Question

12．1，2-二溴乙烷可作汽油抗爆劑的添加劑，常溫下它是無色液體，密度是2.18克/厘米³，沸點(diǎn)131.4℃，熔點(diǎn)9.79℃，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有機(jī)溶劑．在實(shí)驗(yàn)中可以用下圖所示裝置制備1，2-二溴乙烷．其中分液漏斗和燒瓶a中裝有乙醇和濃硫酸的混合液，試管d中裝有濃溴（表面覆蓋少量水）．請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />
（1）燒瓶a中發(fā)生的是乙醇的脫水反應(yīng)，即消去反應(yīng)，反應(yīng)溫度是170℃，并且該反應(yīng)要求溫度迅速升高到170℃，否則容易產(chǎn)生副反應(yīng)．請你寫出乙醇的這個消去反應(yīng)方程式：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O．
（2）寫出制備1，2-二溴乙烷的化學(xué)方程式：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br．
（3）安全瓶b可以防止倒吸，并可以檢查實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時試管d是否發(fā)生堵塞．請寫出發(fā)生堵塞時瓶b中的現(xiàn)象：b中水面會下降，玻璃管中的水柱會上升，甚至溢出．
（4）某學(xué)生做此實(shí)驗(yàn)時，使用一定量的液溴，當(dāng)溴全部褪色時，所消耗乙醇和濃硫酸混合液的量，比正常情況下超出許多，如果裝置的氣密性沒有問題，試分析其可能的原因．①乙烯流速過快，未完全發(fā)生加成反應(yīng)、②實(shí)驗(yàn)過程中，乙醇和濃硫酸的混合液沒有迅速達(dá)到170℃，發(fā)生副反應(yīng)生成乙醚．
（5）c裝置內(nèi)NaOH溶液的作用是吸收乙烯氣體中含有的CO₂、SO₂等酸性氣體；e裝置內(nèi)NaOH溶液的作用是吸收HBr和Br₂等氣體，防止大氣污染．

Answer 1

分析 （1）乙醇在濃硫酸做催化劑、脫水劑條件下發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯，必須注意反應(yīng)溫度；
（2）乙烯與液溴發(fā)生加成反應(yīng)生成1，2-二溴乙烷；
（3）依據(jù)當(dāng)d堵塞時，氣體不暢通，則在b中氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)將水壓入直玻璃管中，甚至溢出玻璃管；
（4）根據(jù)乙烯與溴反應(yīng)的利用率減少的可能原因進(jìn)行解答；
（5）c中的氫氧化鈉可以和制取乙烯中產(chǎn)生的雜質(zhì)氣體二氧化碳和二氧化硫發(fā)生反應(yīng)；反應(yīng)剩余的溴化氫、溴等有毒，能夠污染大氣，需要進(jìn)行尾氣吸收，用e吸收．

解答 解：（1）乙醇在170℃時發(fā)生消去生成乙烯，溫度必須是170℃，反應(yīng)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）乙烯與液溴發(fā)生加成反應(yīng)生成1，2-二溴乙烷化學(xué)方程式為：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br，故答案為：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br；
（3）試管d發(fā)生堵塞時，b中壓強(qiáng)不斷增大，會導(dǎo)致b中水面下降，玻璃管中的水柱上升，甚至溢出，
故答案為：b中水面會下降，玻璃管中的水柱會上升，甚至溢出；
（4）當(dāng)溴全部褪色時，所消耗乙醇和濃硫酸混合液的量，比正常情況下超過許多的原因可能是乙烯發(fā)生（或通過液溴）速度過快，導(dǎo)致大部分乙烯沒有和溴發(fā)生反應(yīng)；此外實(shí)驗(yàn)過程中，乙醇和濃硫酸的混合液沒有迅速達(dá)到170℃會導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生和副產(chǎn)物的生成，
故答案為：①乙烯流速過快，未完全發(fā)生加成反應(yīng)、②實(shí)驗(yàn)過程中，乙醇和濃硫酸的混合液沒有迅速達(dá)到170℃，發(fā)生副反應(yīng)生成乙醚；
（5）裝置c中盛有氫氧化鈉可以和制取乙烯中產(chǎn)生的雜質(zhì)氣體二氧化碳和二氧化硫發(fā)生反應(yīng)；
該反應(yīng)中剩余的溴化氫及反應(yīng)副產(chǎn)物溴單質(zhì)等有毒，會污染大氣，應(yīng)該進(jìn)行尾氣吸收，所以裝置e中氫氧化鈉溶液的作用是吸收HBr和Br₂等氣體，防止大氣污染，
故答案為：吸收乙烯氣體中含有的CO₂、SO₂等酸性氣體；吸收HBr和Br₂等氣體，防止大氣污染．

點(diǎn)評 本題考查了制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、溴乙烷的制取方法，題目難度中等，注意掌握溴乙烷的制取原理、反應(yīng)裝置選擇及除雜、提純方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>