Question

【題目】實驗室可以用乙醇和濃硫酸在170℃時制乙烯，化學反應原理為CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O。由于濃硫酸具有強氧化性，故該反應的副產物有二氧化硫和二氧化碳等。某同學根據上述信息和相應的實驗目的選擇下列實驗裝置設計。實驗(每種裝置都有若干個)：

請回答下列問題：

（1）驗證乙醇與濃硫酸混合反應產生了二氧化硫和二氧化碳。

①選擇必要裝置并進行連接：a→_____(填接口序號)。

②確定混合氣體中有二氧化碳存在的實驗依據是______。

（2）選擇裝置制備1，2—二溴乙烷。

①該同學設計的方案中裝置連接順序為A→E→D。此方案是否合理?_____(填“合理”或“不合理”)；若不合理，請提出改進方案或方法_____。

②分離出1，2—二溴乙烷的操作中使用的玻璃儀器為_____。

③有同學建議在A、E之間增加G裝置，其作用是____，a與G裝置接口___(填“1”或“m”)連接。

（3）閱讀資料知“酸性高錳酸鉀溶液能氧化乙烯生成二氧化碳”。

請設計實驗方案驗證資料的真實性。

①裝置連接順序為A→_____。

②能證明上述資料真實的實驗現象是_____。

（4）為了探究乙烯與溴水的反應是取代反應還是加成反應，該同學進行如下實驗：①測定D裝置中溴水的pH；②將純凈的乙烯通入D裝置至溶液褪色；③____。

Answer 1

【答案】e→d→f→g→e→d→b 第二個C裝置中品紅溶液不褪色，B裝置中澄清石灰水變渾濁 不合理 在E與D之間增加一個C裝置 分液漏斗、燒杯 防倒吸(或作安全瓶) m E→B→F→B 第一個(前一個)B裝置中溶液無渾濁，第二個(后一個)B裝置中溶液變渾濁 測定反應后D裝置中溶液的pH

【解析】

（1）①用品紅溶液可檢驗SO2，用澄清石灰水可檢驗CO2，而SO2也能使澄清石灰水變渾濁，會干擾CO2的檢驗，因此應先檢驗SO2，再除盡SO2，然后再檢驗CO2，據此分析儀器的連接順序；

②檢驗SO2和CO2時，先檢驗SO2，再除盡SO2，需用品紅溶液檢驗SO2除盡，然后再檢驗CO2，據此分析現象；

（2）①若有SO2進入D裝置，會發生反應：SO2+Br2 +2H2O=H2SO4 +2HBr，而HBr會與乙烯發生加成反應生成溴乙烷，會使制得的1，2-二溴乙烷不純，因此需用品紅溶液檢驗SO2是否被氫氧化鈉溶液完全吸收；

②反應后得到的是1，2-二溴乙烷與水的混合物，而二者互不相溶，可采用分液的方法出去，分液需要用的儀器為分液漏斗、燒杯；

③A、E之間增加G裝置可以防止E中溶液倒吸入A中，短管應與發生裝置相連；

（3）①酸性高錳酸鉀溶液若能氧化乙烯生成二氧化碳，那么可用澄清石灰水檢驗CO2，而乙烯中可能混有SO2、CO2，因此首先應除去乙烯中的SO2、CO2，再檢驗二者是否除盡，然后再讓氣體進入KMnO4溶液中氧化乙烯，再用澄清石灰水檢驗CO2；

②首先證明乙烯中可能混有的SO2、CO2已除盡，再檢驗KMnO4溶液與乙烯反應是否有CO2生成；

（4）根據取代反應和加成反應的特點比較溶液酸性的變化。

（1）①用品紅溶液可檢驗SO2，用澄清石灰水可檢驗CO2，而SO2也能使澄清石灰水變渾濁，因此應先檢驗SO2，再除去SO2，然后再檢驗CO2，則應讓混合氣體先通入品紅溶液檢驗SO2，再通入溴水除去SO2，然后再通入品紅溶液檢驗SO2除盡，最后通入澄清石灰水檢驗CO2，故裝置的連接順序為a→e→d→f→g→e→d→b；

故答案為：e→d→f→g→e→d→b；

②若第二個C裝置中品紅溶液不褪色，說明SO2除盡，B裝置中澄清石灰水變渾濁，則說明氣體中含有CO2；

故答案為：第二個C裝置中品紅溶液不褪色，B裝置中澄清石灰水變渾濁；

（2）①制備1，2-二溴乙烷要考慮產品純度，如果有SO2進入D裝置，則會發生反應：SO2+Br2 +2H2O=H2SO4 +2HBr，HBr會與乙烯發生加成反應生成溴乙烷，其溶于1，2-二溴乙烷中，使產品不純，改進方法是在D與E之間增加一個C裝置；

故答案為：不合理；在E與D之間增加一個C裝置；

②1，2-二溴乙烷不溶于水，則分離出1，2—二溴乙烷和水的混合物，采用分液的方法，需要的玻璃儀器有分液漏斗、燒杯；

故答案為：分液漏斗、燒杯；

③G裝置可以作安全瓶，防止E中溶液倒吸入A中，短管與發生裝置相連，使E中溶液倒吸入G中，無法倒吸入氣體發生裝置A中，a與G裝置的接口m連接；

故答案為：防倒吸(或作安全瓶)；m；

（3）①酸性高錳酸鉀溶液若能氧化乙烯生成二氧化碳，那么可用澄清石灰水檢驗CO2，而乙烯中可能混有SO2、CO2，因此首先應除去乙烯中的SO2、CO2，用氫氧化鈉溶液吸收SO2、CO2，再用澄清石灰水檢驗二者是否除盡，然后再讓氣體進入KMnO4溶液中氧化乙烯，再用澄清石灰水檢驗CO2，裝置的連接順序為A→E→B→F→B；

故答案為：E→B→F→B；

②如果前一個B瓶中澄清石灰水不變渾濁,說明二氧化硫和二氧化碳已經除盡，后一個B瓶中的澄清石灰水變渾濁,則說明資料真實可靠；

故答案為：第一個(前一個)B裝置中溶液無渾濁，第二個(后一個)B裝置中溶液變渾濁；

（4）乙烯與溴水發生取代反應生成溴化氫使溶液酸性明顯增強，pH減小，若發生加成反應溶液酸性變化不明顯，因此可先測出反應前溶液的pH，再測出反應后溶液的pH，比較pH變化；

故答案為：測定反應后D裝置中溶液的pH。