Question

5．1，2-二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2.18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(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白：

（1）請(qǐng)寫(xiě)出燒瓶a中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程：CH₃CH₂OH $→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O．
（2）寫(xiě)出試管d中制備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(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．
（4）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．①乙烯發(fā)生（或通過(guò)液溴）速度過(guò)快；②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，乙烯和濃硫酸的混合液沒(méi)有迅速達(dá)到170℃；．
（5）e裝置內(nèi)NaOH溶液的作用是吸收揮發(fā)出來(lái)的溴，防止污染環(huán)境．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)室制備1，2-二溴乙烷流程：裝置a中：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，反應(yīng)方程式：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，b為安全瓶可以防止倒吸；當(dāng)e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，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)氣體二氧化硫發(fā)生反應(yīng)，除去乙烯中帶出的酸性氣體，液溴易揮發(fā)，反應(yīng)過(guò)程中應(yīng)用冷水冷卻裝置d，能減少液溴揮發(fā)，d裝置中：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，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．
（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）試管d中乙烯分子中含碳碳雙鍵，乙烯和溴發(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(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；
（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）反應(yīng)剩余的溴有毒，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(shí)發(fā)生消去生成乙烯，溫度必須是170℃，反應(yīng)方程式：CH₃CH₂OH $→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，
故答案為：CH₃CH₂OH $→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O；
（2）乙烯分子中含碳碳雙鍵，試管d中：乙烯和溴發(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(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；
（4）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)；乙醇在濃硫酸140℃的條件下，發(fā)生分子內(nèi)脫水生成乙醚，2CH₃CH₂OH$→_{140℃}^{濃硫酸}$CH₃CH₂OCH₂CH₃+H₂O，此外實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，乙醇和濃硫酸的混合液沒(méi)有迅速達(dá)到170℃會(huì)導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生和副產(chǎn)物的生成，
故答案為：①乙烯發(fā)生（或通過(guò)液溴）速度過(guò)快；②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，乙烯和濃硫酸的混合液沒(méi)有迅速達(dá)到170℃；
（5）該反應(yīng)中剩余的溴單質(zhì)有毒，會(huì)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Br₂氣體，防止大氣污染，
故答案為：吸收揮發(fā)出來(lái)的溴，防止污染環(huán)境．

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(wèn)題、解決問(wèn)題的能力．