Question

為探究乙烯與溴的加成反應：甲同學設計并進行了如下實驗：先用乙醇和濃硫酸為原料制取乙烯，將生成的氣體直接通入溴水中，發現溶液褪色，即證明乙烯與溴水發生了加成反應．乙同學發現在甲同學的實驗中，產生的氣體有刺激性氣味，推測在制得的乙烯中還可能含有少量濃硫酸的還原氣體，由此他提出必須先除去，再與溴水反應．
請你回答下列問題：
（1）甲同學設計的實驗

 

（填“能”或“不能”）驗證乙烯與溴水發生了加成反應，理由是

 

．
（2）乙同學推測此乙烯中必定含有的一種雜質氣體，它與溴水反應的化學方程式是

 

．在驗證過程中必須全部除去，為此乙同學設計了如圖所示的實驗裝置：
①Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ裝置可盛放的試劑是Ⅰ

 

；Ⅱ

 

；Ⅲ

 

；Ⅳ

 

；
（選填序號）．
A．品紅溶液     B．NaOH溶液    C．濃硫酸     D．酸性KMnO₄溶液
②乙設計的實驗中能確定生成了乙烯的現象是

 

．
（3）為驗證乙烯與溴水的反應是加成反應而不是取代反應，丙同學提出可將上述乙除雜后的氣體通入溴水中，用pH試紙測反應后溶液的酸堿性，你認為是否合理

 

（填合理、不合理），理由是

 

．
（4）乙烯通入溴水中，觀察到的現象是

 

；其反應方程式為

 

．

Answer 1

分析：（1）乙醇和濃硫酸作原料制取的乙烯中含有二氧化硫等物質，二氧化硫能使溴水褪色；
（2）有刺激性氣味的氣體是二氧化硫，二氧化硫能被溴氧化生成硫酸；
①要驗證乙烯之前先檢驗二氧化硫、除去二氧化硫、檢驗是否除盡二氧化硫，最終用酸性高錳酸鉀溶液檢驗乙烯；
②III中品紅溶液不褪色，而IV中酸性高錳酸鉀溶液褪色；
（3）如果發生取代反應，則有溴化氫生成，溶液呈強酸性，根據溶液pH確定發生反應類型；
（4）乙烯和溴發生加成反應生成油狀物質．

解答：解：（1）乙醇和濃硫酸反應，在一定條件下可以生成乙烯、乙醚，同時可能生成二氧化硫等還原性氣體，使酸性高錳酸鉀溶液褪色，對乙烯的檢驗造成干擾，所以甲同學的實驗不能說明乙烯與溴水發生加成反應，
故答案為：不能；乙醇和濃硫酸為原料制取乙烯時，生成的氣體中可能含有二氧化硫，二氧化硫也能使溴水褪色；
（2）二氧化硫、溴水發生氧化還原反應生成硫酸和氫溴酸，反應方程式為2H₂O+Br₂+SO₂=H₂SO₄+2HBr，故答案為：2H₂O+Br₂+SO₂=H₂SO₄+2HBr；
①驗證過程中必須排除二氧化硫的干擾，所以先除去二氧化硫，I中盛放品紅溶液檢驗二氧化硫、II中盛放氫氧化鈉溶液除去二氧化硫、III中盛放品紅溶液檢驗二氧化硫是否除盡，IV中盛放酸性高錳酸鉀檢驗乙烯的性質，故答案為：A；B；A；D；
②III中溶液不褪色，說明剩余氣體中不含二氧化硫，IV中酸性高錳酸鉀溶液褪色，說明乙烯能使酸性高錳酸鉀褪色，故答案為：III中品紅溶液不褪色，IV中酸性高錳酸鉀溶液褪色；
（3）若乙烯和溴發生取代反應，則該反應中有溴化氫生成，用pH試紙測反應后溶液應該呈酸性，如果溶液沒有呈酸性，則證明發生加成反應，所以丙同學的設計合理，
故答案為：合理；若發生取代反應，必有溴化氫生成，溶液呈酸性；
（4）溴和乙烯發生加成反應生成1，2-二溴乙烷，且1，2-二溴乙烷密度較大，所以下層有無色油狀液體生成，反應方程式為：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br，
故答案為：溴水褪色，下層有無色油狀物生成；CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br．

點評：本題考查了探究乙烯的制取和性質，明確物質的性質是解本題關鍵，同時考查學生對實驗設計的縝密性，根據物質的性質來分析解答，題目難度不大．