH₂↑+H₂O；②CH₂=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b瓶中的现象b中水面会下降，玻璃管中的水柱会上升，甚至溢出．
（3）容器c中所装的试剂是NaOH溶液，其作用是除去乙烯中带出的SO₂、CO₂等酸性气体杂质，以防止其杂质与溴反应．
（4）d中用冷水冷却液溴的原因是避免溴大量挥发，但又不能过度冷却（如用冰水），其原因是产品1，2-二溴乙烷的熔点低，过度冷却会凝固而堵塞导管．

Answer 1

分析 实验原理：乙醇和浓硫酸反应主要生成乙烯气体，反应为：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₂=CH₂↑+H₂O，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，反应为：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br，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）根据上面的分析可知，乙烯中可能有CO₂和SO₂等酸性气体，对实验有干扰，所以要除去，C为净化装置，混合气体通过c瓶，CO₂和SO₂气体被氢氧化钠吸收，以防止其杂质与溴反应；
（4）溴在常温下，易挥发，乙烯与溴反应时放热，溴更易挥发，冷却可避免溴的大量挥发；但1，2-二溴乙烷的凝固点9℃较低，不能过度冷却，否则1，2-二溴乙烷凝固而堵塞导管．

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$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₂=CH₂↑+H₂O，CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br，
故答案为：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$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，玻璃管中的水柱会上升，甚至溢出；
（3）a中浓硫酸具有强氧化性，将乙醇氧化成二氧化碳，自身被还原成二氧化硫，CH₃CH₂OH+4H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4SO₂↑+CO₂↑+7H₂O+C，二氧化碳、二氧化硫能和氢氧化钠溶液反应而被吸收，反应为：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O，CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，所以容器c中所装的试剂是NaOH溶液，除去乙烯中带出的SO₂、CO₂等酸性气体杂质，以防止其杂质与溴反应，
故答案为：NaOH溶液；除去乙烯中带出的SO₂、CO₂等酸性气体杂质，以防止其杂质与溴反应；
（4）溴在常温下，易挥发，乙烯与溴反应时放热，溴更易挥发，冷却可避免溴的大量挥发，但1，2-二溴乙烷的凝固点9℃较低，不能过度冷却，过度冷却会使其凝固而使气路堵塞，
故答案为：避免溴大量挥发；产品1，2-二溴乙烷的熔点低，过度冷却会凝固而堵塞导管．

点评 本题考查了制备实验方案的设计、溴乙烷的制取方法，题目难度中等，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．