Question

14．Ⅰ．實驗室制乙烯時產(chǎn)生的氣體能使溴水褪色，甲、乙同學設計實驗探究溴水褪色的原因．（氣密性已檢驗，部分夾持裝置略）．
已知：①乙烯是一種無色稍有氣味氣體，難溶于水，易溶于四氯化碳等有機溶劑：②SO₂易溶于水，難溶于四氯化碳等有機溶劑．

操作	現(xiàn)象
點燃酒精燈， 加熱至170℃	a．A中燒瓶內液體漸漸變黑 b．B內氣泡連續(xù)冒出，溶液逐漸褪色
…
實驗完畢	c．A中燒瓶內附著少量黑色顆粒狀物，有刺激性氣味逸出

（1）寫出生成乙烯的化學方程式CH₃-CH₂-OH $→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O．燒瓶內液體漸漸變黑說明濃硫酸具有脫水性、強氧化　性．
（2）加入沸石的作用是防止瀑沸；若加熱后發(fā)現(xiàn)未加沸石，應采取的操作是待溶液冷卻后再補加．
（3）分析使B中溶液褪色的物質，甲認為是C₂H₄，乙認為不能排除SO₂的作用．
①根據(jù)甲的觀點，C₂H₄使B中溶液褪色的化學方程式為CH₂=CH₂+Br₂→CH₂Br-CH₂Br．
②乙根據(jù)現(xiàn)象c認為產(chǎn)生了SO₂，寫出SO₂使B中溶液褪色的離子方程式：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2 Br^-+SO₄^2-．
（4）為證實各自觀點，甲、乙同學重新實驗，各自在A、B間增加一個裝有某種試劑的洗氣瓶，均觀察到溴水褪色．
①根據(jù)甲的設計，洗氣瓶中盛放的試劑是NaOH溶液．
②乙為進一步驗證其觀點，取少量反應后的B中溶液，加入少量BaCl₂溶液，振蕩，產(chǎn)生大量白色沉淀，反應的離子方程式為SO₂+2H₂O+Br₂═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-、SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓或SO₂+2H₂O+Br₂+Ba²⁺═4H⁺+2Br^-+BaSO₄↓．

Answer 1

分析 （1）實驗室制乙烯：乙醇和濃H₂SO₄共熱至170℃制乙烯，乙醇發(fā)生消去反應，斷裂碳氧鍵、與羥基所連的碳的相鄰的碳上的碳氫鍵；濃硫酸具有脫水性、吸水性和強氧化性，會使乙醇碳化，所以可以看到黑色，能氧化乙醇，濃硫酸被還原產(chǎn)生了SO₂；同時將乙醇中的氫和氧按水的組成脫去；
（2）給液體加熱加入沸石可以防止瀑沸，若加熱后發(fā)現(xiàn)未加沸石，應待溶液冷卻后再補加，否則容易出現(xiàn)危險；
（3）①乙烯中的官能團為雙鍵，能夠和溴加成反應，溴的紅棕色褪去；
②乙根據(jù)現(xiàn)象c認為產(chǎn)生了SO₂，溴單質可以和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應，生成硫酸和氫溴酸；
（4）①氫氧化鈉可以和二氧化硫發(fā)生反應，吸收二氧化硫，排除二氧化硫的干擾，二氧化硫和氫氧化鈉反應生成亞硫酸鈉和水；
②溴單質可以和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應，硫酸根離子和鋇離子反應會生成白色沉淀．

解答 解：（1）實驗室制乙烯：乙醇和濃H₂SO₄共熱發(fā)生消去反應生成乙烯，原理方程式為：CH₃-CH₂-OH $→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，濃硫酸具有脫水性，能使乙醇中的氫和氧按水的組成脫去，溶液“漸漸變黑”，反應為：CH₃CH₂OH+4H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4SO₂↑+CO₂↑+7H₂O+C，同時濃硫酸表現(xiàn)強氧化性，
故答案為：CH₃-CH₂-OH $→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O；脫水性、強氧化；
（2）給液體加熱加入沸石可以防止瀑沸，若加熱后發(fā)現(xiàn)未加沸石，應待溶液冷卻后再補加，否則容易出現(xiàn)危險，
故答案為：防止瀑沸；待溶液冷卻后再補加；
（3）①根據(jù)甲的觀點，溴水可以使B中溶液褪色，雙鍵變單鍵，斷鍵處加上加成試劑原子溴原子，反應的化學方程式為：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂Br-CH₂Br，
故答案為：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂Br-CH₂Br；
②乙根據(jù)現(xiàn)象c認為產(chǎn)生了SO₂，二氧化硫具有還原性，溴單質具有氧化性，在B中溴單質可以和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應，反應的離子方程式為：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2 Br^-+SO₄^2-，
故答案為：SO₂+Br₂+2H₂O=4H⁺+2 Br^-+SO₄^2-；
（4）①根據(jù)甲的設計，洗氣瓶中盛放的試劑是氫氧化鈉，可以和二氧化硫反應，吸收二氧化硫，排除二氧化硫的干擾，化學方程式為：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O，
故答案為：NaOH溶液；
②溴單質可以和二氧化硫發(fā)生氧化還原反應，生成硫酸根離子和溴離子，硫酸根離子和鋇離子反應會生成白色沉淀，相關反應的離子方程式為SO₂+2H₂O+Br₂═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-、SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓或SO₂+2H₂O+Br₂+Ba²⁺═4H⁺+2Br^-+BaSO₄↓，
故答案為：SO₂+2H₂O+Br₂═4H⁺+2Br^-+SO₄^2-、SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓或SO₂+2H₂O+Br₂+Ba²⁺═4H⁺+2Br^-+BaSO₄↓．

點評 本題考查學生乙醇的化學性質，充分考查學生的分析能力及靈活應用基礎知識的能力，掌握反應原理、讀取題干信息、正確書寫方程式是解答關鍵，題目難度中等．