Question

4．某學習小組探究溴乙烷的消去反應并驗證產(chǎn)物．
實驗過程：組裝如圖1所示裝置，檢查裝置氣密性，向燒瓶中注入10mL溴乙烷和15mL飽和氫氧化鈉乙醇溶液，微熱，觀察實驗現(xiàn)象．一段時間后，觀察到酸性KMnO₄溶液顏色褪去．
（1）請寫出溴乙烷的消去反應的化學方程式：CH₃CH₂Br+NaOH $→_{△}^{醇}$CH₂=CH₂↑+NaBr+H₂O
（2）甲同學認為酸性KMnO₄溶液顏色褪去說明溴乙烷發(fā)生了消去反應，生成了乙烯；而乙同學卻認為甲同學的說法不嚴謹，請說明原因：乙醇易揮發(fā)，揮發(fā)出來的乙醇也可以使酸性KMnO₄溶液褪色．
（3）丙同學認為只要對實驗裝置進行適當改進，即可避免對乙烯氣體檢驗的干擾，改進方法：在小試管之前增加一個盛有冷水的洗氣瓶．
改進實驗裝置后，再次進行實驗，卻又發(fā)現(xiàn)小試管中溶液顏色褪色不明顯．該小組再次查閱資料，對實驗進行進一步的改進．
資料一：溴乙烷于55℃時，在飽和氫氧化鈉的乙醇溶液中發(fā)生取代反應的產(chǎn)物的百分比為99%，而消去反應產(chǎn)物僅為1%．
資料二：溴乙烷發(fā)生消去反應比較適宜的反應溫度為90℃～110℃，在該范圍，溫度越高，產(chǎn)生乙烯的速率越快．
資料三：溴乙烷的沸點：38.2℃．
（4）結(jié)合資料一、二可知，丙同學改進實驗裝置后，溶液顏色褪色不明顯的原因可能是反應溫度較低，此時發(fā)生反應的化學方程式為CH₃CH₂Br+NaOH $\stackrel{55℃}{→}$CH₃CH₂OH+NaBr．
（5）結(jié)合資料二、三，你認為還應該在實驗裝置中增加的兩種儀器是
①冷凝管
②量程為200℃溫度計．

Answer 1

分析 （1）溴乙烷在強堿的醇溶液中發(fā)生消去反應生成乙烯；
（2）從反應裝置出來的氣體除了生成的乙烯外還有揮發(fā)出來的乙醇，所以使酸性KMnO₄溶液顏色褪去不一定是產(chǎn)生的乙烯在作用；
（3）根據(jù)（1）的分析，只要在通入酸性KMnO₄溶液之前除去乙醇就可以證明乙烯的生成了；
（4）根據(jù)改進實驗裝置后，溶液顏色褪色不明顯，說明生成的乙烯量很少，結(jié)合資料一：溴乙烷于55℃時，在飽和氫氧化鈉的乙醇溶液中發(fā)生取代反應的產(chǎn)物的百分比為99%，而消去反應產(chǎn)物僅為1%不難分析原因；
（5）根據(jù)資料二：溴乙烷發(fā)生消去反應比較適宜的反應溫度為90℃～110℃，在該范圍，溫度越高，產(chǎn)生乙烯的速率越快，說明要產(chǎn)生乙烯要控制溫度在90℃～110℃，所以需要一個量程為200℃溫度計，再根據(jù)資料三：溴乙烷的沸點：38.2℃，所以在制得的乙烯中會含有溴乙烷氣體的雜質(zhì)，需要冷凝除去，所以需要冷凝管．

解答 解：（1）溴乙烷在強堿的醇溶液中發(fā)生消去反應生成乙烯，反應的化學方程式為：CH₃CH₂Br+NaOH $→_{△}^{醇}$CH₂=CH₂↑+NaBr+H₂O，
故答案為：CH₃CH₂Br+NaOH $→_{△}^{醇}$CH₂=CH₂↑+NaBr+H₂O；
（2）因為乙醇具有揮發(fā)性，所以從反應裝置出來的氣體除了生成的乙烯外還有揮發(fā)出來的乙醇，乙烯和乙醇都可以使酸性KMnO₄溶液顏色褪去，故不一定是產(chǎn)生的乙烯，
故答案為：乙醇易揮發(fā)，揮發(fā)出來的乙醇也可以使酸性KMnO₄溶液褪色；
（3）根據(jù)（1）的分析，只要在通入酸性KMnO₄溶液之前除去乙醇就可以證明乙烯的生成了，除去乙醇最簡單的方法就是通入水中而且又不影響乙烯，故答案為：在小試管之前增加一個盛有冷水的洗氣瓶；
（4）根據(jù)改進實驗裝置后，溶液顏色褪色不明顯，說明生成的乙烯量很少，結(jié)合資料一：溴乙烷于55℃時，在飽和氫氧化鈉的乙醇溶液中發(fā)生取代反應的產(chǎn)物的百分比為99%，而消去反應產(chǎn)物僅為1%，所以應該是反應溫度較低主要發(fā)生了取代反應，方程式為：CH₃CH₂Br+NaOH $\stackrel{55℃}{→}$CH₃CH₂OH+NaBr，
故答案為：反應溫度較低；CH₃CH₂Br+NaOH $\stackrel{55℃}{→}$CH₃CH₂OH+NaBr；
（5）根據(jù)資料二：溴乙烷發(fā)生消去反應比較適宜的反應溫度為90℃～110℃，在該范圍，溫度越高，產(chǎn)生乙烯的速率越快，說明要產(chǎn)生乙烯要控制溫度在90℃～110℃，所以需要一個量程為200℃溫度計，再根據(jù)資料三：溴乙烷的沸點：38.2℃，所以在制得的乙烯中會含有溴乙烷氣體的雜質(zhì)，需要冷凝除去，所以需要冷凝管，
故答案為：冷凝管；量程為200℃溫度計．

點評 本題考查了探究物質(zhì)的組成實驗方案設(shè)計，側(cè)重于探究溴乙烷的消去反應的條件并驗證產(chǎn)物，培養(yǎng)學生提取信息的能力，并利用好這些信息來設(shè)計好實驗，題目難度中等．