Question

17．實驗室用濃硫酸和乙醇制取乙烯時，常會看到燒瓶中液體變黑，制得的乙烯中混有CO₂、SO₂等雜質(zhì)．某課外小組設計了如下裝置，證明乙烯中混有CO₂、SO₂并驗證乙烯的性質(zhì)．
回答下列問題：

（1）裝置A是乙烯的發(fā)生裝置．圖中一處明顯的錯誤是溫度計水銀球部分沒有插入液面以下，燒瓶中碎瓷片的作用是防爆沸．
（2）若要檢驗A中所得氣體含有SO₂，可將混合合氣體直接通入C（填代號，下同）裝置；若要檢驗，A中所得氣體含有CH₂=CH₂，可將混合氣體先通入B裝置，然后通入D裝置．
（3）小明將從A出來的混合氣體依次通過B、E、D、E，發(fā)現(xiàn)D前面的石灰水中無明顯變化、D后面的石灰水變渾濁．請對出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因進行合理猜想乙烯被酸性KMnO₄溶液氧化成CO₂．
（4）寫出實驗室制取乙烯的化學方程式CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）溫度計的位置取決于所測量的物質(zhì)；乙醇沸點低，加熱容易產(chǎn)生爆沸；
（2）二氧化硫具有漂白性，可以使品紅溶液褪色；
依據(jù)乙烯不與氫氧化鈉反應，二氧化硫能與氫氧化鈉反應，乙烯具有還原性，能使酸性高錳酸鉀褪色解答；
依據(jù)乙烯具有還原性能使溴的四氯化碳褪色，二氧化硫不與溴的四氯化碳反應的性質(zhì)解答；
（3）D前面的石灰水無明顯變化說明乙醇碳化生成的二氧化碳和二氧化硫都被氫氧化鈉吸收，D后面的石灰水變混濁，說明混合氣體通入到酸性的高錳酸鉀中發(fā)生反應產(chǎn)生了能夠使澄清石灰水變渾濁的氣體，結合乙烯的結構特點分析解答；
（4）在濃硫酸存在條件下加熱到170℃，乙醇發(fā)生消去反應生成乙烯，據(jù)此寫出反應的化學方程式．

解答 解：（1）濃硫酸和乙醇制取乙烯時，應嚴格控制反應物乙醇濃硫酸混合液的溫度在170度，所以溫度計測量的是混合液的穩(wěn)定，溫度計水銀球部分沒有插入液面以下；乙醇沸點低，加熱時容易發(fā)生爆沸，加熱碎瓷片可以防止爆沸，
故答案為：溫度計水銀球部分沒有插入液面以下；防爆沸；
（2）若A中所得氣體含有SO₂，則通到盛有品紅溶液的C中，可以使品紅溶液褪色；
將混合氣體先通入B，用氫氧化鈉吸收生成的二氧化硫，然后通入盛有酸性的高錳酸鉀的D裝置，若高錳酸鉀褪色則可證明乙烯的存在，
故答案為：C；D；
（3）D前面的石灰水無明顯變化說明乙醇碳化生成的二氧化碳和二氧化硫都被氫氧化鈉吸收，D后面的石灰水變混濁，說明混合氣體通入到酸性的高錳酸鉀中發(fā)生反應產(chǎn)生了能夠使澄清石灰水變渾濁的氣體，而乙烯含有不飽和鍵具有還原性，能被高錳酸鉀氧化，
故答案為：乙烯被酸性KMnO₄溶液氧化成CO₂；
（4）實驗室中通過乙醇的消去反應制取乙烯，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．

點評 本題考查了性質(zhì)實驗方案的設計，題目難度中等，注意掌握乙醇發(fā)生消去反應原理及乙烯的實驗室制法，試題側重考查學生分析問題，設計實驗的能力，明確各種氣體的性質(zhì)是本題解題的關鍵．