Question

17．為探究實驗室制乙烯及乙烯和溴水的加成反應．甲同學設計了如圖所示的實驗裝置，并進行了實驗．當溫度升至170℃左右時，有大量氣體產(chǎn)生，產(chǎn)生的氣體通入溴水中，溴水的顏色迅速褪去．甲同學認為達到了實驗目的．
乙同學仔細考察了甲同學的整個實驗過程，發(fā)現(xiàn)當溫度升到100℃左右時，無色液體開始變色，到160℃左右時，混合液全呈黑色，在170℃超過后生成氣體速度明顯加快，生成的氣體有刺激性氣味．由此他推出，產(chǎn)生的氣體中應有雜質(zhì)，可能影響乙烯的檢出，必須除去．據(jù)此回答下列問題：
（1）寫出甲同學實驗中兩個反應的化學方程式：CH₃CH₂OH $→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O、CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br．
（2）乙同學觀察到的黑色物質(zhì)是C，刺激性氣體是SO₂．乙同學認為刺激性氣體的存在就不能認為溴水褪色是乙烯的加成反應造成的．
原因是（用化學方程表示）：SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄ +2HBr．
（3）丙同學根據(jù)甲乙同學的分析，認為還可能有CO、CO₂兩種氣體產(chǎn)生．為證明CO存在，他設計了如下過程（該過程可把實驗中產(chǎn)生的有機產(chǎn)物除凈）：發(fā)現(xiàn)最后氣體經(jīng)點燃是藍色火焰，確認有一氧化碳．

①設計裝置a的作用是安全裝置，防倒吸
②濃溴水的作用是吸收乙烯、二氧化硫氣體，稀溴水的作用是檢驗乙烯、二氧化硫是否除盡．

Answer 1

分析 （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，反應條件是加熱到170℃；溴水中的溴與乙烯發(fā)生加成反應；
（2）濃硫酸具有強氧化性，能氧化乙醇；二氧化硫和溴發(fā)生氧化還原反應；
（3）①造成倒吸，是由于裝置內(nèi)的大氣壓與外面的大氣壓有一定的差值；
②濃溴水能和乙烯和二氧化硫反應．

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：CH₃CH₂OH $→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O；溴水中的溴與乙烯發(fā)生加成反應，即CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br，故答案為：CH₃CH₂OH $→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O；CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br；
（2）乙同學仔細觀察了甲同學的整個實驗過程，發(fā)現(xiàn)當溫度升到100℃左右時，無色液體開始變色，到160℃左右時，混合液全呈黑色，濃硫酸具有強氧化性，能氧化乙醇，把乙醇氧化成碳，同時自身被還原成二氧化硫；二氧化硫和溴發(fā)生氧化還原反應生成氫溴酸和硫酸：SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄ +2HBr，
故答案為：C；SO₂；SO₂+Br₂+2H₂O=H₂SO₄ +2HBr；
（3）①乙烯易溶于溴水中，裝置內(nèi)的大氣壓與外面的大氣壓有一定的差值，設計裝置a可防止?jié)怃逅�倒吸到制乙烯的反應容器中，故答案為：安全裝置，防倒吸；
②溴水與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應，溴被二氧化硫中+4價的硫還原成-1價的溴，+4價的硫被溴氧化成+6價的硫，溴水褪色；乙烯和溴水中的溴發(fā)生加成反應，溴水褪色，可檢驗乙烯的存在，二氧化硫和溴發(fā)生氧化還原反應生成氫溴酸和硫酸，可檢驗二氧化硫的存在，
故答案為：吸收乙烯、二氧化硫氣體；檢驗乙烯、二氧化硫是否除盡．

點評 本題考查了乙烯的實驗室制法以及產(chǎn)物的檢驗，掌握相關物質(zhì)的基本化學性質(zhì)，是解答本題的關鍵，平時須注意積累相關反應知識，難度中等．