Question

20．在實(shí)驗(yàn)室里制取乙烯時(shí)，常因溫度過(guò)高而發(fā)生副反應(yīng)，部分乙醇跟濃H₂SO₄反應(yīng)生成SO₂、CO₂、水蒸氣和炭黑．

（1）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室制取乙烯的化學(xué)方程式：CH₃CH₂OH $→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O．
（2）用編號(hào)為①→⑥的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證上述混合氣體中含有CO₂、SO₂和水蒸氣．正確連接裝置的順序是（按產(chǎn)物氣流從左到右的流向）：⑥→⑤→①→②→③→④．
（3）裝置⑤中的固體藥品為無(wú)水CuSO₄，用以驗(yàn)證的產(chǎn)物是H₂O，現(xiàn)象是白色粉末變藍(lán)色；
（4）裝置①中的現(xiàn)象是品紅溶液褪色，驗(yàn)證的氣體是SO₂；
（5）裝置②中溴水的作用是吸收SO₂，寫(xiě)出該裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式：Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄
裝置②中溴水能（填“能”或“不能”）換成酸性高錳酸鉀溶液，若不能替換，說(shuō)明原因（若能替換不需說(shuō)明）、．
（6）若裝置③中品紅溶液不褪色，可得到結(jié)論為二氧化硫已經(jīng)除盡；此時(shí)盛有澄清石灰水的裝置④中出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，可以驗(yàn)證二氧化碳?xì)怏w的存在．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)室制備乙烯所用的原料為乙醇，濃硫酸作催化劑、脫水劑，反應(yīng)條件是加熱到170℃，發(fā)生分子內(nèi)脫水生成乙烯和水；
（2）多種產(chǎn)物需檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)考慮先后順序，檢驗(yàn)二氧化硫用品紅溶液，檢驗(yàn)二氧化碳用澄清的石灰水，檢驗(yàn)水蒸氣用無(wú)水硫酸銅，因溶液中有水，所以首先檢驗(yàn)水蒸氣；因?yàn)镃O₂是用澄清石灰水來(lái)檢驗(yàn)的，而SO₂也可以使澄清石灰水變渾，二氧化硫能使品紅褪色，二氧化碳不能，所以，檢驗(yàn)二氧化硫在檢驗(yàn)二氧化碳之前，再通過(guò)澄清石灰水確認(rèn)CO₂存在；
（3）無(wú)水硫酸銅和水作用，白色變藍(lán)色，檢驗(yàn)水蒸氣；
（4）實(shí)驗(yàn)的裝置①中裝的是品紅溶液，當(dāng)混合氣體通過(guò)①瓶時(shí)，品紅褪色，說(shuō)明產(chǎn)物中有二氧化硫；
（5）裝置②中的溴水能和二氧化硫反應(yīng)，用于吸收二氧化硫，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸、氫溴酸；二氧化硫與高錳酸鉀反應(yīng)無(wú)氣體生成，裝置②中溴水能換成酸性高錳酸鉀溶液；
（6）裝置③由于檢驗(yàn)混合氣體中的二氧化硫已經(jīng)除盡，裝置④用于檢驗(yàn)二氧化碳，若裝置③品紅溶液不褪色，裝置④中澄清石灰水變渾濁，則證明混合氣體中含有二氧化碳．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)室制備乙烯利用乙醇在濃硫酸的催化作用下發(fā)生分子內(nèi)脫水制取乙烯，乙醇發(fā)生了消去反應(yīng)，化學(xué)方程式為：CH₃CH₂OH $→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，
故答案為：CH₃CH₂OH $→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O；
（2）實(shí)驗(yàn)室制乙烯選用裝置⑥；同時(shí)乙醇跟濃H₂SO₄溫度過(guò)高反應(yīng)，CH₃CH₂OH+4H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4SO₂↑+CO₂↑+7H₂O+C，因溶液中有水，所以必須先檢驗(yàn)水蒸氣，選用裝置⑤，放入無(wú)水硫酸銅，變藍(lán)則說(shuō)明有水生成；因二氧化碳和二氧化硫都能使澄清的石灰水變渾濁，二氧化硫能使品紅褪色，二氧化碳不能，所以用裝置①，裝置中品紅褪色，則說(shuō)明有SO₂氣體產(chǎn)生，②裝置吸收SO₂，③裝置品紅不褪色，說(shuō)明吸收完全；最后用裝置④，通過(guò)澄清石灰水變渾濁，確認(rèn)CO₂存在，
故答案為：⑤②③④；
（3）裝置⑤的作用是檢驗(yàn)水蒸氣，用白色的無(wú)水硫酸銅粉末，CuSO₄+5H₂O═CuSO₄•5H₂O變藍(lán)說(shuō)明混合氣體中有水蒸氣，
故答案為：無(wú)水CuSO₄；H₂O；白色粉末變藍(lán)色；
（4）裝置①盛有品紅溶液，用于檢驗(yàn)混合氣體中含有SO₂，品紅溶液褪色，證明混合氣體中含有二氧化硫，
故答案為：品紅溶液褪色；SO₂；
（5）溴水能夠與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸、氫溴酸，Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄，從而除去混合氣體中的二氧化硫，所以裝置②的作用是吸收SO₂，裝置②中溴水能換成酸性高錳酸鉀溶液，因二氧化硫與高錳酸鉀反應(yīng)5SO₂+2KMnO₄+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄無(wú)氣體生成，對(duì)后續(xù)檢驗(yàn)無(wú)干擾，
故答案為：吸收SO₂；Br₂+SO₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄；能；
（6）裝置③用于檢驗(yàn)混合氣體中的二氧化硫是否除盡，若裝置③中二氧化硫不褪色，證明二氧化硫已經(jīng)除盡；然后將混合氣體通入盛有澄清石灰水的裝置④，若澄清石灰水變渾濁，則證明混合氣體中含有CO₂，
故答案為：二氧化硫已經(jīng)除盡；澄清石灰水；渾濁現(xiàn)象；二氧化碳．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了乙醇跟濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、二氧化碳、水蒸氣和炭黑產(chǎn)物的檢驗(yàn)，注意當(dāng)有多種產(chǎn)物需檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)考慮先后順序，二氧化碳和二氧化硫都能使澄清的石灰水變渾濁，二氧化硫能使品紅褪色，二氧化碳不能是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．