Question

4．某學(xué)習(xí)小組探究溴乙烷的消去反應(yīng)并驗(yàn)證產(chǎn)物．
實(shí)驗(yàn)過(guò)程：組裝如圖1所示裝置，檢查裝置氣密性，向燒瓶中注入10mL溴乙烷和15mL飽和氫氧化鈉乙醇溶液，微熱，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．一段時(shí)間后，觀察到酸性KMnO₄溶液顏色褪去．
（1）請(qǐng)寫(xiě)出溴乙烷的消去反應(yīng)的化學(xué)方程式：CH₃CH₂Br+NaOH $→_{△}^{醇}$CH₂=CH₂↑+NaBr+H₂O
（2）甲同學(xué)認(rèn)為酸性KMnO₄溶液顏色褪去說(shuō)明溴乙烷發(fā)生了消去反應(yīng)，生成了乙烯；而乙同學(xué)卻認(rèn)為甲同學(xué)的說(shuō)法不嚴(yán)謹(jǐn)，請(qǐng)說(shuō)明原因：乙醇易揮發(fā)，揮發(fā)出來(lái)的乙醇也可以使酸性KMnO₄溶液褪色．
（3）丙同學(xué)認(rèn)為只要對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，即可避免對(duì)乙烯氣體檢驗(yàn)的干擾，改進(jìn)方法：在小試管之前增加一個(gè)盛有冷水的洗氣瓶．
改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置后，再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，卻又發(fā)現(xiàn)小試管中溶液顏色褪色不明顯．該小組再次查閱資料，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)．
資料一：溴乙烷于55℃時(shí)，在飽和氫氧化鈉的乙醇溶液中發(fā)生取代反應(yīng)的產(chǎn)物的百分比為99%，而消去反應(yīng)產(chǎn)物僅為1%．
資料二：溴乙烷發(fā)生消去反應(yīng)比較適宜的反應(yīng)溫度為90℃～110℃，在該范圍，溫度越高，產(chǎn)生乙烯的速率越快．
資料三：溴乙烷的沸點(diǎn)：38.2℃．
（4）結(jié)合資料一、二可知，丙同學(xué)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置后，溶液顏色褪色不明顯的原因可能是反應(yīng)溫度較低，此時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH₃CH₂Br+NaOH $\stackrel{55℃}{→}$CH₃CH₂OH+NaBr．
（5）結(jié)合資料二、三，你認(rèn)為還應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)裝置中增加的兩種儀器是
①冷凝管
②量程為200℃溫度計(jì)．

Answer 1

分析 （1）溴乙烷在強(qiáng)堿的醇溶液中發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯；
（2）從反應(yīng)裝置出來(lái)的氣體除了生成的乙烯外還有揮發(fā)出來(lái)的乙醇，所以使酸性KMnO₄溶液顏色褪去不一定是產(chǎn)生的乙烯在作用；
（3）根據(jù)（1）的分析，只要在通入酸性KMnO₄溶液之前除去乙醇就可以證明乙烯的生成了；
（4）根據(jù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置后，溶液顏色褪色不明顯，說(shuō)明生成的乙烯量很少，結(jié)合資料一：溴乙烷于55℃時(shí)，在飽和氫氧化鈉的乙醇溶液中發(fā)生取代反應(yīng)的產(chǎn)物的百分比為99%，而消去反應(yīng)產(chǎn)物僅為1%不難分析原因；
（5）根據(jù)資料二：溴乙烷發(fā)生消去反應(yīng)比較適宜的反應(yīng)溫度為90℃～110℃，在該范圍，溫度越高，產(chǎn)生乙烯的速率越快，說(shuō)明要產(chǎn)生乙烯要控制溫度在90℃～110℃，所以需要一個(gè)量程為200℃溫度計(jì)，再根據(jù)資料三：溴乙烷的沸點(diǎn)：38.2℃，所以在制得的乙烯中會(huì)含有溴乙烷氣體的雜質(zhì)，需要冷凝除去，所以需要冷凝管．

解答 解：（1）溴乙烷在強(qiáng)堿的醇溶液中發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₃CH₂Br+NaOH $→_{△}^{醇}$CH₂=CH₂↑+NaBr+H₂O，
故答案為：CH₃CH₂Br+NaOH $→_{△}^{醇}$CH₂=CH₂↑+NaBr+H₂O；
（2）因?yàn)橐掖季哂袚]發(fā)性，所以從反應(yīng)裝置出來(lái)的氣體除了生成的乙烯外還有揮發(fā)出來(lái)的乙醇，乙烯和乙醇都可以使酸性KMnO₄溶液顏色褪去，故不一定是產(chǎn)生的乙烯，
故答案為：乙醇易揮發(fā)，揮發(fā)出來(lái)的乙醇也可以使酸性KMnO₄溶液褪色；
（3）根據(jù)（1）的分析，只要在通入酸性KMnO₄溶液之前除去乙醇就可以證明乙烯的生成了，除去乙醇最簡(jiǎn)單的方法就是通入水中而且又不影響乙烯，故答案為：在小試管之前增加一個(gè)盛有冷水的洗氣瓶；
（4）根據(jù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置后，溶液顏色褪色不明顯，說(shuō)明生成的乙烯量很少，結(jié)合資料一：溴乙烷于55℃時(shí)，在飽和氫氧化鈉的乙醇溶液中發(fā)生取代反應(yīng)的產(chǎn)物的百分比為99%，而消去反應(yīng)產(chǎn)物僅為1%，所以應(yīng)該是反應(yīng)溫度較低主要發(fā)生了取代反應(yīng)，方程式為：CH₃CH₂Br+NaOH $\stackrel{55℃}{→}$CH₃CH₂OH+NaBr，
故答案為：反應(yīng)溫度較低；CH₃CH₂Br+NaOH $\stackrel{55℃}{→}$CH₃CH₂OH+NaBr；
（5）根據(jù)資料二：溴乙烷發(fā)生消去反應(yīng)比較適宜的反應(yīng)溫度為90℃～110℃，在該范圍，溫度越高，產(chǎn)生乙烯的速率越快，說(shuō)明要產(chǎn)生乙烯要控制溫度在90℃～110℃，所以需要一個(gè)量程為200℃溫度計(jì)，再根據(jù)資料三：溴乙烷的沸點(diǎn)：38.2℃，所以在制得的乙烯中會(huì)含有溴乙烷氣體的雜質(zhì)，需要冷凝除去，所以需要冷凝管，
故答案為：冷凝管；量程為200℃溫度計(jì)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究物質(zhì)的組成實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，側(cè)重于探究溴乙烷的消去反應(yīng)的條件并驗(yàn)證產(chǎn)物，培養(yǎng)學(xué)生提取信息的能力，并利用好這些信息來(lái)設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)，題目難度中等．