Question

4．1，2-二溴乙烷可作汽油抗爆劑的添加劑，常溫下它是無(wú)色液體，密度是2.18g•cm³，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)中可以用如圖所示裝置制備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中裝有液溴（表面覆蓋少量水）．請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：
（1）寫(xiě)出制備1，2-二溴乙烷的兩個(gè)化學(xué)方程式：CH₃CH₂OH$→_{濃硫酸}^{170℃}$CH₂=CH₂↑+H₂O、CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br．
（2）安全瓶b可以防止倒吸，并可以檢查實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時(shí)試管d是否發(fā)生堵塞．請(qǐng)寫(xiě)出發(fā)生堵塞時(shí)瓶b中的現(xiàn)象：b中水面會(huì)下降，玻璃管中的水面會(huì)上升，甚至溢出．
（3）反應(yīng)后期a中反應(yīng)物混合液的顏色逐漸變黑，請(qǐng)用簡(jiǎn)要文字說(shuō)明原因：濃硫酸有脫水性，能使乙醇脫水生成碳，呈黑色．
（4）容器c、e中NaOH溶液的作用分別是除去乙烯中混有的CO₂和SO₂氣體、吸收沒(méi)有反應(yīng)的溴，防止污染空氣．
（5）某學(xué)生做此實(shí)驗(yàn)時(shí)，使用一定量的液溴，當(dāng)溴全部褪色時(shí)，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(méi)有問(wèn)題，試分析其可能的原因乙醇和濃硫酸混合液沒(méi)有完全反應(yīng)生成乙烯，或乙烯發(fā)生（或通過(guò)液溴）速度過(guò)快．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)原理：乙醇和濃硫酸反應(yīng)主要生成乙烯氣體，還可能混有碳和濃硫酸反應(yīng)生成的CO₂和SO₂氣體，b為安全瓶，c為凈化除雜裝置，d為乙烯和溴的反應(yīng)裝置，e為尾氣吸收裝置；
（1）實(shí)驗(yàn)室中用乙醇和濃硫酸加熱來(lái)制取乙烯，然后用乙烯和溴單質(zhì)的加成反應(yīng)來(lái)制得1，2-二溴乙烷；
（2）依據(jù)當(dāng)d堵塞時(shí)，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；
（3）濃硫酸有脫水性，使乙醇脫水，生成碳，呈黑色；
（4）C為凈化裝置，e為尾氣吸收裝置；
（5）乙醇和濃硫酸混合液沒(méi)有完全反應(yīng)生成乙烯．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)室中用乙醇和濃硫酸加熱來(lái)制取乙烯，然后用乙烯和溴單質(zhì)的加成反應(yīng)來(lái)制得1，2-二溴乙烷，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₃CH₂OH$→_{濃硫酸}^{170℃}$CH₂=CH₂↑+H₂O，CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br；
故答案為：CH₃CH₂OH$→_{濃硫酸}^{170℃}$CH₂=CH₂↑+H₂O，CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br；
（2）試管d發(fā)生堵塞時(shí)，b中壓強(qiáng)不斷增大，會(huì)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(huì)下降，玻璃管中的水面會(huì)上升，甚至溢出；
（3）a中反應(yīng)物為乙醇和濃硫酸的混合液，濃硫酸有脫水性，乙醇是由C、H、O三種元素組成的有機(jī)物，濃硫酸可以使乙醇脫水，生成碳，呈黑色；
故答案為：濃硫酸有脫水性，能使乙醇脫水生成碳，呈黑色；
（4）a中濃硫酸可以使部分乙醇脫水，生成碳，碳和濃硫酸反應(yīng)生成H₂O、CO₂和SO₂氣體，混合氣體通過(guò)c瓶，CO₂和SO₂氣體被氫氧化鈉吸收，d中乙烯和溴反應(yīng)后，沒(méi)有反應(yīng)完的溴被e瓶的氫氧化鈉吸收，防止污染空氣；
故答案為：除去乙烯中混有的CO₂和SO₂氣體；吸收沒(méi)有反應(yīng)的溴，防止污染空氣；
（5）當(dāng)溴全部褪色時(shí)，所消耗乙醇和濃硫酸混合液的量，比正常情況下超過(guò)許多的原因可能是乙烯發(fā)生（或通過(guò)液溴）速度過(guò)快，導(dǎo)致大部分乙烯沒(méi)有和溴發(fā)生反應(yīng)；此外，也可能是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，乙醇和濃硫酸混合液沒(méi)有完全反應(yīng)生成乙烯，主要原因有：①隨反應(yīng)進(jìn)行濃硫酸變稀，不再和乙醇發(fā)生反應(yīng)，②乙醇和濃硫酸的混合液沒(méi)有迅速達(dá)到170℃（答“控溫不當(dāng)“亦可），會(huì)導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生和副產(chǎn)物的生成，③濃硫酸可以使部分乙醇脫水，生成碳，碳和濃硫酸反應(yīng)生成H₂O、CO₂和SO₂氣體；
故答案為：乙醇和濃硫酸混合液沒(méi)有完全反應(yīng)生成乙烯，或乙烯發(fā)生（或通過(guò)液溴）速度過(guò)快．

點(diǎn)評(píng) 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，題目難度不大，注意掌握溴乙烷的制取原理、反應(yīng)裝置選擇及除雜、提純方法是解題的關(guān)鍵，注重培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．