Question

17．如圖為甲同學設(shè)計的制取并檢驗C₂H₄性質(zhì)的實驗裝置圖．請回答有關(guān)問題：

（1）寫出上述制乙烯的反應(yīng)的化學方程式：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，
（2）加入幾片碎瓷片的目的是防止液體受熱暴沸，
（3）加熱時，使混合液溫度迅速升高到170℃，是為了乙醇在濃硫酸作用下加熱到140℃會發(fā)生分子間脫水2C₂H₅OH$→_{140℃}^{濃硫酸}$C₂H₅-O-C₂H₅+H₂O生成乙醚，故要迅速升溫到170℃，
（4）實驗過程觀察到的現(xiàn)象為：
①Br₂的四氯化碳溶液由橙紅色變無，
②酸性KMnO₄溶液褪色．
（5）乙同學認為甲同學設(shè)計的實驗如果僅從酸性KMnO₄溶液褪色難以證明反應(yīng)有乙烯生成，因為反應(yīng)產(chǎn)生的乙烯中可能混有SO₂氣體也能使酸性KMnO₄溶液褪色．寫出此氣體使酸性KMnO₄溶液褪色的離子方程式5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=4H⁺+5SO₄^2-+2Mn²⁺．

Answer 1

分析 裝置中發(fā)生裝置利用濃硫酸和乙醇混合加熱制備乙烯，通入溴的四氯化碳溶液會褪色，通入酸性高錳酸鉀溶液中會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，溶液褪色，剩余氣體燃燒除去，
（1）實驗室制備乙烯所用的原料為乙醇，濃硫酸作催化劑、脫水劑，反應(yīng)條件是加熱到170℃，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學方程式；
（2）液體混合物加熱時需防止劇烈沸騰暴沸；
（3）溫度在140℃，乙醇在濃硫酸作用下發(fā)生分子間脫水，會有乙醚生成；
（4）①乙烯是不飽和烯烴，分子中含碳碳雙鍵，和溴單質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)；
②乙烯通入高錳酸鉀溶液被氧化為二氧化碳；
（5）制備乙烯反應(yīng)中乙醇被碳化得到碳和濃硫酸加熱反應(yīng)會生成二氧化硫氣體，二氧化硫具有還原性也可以使高錳酸鉀溶液褪色．

解答 解：（1）利用乙醇在濃硫酸的催化作用下發(fā)生分子內(nèi)脫水制取乙烯，乙醇發(fā)生了消去反應(yīng)，反應(yīng)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；
（2）為防止燒瓶內(nèi)液體受熱不均勻而局部突然沸騰（爆沸）沖出燒瓶，需要在燒瓶內(nèi)加入幾塊沸石，
故答案為：防止液體受熱暴沸；
（3）乙醇在濃硫酸作用下加熱到140℃會發(fā)生分子間脫水2C₂H₅OH$→_{140℃}^{濃硫酸}$C₂H₅-O-C₂H₅+H₂O生成乙醚，故要迅速升溫到170℃；
故答案為：乙醇在濃硫酸作用下加熱到140℃會發(fā)生分子間脫水2C₂H₅OH$→_{140℃}^{濃硫酸}$C₂H₅-O-C₂H₅+H₂O生成乙醚，故要迅速升溫到170℃；
（4）①乙烯是不飽和烯烴，分子中含碳碳雙鍵，和溴單質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)，Br₂的四氯化碳溶液為橙紅色，乙烯通入后會和溴單質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)，溶液變化為無色，
故答案為：橙紅； 無；    
  ②二氧化硫具有還原性，高錳酸鉀溶液具有氧化性，通入會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，二氧化硫被氧化得到硫酸，高錳酸鉀溶液褪色，
故答案為：褪色；
（5）制備乙烯反應(yīng)中乙醇被碳化得到碳和濃硫酸加熱反應(yīng)會生成二氧化硫氣體，二氧化硫具有還原性也可以使高錳酸鉀溶液褪色，高錳酸鉀溶液褪色不能證明一定是生成的乙烯，反應(yīng)的離子方程式為：5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=4H⁺+5SO₄^2-+2Mn²⁺，
故答案為：SO₂；5SO₂+2MnO₄^-+2H₂O=4H⁺+5SO₄^2-+2Mn²⁺．

點評 本題考查了物質(zhì)性質(zhì)實驗方案的設(shè)計，題目難度中等，試題涉及氧化還原反應(yīng)的計算、氧化性還原性強弱比較、性質(zhì)實驗方案的設(shè)計與評價等知識，側(cè)重學生分析能力和計算能力的考查，明確掌握濃硫酸的性質(zhì)、二氧化硫的檢驗方法等知識為解答本題關(guān)鍵．