Question

【題目】乙烯是世界上產(chǎn)量最大的化學產(chǎn)品之一，乙烯工業(yè)是石油化工產(chǎn)業(yè)的核心，乙烯產(chǎn)品占石化產(chǎn)品的75%以上，在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。有如下兩個實驗都能用來制備乙烯請根據(jù)要求回答問題。

Ⅰ.已知使用活性較低的林德拉催化劑[Pd/(PdO、CaCO3)]，可使炔烴的氫化停留在生成烯烴的階段，而不再進一步氫化成烷烴。現(xiàn)有一課外活動興趣小組擬由乙炔制得乙烯，并測定乙炔氫化的轉(zhuǎn)化率。若用含0.02mol CaC2的電石和1.600g含雜質(zhì)18.75 %的鋅粒(雜質(zhì)不與酸反應(yīng))分別與足量的X和稀硫酸反應(yīng)，當反應(yīng)完全后，測得G中收集到的水VmL(收集到的氣體已經(jīng)轉(zhuǎn)化為標準狀況下的體積)。

(1)試劑X為：_____。

(2)寫出A中所發(fā)生反應(yīng)的化學方程式(有機物寫結(jié)構(gòu)簡式)：_____。

(3)所用裝置的連接順序是_____(填各接口的字母)。

(4)若V=672mL(導管內(nèi)氣體體積忽略不計)，則乙炔氫化的轉(zhuǎn)化率為_____。

Ⅱ.實驗室可用酒精、濃硫酸作試劑來制取乙烯，但實驗表明，還有許多副反應(yīng)發(fā)生，如反應(yīng)中會生成 SO2、CO2、水蒸氣等無機物。某研究性學習小組用下圖所示的裝置制備純凈的乙烯并探究乙烯與單質(zhì)溴能否反應(yīng)及反應(yīng)類型。

(1)為實現(xiàn)上述實驗目的，裝置的連接順序為 F→_____→_____→_____→_____→D。(各裝置限用一次)，B裝置的作用是_____。

(2)當C中觀察到_____時，表明單質(zhì)溴能與乙烯反應(yīng)；若D中_______，表明C中發(fā)生的是取代反應(yīng)；若D沒有出現(xiàn)前面所描述的現(xiàn)象時，表明C中發(fā)生的是_____反應(yīng)，則D裝置中溶液的作用_____。

Answer 1

【答案】飽和食鹽水 CaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca(OH)2 a、e、d、f、g、b、c、h(f、g可調(diào)換) 50% A B E C 檢驗SO2、CO2是否除盡； 溴水褪色 出現(xiàn)淺黃色沉淀 加成 驗證乙烯與溴發(fā)生的反應(yīng)類型

【解析】

Ⅰ由乙炔氫化制得乙烯，并測定乙炔氫化的轉(zhuǎn)化率，由實驗裝置可知，X為飽和食鹽水，A中制備乙炔，B中制備氫氣，D中NaClO可除去硫化氫等雜質(zhì)，E中干燥氣體，在C中乙炔與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，最后FG排水法測定氣體的體積，以此來解答；

Ⅱ?qū)嶒炇铱捎镁凭�、濃硫酸作試劑來制取乙烯，但實驗表明，還有許多副反應(yīng)發(fā)生，如反應(yīng)中會生成SO2、CO2、水蒸氣等無機物。為得到純凈的乙烯，應(yīng)用NaOH溶液除去SO2、CO2，(并用石灰水檢驗是否除盡)，然后用濃硫酸干燥；乙烯與單質(zhì)溴之間可能發(fā)生加成反應(yīng)，也可能發(fā)生取代反應(yīng)，若是取代反應(yīng)，則會有HBr生成，HBr與AgNO3溶液反應(yīng)會產(chǎn)生淺黃色沉淀，據(jù)此分析解答。

Ⅰ(1)根據(jù)分析，裝置A用電石和水反應(yīng)來制備乙炔，為減慢A中的反應(yīng)速率，X應(yīng)選用飽和食鹽水；

(2)根據(jù)(1)中分析，裝置A用電石和水反應(yīng)來制備乙炔，A 中所發(fā)生反應(yīng)的化學方程式CaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca(OH)2；

(3)由上述分析可知，裝置順序為A→B→D→E→C→F→G，連接順序是a、e、d、f、g、b、c、h(f、g可調(diào)換)；

(4)根據(jù)反應(yīng)CaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca(OH)2，0.020molCaC2的電石與水反應(yīng)生成0.020molHC≡CH，Zn與硫酸反應(yīng)的反應(yīng)方程式為Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，生成氫氣的物質(zhì)的量與參與反應(yīng)的鋅的物質(zhì)的量相等，為=0.02mol，V=672mL，即剩余氣體的物質(zhì)的量為=0.03mol，設(shè)轉(zhuǎn)化的乙炔為x，由HC≡CH+H2CH2=CH2可知，(0.02x)+(0.02x)+x=0.03，解得x=0.01，則乙炔氫化的轉(zhuǎn)化率為×100%=50%；

Ⅱ(1)為得到純凈的乙烯，應(yīng)用NaOH溶液除去SO2、CO2，(并用石灰水檢驗是否除盡)，然后用濃硫酸干燥；乙烯與單質(zhì)溴之間可能發(fā)生加成反應(yīng)，也可能發(fā)生取代反應(yīng)，若是取代反應(yīng)，則會有HBr生成，HBr與AgNO3溶液反應(yīng)會產(chǎn)生淺黃色沉淀，所以裝置連接順序為：F→A→B→E→C→D；用NaOH溶液除去SO2、CO2，B中的澄清石灰石水用于檢驗SO2、CO2是否除盡；

(2)當C中觀察到溴水褪色時，表明單質(zhì)溴能與乙烯反應(yīng)；若D中硝酸銀溶液中出現(xiàn)淺黃色沉淀時，表明D中生成了溴化銀沉淀，則C中發(fā)生的是取代反應(yīng)；若D沒有出現(xiàn)前面所描述的現(xiàn)象時，說明D溶液中無溴離子，則C中發(fā)生的是加成反應(yīng)；D的作用是驗證乙烯與溴發(fā)生的反應(yīng)類型。