Question

17．實(shí)驗(yàn)室制備1，2-二溴乙烷（無(wú)色液體，熔點(diǎn)9℃，密度2.2g•cm^-3）的反應(yīng)原理如下：
CH₃CH₂OH→$→_{170℃}^{H_{2}SO_{4}}$CH₂=CH₂，CH₂=CH₂+B₂→BrCH₂CH₂Br
用少量的溴和足量的乙醇制備1，2-二溴乙烷的裝置如圖所示：
（1）在此制備實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是cde
a．為使A受熱均勻，應(yīng)采取水浴加熱
b．A中乙醇與濃硫酸的最佳體積比為3：1
c．B可以指示后續(xù)裝置中是否發(fā)生堵塞
d．C的目的是吸收反應(yīng)中可能生成的酸性氣體
e．D應(yīng)用冷水冷卻，但又不能過(guò)度冷卻（如用冰水）
（2）判斷該制備反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束的最簡(jiǎn)單方法是D中褪色
（3）若產(chǎn)物中有少量未反應(yīng)的Br₂，最好用NaOH洗滌除去；振蕩后靜置，產(chǎn)物應(yīng)在下層（填
“上”、“下”）；
（4）實(shí)驗(yàn)中乙醇的用量超出理論值，其原因可能是有副反應(yīng)發(fā)生或氣流速度過(guò)快（任寫(xiě)一種）

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)室制備1，2-二溴乙烷：三頸燒瓶A中發(fā)生反應(yīng)是乙醇在濃硫酸的作用下發(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)方程式為：CH₃CH₂OH $→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，如果D中導(dǎo)氣管發(fā)生堵塞事故，A中產(chǎn)生的乙烯氣體會(huì)導(dǎo)致裝置B中壓強(qiáng)增大，長(zhǎng)導(dǎo)管液面會(huì)上升，所以裝置B中長(zhǎng)玻璃管可判斷裝置是否堵塞，裝置B起緩沖作用，濃硫酸具有脫水性、吸水性和強(qiáng)氧化性，能氧化乙醇，CH₃CH₂OH+4H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4SO₂↑+CO₂↑+7H₂O+C，可能生成的酸性氣體為二氧化硫、二氧化碳，裝置C中放氫氧化鈉溶液，發(fā)生反應(yīng)SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O，CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，除去雜質(zhì)氣體，乙烯含有不飽和鍵C=C雙鍵，能鹵素單質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)，D中乙烯和溴加成生成1，2-二溴乙烷，反應(yīng)為：CH₂=CH₂+Br-Br→CH₂Br-CH₂Br，制得1，2-二溴乙烷．
（1）a．水浴加熱的溫度不得超過(guò)100℃，該反應(yīng)的溫度為170℃；
b．A中用酒精和濃硫酸制取乙烯時(shí)，濃硫酸的體積和酒精體積的比為3：1；
c．如果D中導(dǎo)氣管發(fā)生堵塞事故，裝置B中長(zhǎng)導(dǎo)管液面會(huì)上升；
d．濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，可能氧化乙醇中的碳；
e．乙烯與溴反應(yīng)時(shí)放熱，冷卻可避免溴的大量揮發(fā)，但不能過(guò)度冷卻（如用冰水），否則使氣路堵塞；
（2）乙烯和溴水發(fā)生了加成反應(yīng)；
（3）因Br₂能與NaOH溶液反應(yīng)，且1，2-二溴乙烷與水互不相溶，所以用氫氧化鈉溶液吸收Br₂，振蕩后靜置，產(chǎn)物應(yīng)在下層；
（4）乙醇在濃硫酸作催化劑作用下會(huì)有乙醚等副產(chǎn)物生成，反應(yīng)太劇烈時(shí)乙醇部分揮發(fā)或氣流速度過(guò)快．

解答 解：（1）a．三頸燒瓶A中發(fā)生反應(yīng)是乙醇在濃硫酸的作用下發(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)方程式為：CH₃CH₂OH $→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，反應(yīng)為溫度為170℃，遠(yuǎn)超過(guò)水的沸點(diǎn)，無(wú)法采取水浴加熱，故a錯(cuò)誤；
b．濃H₂SO₄在該反應(yīng)中除了起催化作用外，還起脫水作用，保持其過(guò)量的原因主要是為了使?jié)釮₂SO₄保持較高的濃度，促使反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，
無(wú)水乙醇與濃硫酸的體積比為1：3，故b錯(cuò)誤；
c．如果D中導(dǎo)氣管發(fā)生堵塞事故，A中產(chǎn)生的乙烯氣體會(huì)導(dǎo)致裝置B中壓強(qiáng)增大，長(zhǎng)導(dǎo)管液面會(huì)上升，故c正確；
d．濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，將乙醇氧化成二氧化碳，自身被還原成二氧化硫，二氧化碳、二氧化硫能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，SO₂+2NaOH═Na₂SO₃+H₂O，CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，所以C的目的是吸收反應(yīng)中可能生成的酸性氣體，故d正確；
e．溴在常溫下，易揮發(fā)，乙烯與溴反應(yīng)時(shí)放熱，溴更易揮發(fā)，冷卻可避免溴的大量揮發(fā)，但1，2-二溴乙烷的凝固點(diǎn)9℃較低，不能過(guò)度冷卻，（如用冰水），所以D應(yīng)用冷水冷卻，但又不能過(guò)度冷卻（如用冰水），故e正確；
故答案為：cde；
（2）該制備反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束，裝置D在乙烯和溴水發(fā)生加成反應(yīng)生成1，2-二溴乙烷，1，2-二溴乙烷為無(wú)色，所以通過(guò)觀(guān)察溴水顏色是否褪盡，判斷裝置D中該制備反應(yīng)是否已經(jīng)結(jié)束，
故答案為：D中褪色；
（3）常溫下Br₂和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)：2NaOH+Br₂═NaBr+NaBrO+H₂O，再分液除去，1，2-二溴乙烷和水不互溶，1，2-二溴乙烷密度比水大，所以加水，振蕩后靜置，產(chǎn)物應(yīng)在下層，
故答案為：NaOH；下；
（4）乙醇在濃硫酸作催化劑作用下會(huì)有乙醚等副產(chǎn)物生成，反應(yīng)太劇烈時(shí)乙醇部分揮發(fā)或氣流速度過(guò)快，
故答案為：有副反應(yīng)發(fā)生或氣流速度過(guò)快．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)、鹵代烴的制備實(shí)驗(yàn)，為高頻考點(diǎn)，涉及混合物分離提純、有機(jī)物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、實(shí)驗(yàn)條件控制、對(duì)操作分析評(píng)價(jià)等，把握物質(zhì)的性質(zhì)、反應(yīng)原理、實(shí)驗(yàn)技能為解答的關(guān)鍵，注意實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)性分析，題目難度中等．