Question

19．如圖裝置是實(shí)驗(yàn)室制取乙烯的裝置，反應(yīng)原理是C₂H₅OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂+H₂O，但反應(yīng)過程中往往伴隨著副反應(yīng)發(fā)生而影響產(chǎn)率．

（1）裝置中儀器A的名稱是冷凝管．
（2）實(shí)驗(yàn)開始，開啟電熱裝置，三頸瓶中溫度逐漸升高，當(dāng)溫度達(dá)到100℃后，三頸瓶中溶液開始出現(xiàn)棕色，隨后慢慢變成黑色，該現(xiàn)象體現(xiàn)了濃硫酸的脫水性．同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生刺激性氣味氣體，用化學(xué)方程式解釋產(chǎn)生該氣體的原因C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O．
（3）加熱至140℃時(shí)，會(huì)產(chǎn)生乙醚，化學(xué)方程式為2C₂H₅OH$→_{140℃}^{濃硫酸}$C₂H₅OC₂H₅+H₂O，該反應(yīng)的反應(yīng)類型是b．
a．加成反應(yīng)    b．取代反應(yīng)     c．消去反應(yīng)     d．氧化反應(yīng)
（4）繼續(xù)加熱至170℃，開始產(chǎn)生乙烯，為得到相對(duì)純凈的乙烯，洗氣瓶Ⅰ中裝有NaOH溶液，洗氣瓶Ⅱ中裝有品紅溶液，試管中裝有高錳酸鉀酸性溶液．洗氣瓶Ⅱ中溶液的作用是證明二氧化硫已經(jīng)完全被氫氧化鈉溶液吸收，確保收集的氣體是相對(duì)純凈的乙烯．
（5）當(dāng)高錳酸鉀酸性溶液褪色時(shí)，將試管部分換成收集裝置，開始收集乙烯．請(qǐng)?jiān)偬摼�框中繪制出乙烯的裝置圖．
（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，停止加熱，卸下乙烯收集裝置；丙打開止水夾，擠壓氣唧，目的是將裝置中剩余的二氧化硫排入NaOH溶液完全吸收，防止污染空氣．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)儀器的構(gòu)造和常見儀器的名稱進(jìn)行分析；
（2）乙醇含有碳、氫、氧三種元素，濃硫酸具有脫水性，三頸瓶中溫度逐漸升高，當(dāng)溫度達(dá)到100℃后，三頸瓶中溶液開始出現(xiàn)棕色，隨后慢慢變成黑色，為碳單質(zhì)，濃硫酸具有強(qiáng)的氧化性，產(chǎn)生刺激性氣味氣體為二氧化硫，濃硫酸與碳發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫和水；
（3）a．加成反應(yīng)是有機(jī)物分子中的不飽和鍵斷裂，斷鍵原子與其他原子或原子團(tuán)相結(jié)合，生成新的化合物的反應(yīng)；
b．取代反應(yīng)是有機(jī)物中的原子或原子團(tuán)被其他的原子或原子團(tuán)所代替生成新的化合物的反應(yīng)；
c．消去反應(yīng)是指在一定條件下，有機(jī)物脫去小分子生成分子中含有雙鍵的不飽和有機(jī)物的反應(yīng)；
d．物質(zhì)與氧發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)叫氧化反應(yīng)，或元素化合價(jià)升高的反應(yīng)屬于氧化反應(yīng)；
（4）制取的乙烯氣體中含有二氧化硫、二氧化碳等酸性氣體，需用堿液吸收，洗氣瓶Ⅱ中裝有能與二氧化硫作用有顯著特征的反應(yīng)，證明酸性氣體已被完全吸收，試管中裝有高錳酸鉀酸性溶液檢驗(yàn)乙烯的生成；
（5）當(dāng)高錳酸鉀酸性溶液褪色時(shí)，通過試管部分的氣體為乙烯，根據(jù)乙烯的物理性質(zhì)選擇收集裝置；
（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，停止加熱，卸下乙烯收集裝置；丙打開止水夾，擠壓氣唧，通過排氣法將裝置中剩余的二氧化硫壓入吸收液中，防止污染空氣．

解答 解：（1）裝置中儀器A有進(jìn)水出水的兩個(gè)支管為冷凝裝置，所以A為冷凝管，
故答案為：冷凝管；
（2）三頸瓶中溫度逐漸升高，當(dāng)溫度達(dá)到100℃后，三頸瓶中溶液開始出現(xiàn)棕色，隨后慢慢變成黑色，是因?yàn)闈饬蛩峋哂忻撍�性，將乙醇中氫和氧按水的組成脫去，脫水生成碳單質(zhì)，濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，碳和濃硫酸反應(yīng)生成二氧化碳、二氧化硫和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O，
故答案為：脫水；C+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2SO₂↑+CO₂↑+2H₂O；
（3）濃硫酸和乙醇的混合液（3：1）加熱至140℃發(fā)生分子間脫水反應(yīng)2C₂H₅OH$→_{140℃}^{濃硫酸}$C₂H₅OC₂H₅+H₂O，生成乙醚，乙醇沒有不飽和鍵，不屬于加成反應(yīng)，乙醚分子中無(wú)不飽和鍵，不屬于消去反應(yīng)，該反應(yīng)無(wú)化合價(jià)變化，不屬于氧化反應(yīng)，兩個(gè)乙醇分子反應(yīng)，相當(dāng)于一個(gè)乙醇分子中的一個(gè)氫原子被另一乙醇分子中乙基取代，屬于取代反應(yīng)，
故答案為：b；
（4）濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，制取的乙烯氣體中含有二氧化硫、二氧化碳等酸性氣體，需用堿液吸收，可用盛有氫氧化鈉的洗氣瓶進(jìn)行洗滌，二氧化硫能漂白品紅，洗氣瓶Ⅱ中裝有能與二氧化硫作用有顯著特征的反應(yīng)，可用品紅，證明酸性氣體已被完全吸收，試管中裝有高錳酸鉀酸性溶液，乙烯能被高錳酸鉀溶液氧化5CH₂=CH₂+12KMnO₄+18H₂SO₄→10CO₂+12MnSO₄+28H₂O+6K₂SO₄，導(dǎo)致高錳酸鉀溶液褪色，試管中裝有高錳酸鉀酸性溶液檢驗(yàn)乙烯的生成；
故答案為：NaOH；品紅；證明二氧化硫已經(jīng)完全被氫氧化鈉溶液吸收，確保收集的氣體是相對(duì)純凈的乙烯；
（5）當(dāng)高錳酸鉀酸性溶液褪色時(shí)，通過試管部分的氣體為乙烯，乙烯的密度與空氣接近，不能用排空氣法收集，乙烯難溶于水，需用排水法收集，可用如下裝置收集，，
故答案為：；
（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，停止加熱，裝置中剩余二氧化硫，二氧化硫?yàn)榇髿馕廴疚�，所以，卸下乙烯收集裝置；丙打開止水夾，擠壓氣唧，通過排氣法將裝置中剩余的二氧化硫壓入NaOH溶液中，被完全吸收，防止污染空氣，
故答案為：將裝置中剩余的二氧化硫排入NaOH溶液完全吸收，防止污染空氣．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)室制取乙烯，側(cè)重考查副產(chǎn)物的性質(zhì)和除雜，反應(yīng)原理和題干條件的分析判斷、信息應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．