Question

16．已知乙醇的沸點(diǎn)是78℃，能與水以任意比混溶．乙醚的沸點(diǎn)是34.6℃，微溶于水，在飽和Na₂CO₃溶液中幾乎不溶，乙醚極易燃燒，今欲在實(shí)驗(yàn)室用乙醇制取乙醚．

（1）用化學(xué)方程式表示實(shí)驗(yàn)室制乙醚的反應(yīng)原理：2CH₃CH₂OH$→_{140℃}^{濃硫酸}$CH₃CH₂OCH₂CH₃+H₂O．該有機(jī)反應(yīng)的類型為取代反應(yīng)．
（2）甲和乙兩位同學(xué)分別計(jì)設(shè)了如圖所示的兩套實(shí)驗(yàn)室制取乙醚的裝置，其中乙裝置更合適．理由是冷卻效果好，產(chǎn)物乙醚遠(yuǎn)離火源．
（3）反應(yīng)時(shí)應(yīng)迅速升溫到140℃，然后保持溫度，因此溫度計(jì)應(yīng)插入的位置是反應(yīng)混合液中液面以下，但不觸及瓶底．
（4）在裝置乙的冷凝管處標(biāo)上水的進(jìn)出口方向（用箭頭“↑”“↓”表示）；用乙裝置收集得到的乙醚中可能含的雜質(zhì)是乙醇除去這種雜質(zhì)的試劑是飽和碳酸鈉溶液，所用的主要儀器是分液漏斗．
（5）如果溫度過高將發(fā)生消去反應(yīng)（填反應(yīng)類型）而產(chǎn)生副產(chǎn)物CH₂=CH₂（寫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式）．

Answer 1

分析 （1）乙醇在濃硫酸140℃的條件下，發(fā)生分子內(nèi)脫水生成乙醚，有機(jī)化合物分子中原子或原子團(tuán)被其它原子或原子團(tuán)所取代的反應(yīng)為取代反應(yīng)；
（2）制取乙醚應(yīng)有冷凝裝置（防止乙醚揮發(fā)），收集裝置不能離火源太近；
（3）乙醇在濃硫酸140℃的條件下生成乙醚，只有當(dāng)溫度計(jì)插入液面下，但不能接觸瓶底，才能準(zhǔn)確測(cè)出反應(yīng)時(shí)反應(yīng)液的溫度，避免副反應(yīng)的發(fā)生，確保產(chǎn)物的純度；
（4）為了達(dá)到更好的冷凝效果，冷凝器進(jìn)出水為下口進(jìn)上口出，與氣流逆流；用乙裝置收集得到的乙醚中可能含的雜質(zhì)是乙醇，除去這種雜質(zhì)的試劑是飽和碳酸鈉溶液，采用分液的方法分離；
（5）無水乙醇和濃硫酸共熱至170℃，發(fā)生消去反應(yīng)生成乙烯，在一定條件下，有機(jī)物脫去小分子生成分子中含有雙鍵的不飽和有機(jī)物的反應(yīng)屬于消去反應(yīng)．

解答 解：（1）乙醇在濃硫酸140℃的條件下，發(fā)生分子內(nèi)脫水生成乙醚，2CH₃CH₂OH$→_{140℃}^{濃硫酸}$CH₃CH₂OCH₂CH₃+H₂O，該反應(yīng)為一個(gè)乙醇分子中的乙氧基取代另一乙醇分子中的醇羥基，所以該反應(yīng)屬于取代反應(yīng)，
故答案為：2CH₃CH₂OH$→_{140℃}^{濃硫酸}$CH₃CH₂OCH₂CH₃+H₂O；取代反應(yīng)；
（2）通過乙醚的沸點(diǎn)（34.6℃）以及易燃燒可以確定制取乙醚應(yīng)有冷凝裝置（防止乙醚揮發(fā)），收集裝置不能離火源太近，否則會(huì)有危險(xiǎn)，
故答案為：乙； 冷卻效果好，產(chǎn)物乙醚遠(yuǎn)離火源；
（3）乙醇在濃硫酸140℃的條件下，發(fā)生分子內(nèi)脫水生成乙醚，所以反應(yīng)時(shí)應(yīng)迅速升溫到140℃，只有當(dāng)溫度計(jì)插入液面下，但不能接觸瓶底，才能準(zhǔn)確測(cè)出反應(yīng)時(shí)反應(yīng)液的溫度，避免副反應(yīng)的發(fā)生，因此溫度計(jì)應(yīng)插入的位置是反應(yīng)混合液中液面以下，但不觸及瓶底，
故答案為：140；反應(yīng)混合液中液面以下，但不觸及瓶底；
（4）進(jìn)行蒸餾實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了達(dá)到更好的冷凝效果，水流方向與氣流方向相反，所以冷凝器進(jìn)出水為下口進(jìn)上口出如下圖，乙醇易揮發(fā)，所以用乙裝置收集得到的乙醚中可能含的雜質(zhì)是乙醇，乙醚不溶于碳酸鈉溶液，除去這種雜質(zhì)的試劑是飽和碳酸鈉溶液，然后采用分液的方法進(jìn)行分離，所以選擇儀器為分液漏斗，
故答案為：；乙醇；飽和碳酸鈉溶液；分液漏斗；
（5）乙醇在濃硫酸的作用下發(fā)生分子內(nèi)脫水生成乙烯，反應(yīng)方程式為：CH₃CH₂OH $→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O，乙醇發(fā)生了消去反應(yīng)，所以副產(chǎn)物為CH₂=CH₂，
故答案為：消去；CH₂=CH₂．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了乙醇制備乙醚，掌握相關(guān)物質(zhì)的基本化學(xué)性質(zhì)，是解答本題的關(guān)鍵，平時(shí)須注意積累相關(guān)反應(yīng)知識(shí)，注意有機(jī)反應(yīng)類型的判別，題目難度中等．