Question

17．如圖為甲同學設(shè)計的制取并檢驗C₂H₄性質(zhì)的實驗裝置圖．請回答有關(guān)問題：

（1）寫出上述制乙烯的反應的化學方程式：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，
（2）加入幾片碎瓷片的目的是防止液體受熱暴沸，
（3）加熱時，使混合液溫度迅速升高到170℃，是為了乙醇在濃硫酸作用下加熱到140℃會發(fā)生分子間脫水2C₂H₅OH$→_{140℃}^{濃硫酸}$C₂H₅-O-C₂H₅+H₂O生成乙醚，故要迅速升溫到170℃，
（4）實驗過程觀察到的現(xiàn)象為：
①Br₂的四氯化碳溶液由橙紅色變無，
②酸性KMnO₄溶液褪色．
（5）乙同學認為甲同學設(shè)計的實驗如果僅從酸性KMnO₄溶液褪色難以證明反應有乙烯生成，因為反應產(chǎn)生的乙烯中可能混有SO₂氣體也能使酸性KMnO₄溶液褪色．寫出此氣體使酸性KMnO₄溶液褪色的離子方程式5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=4H⁺+5SO₄^2-+2Mn²⁺．

Answer 1

分析 裝置中發(fā)生裝置利用濃硫酸和乙醇混合加熱制備乙烯，通入溴的四氯化碳溶液會褪色，通入酸性高錳酸鉀溶液中會發(fā)生氧化還原反應，溶液褪色，剩余氣體燃燒除去，
（1）實驗室制備乙烯所用的原料為乙醇，濃硫酸作催化劑、脫水劑，反應條件是加熱到170℃，據(jù)此寫出反應的化學方程式；
（2）液體混合物加熱時需防止劇烈沸騰暴沸；
（3）溫度在140℃，乙醇在濃硫酸作用下發(fā)生分子間脫水，會有乙醚生成；
（4）①乙烯是不飽和烯烴，分子中含碳碳雙鍵，和溴單質(zhì)發(fā)生加成反應；
②乙烯通入高錳酸鉀溶液被氧化為二氧化碳；
（5）制備乙烯反應中乙醇被碳化得到碳和濃硫酸加熱反應會生成二氧化硫氣體，二氧化硫具有還原性也可以使高錳酸鉀溶液褪色．

解答 解：（1）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，反應的化學方程式為：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，
故答案為：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O；
（2）為防止燒瓶內(nèi)液體受熱不均勻而局部突然沸騰（爆沸）沖出燒瓶，需要在燒瓶內(nèi)加入幾塊沸石，
故答案為：防止液體受熱暴沸；
（3）乙醇在濃硫酸作用下加熱到140℃會發(fā)生分子間脫水2C₂H₅OH$→_{140℃}^{濃硫酸}$C₂H₅-O-C₂H₅+H₂O生成乙醚，故要迅速升溫到170℃；
故答案為：乙醇在濃硫酸作用下加熱到140℃會發(fā)生分子間脫水2C₂H₅OH$→_{140℃}^{濃硫酸}$C₂H₅-O-C₂H₅+H₂O生成乙醚，故要迅速升溫到170℃；
（4）①乙烯是不飽和烯烴，分子中含碳碳雙鍵，和溴單質(zhì)發(fā)生加成反應，Br₂的四氯化碳溶液為橙紅色，乙烯通入后會和溴單質(zhì)發(fā)生加成反應，溶液變化為無色，
故答案為：橙紅； 無；    
  ②二氧化硫具有還原性，高錳酸鉀溶液具有氧化性，通入會發(fā)生氧化還原反應，二氧化硫被氧化得到硫酸，高錳酸鉀溶液褪色，
故答案為：褪色；
（5）制備乙烯反應中乙醇被碳化得到碳和濃硫酸加熱反應會生成二氧化硫氣體，二氧化硫具有還原性也可以使高錳酸鉀溶液褪色，高錳酸鉀溶液褪色不能證明一定是生成的乙烯，反應的離子方程式為：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=4H⁺+5SO₄^2-+2Mn²⁺，
故答案為：SO₂；5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=4H⁺+5SO₄^2-+2Mn²⁺．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計，題目難度中等，試題涉及氧化還原反應的計算、氧化性還原性強弱比較、性質(zhì)實驗方案的設(shè)計與評價等知識，側(cè)重學生分析能力和計算能力的考查，明確掌握濃硫酸的性質(zhì)、二氧化硫的檢驗方法等知識為解答本題關(guān)鍵．