Question

18．1，2-二溴乙烷汽油抗爆劑的添加劑，常溫下它是無色液體，密度2.18g/mL，沸點131.4℃，熔點9.79℃，不溶于水，易溶于醇，醚、丙酮等有機溶劑．在實驗中可以用如圖所示裝置制備1，2-二溴乙烷．其中分液漏斗和燒瓶a中裝有乙醇和濃H₂SO₄的混合液，試管d中裝有液溴（表面覆蓋少量水）．填寫下列空白：
（1）寫出本題中制備1，2-二溴乙烷有關(guān)的兩個化學(xué)方程式．
①CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₂=CH₂↑+H₂O；②CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br．
（2）安全瓶b可以防止倒吸，并可以檢查實驗進行時試管d是否發(fā)生堵塞．請寫出發(fā)生堵塞時b瓶中的現(xiàn)象b中水面會下降，玻璃管中的水柱會上升，甚至溢出．
（3）容器c中所裝的試劑是NaOH溶液，其作用是除去乙烯中帶出的SO₂、CO₂等酸性氣體雜質(zhì)，以防止其雜質(zhì)與溴反應(yīng)．
（4）d中用冷水冷卻液溴的原因是避免溴大量揮發(fā)，但又不能過度冷卻（如用冰水），其原因是產(chǎn)品1，2-二溴乙烷的熔點低，過度冷卻會凝固而堵塞導(dǎo)管．

Answer 1

分析 實驗原理：乙醇和濃硫酸反應(yīng)主要生成乙烯氣體，反應(yīng)為：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₂=CH₂↑+H₂O，還可能混有碳和濃硫酸反應(yīng)生成的CO₂和SO₂氣體，b為安全瓶，c為凈化除雜裝置，d為乙烯和溴的反應(yīng)裝置，反應(yīng)為：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br，e為尾氣吸收裝置．
（1）實驗室中用乙醇和濃硫酸加熱來制取乙烯，然后用乙烯和溴單質(zhì)的加成反應(yīng)來制得1，2-二溴乙烷；
（2）依據(jù)當(dāng)d堵塞時，氣體不暢通，則在b中氣體產(chǎn)生的壓強將水壓入直玻璃管中，甚至溢出玻璃管；
（3）根據(jù)上面的分析可知，乙烯中可能有CO₂和SO₂等酸性氣體，對實驗有干擾，所以要除去，C為凈化裝置，混合氣體通過c瓶，CO₂和SO₂氣體被氫氧化鈉吸收，以防止其雜質(zhì)與溴反應(yīng)；
（4）溴在常溫下，易揮發(fā)，乙烯與溴反應(yīng)時放熱，溴更易揮發(fā)，冷卻可避免溴的大量揮發(fā)；但1，2-二溴乙烷的凝固點9℃較低，不能過度冷卻，否則1，2-二溴乙烷凝固而堵塞導(dǎo)管．

解答 解：（1）實驗室中用乙醇和濃硫酸加熱來制取乙烯，然后用乙烯和溴單質(zhì)的加成反應(yīng)來制得1，2-二溴乙烷，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₂=CH₂↑+H₂O，CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br，
故答案為：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₂=CH₂↑+H₂O；CH₂=CH₂+Br₂→CH₂BrCH₂Br；
（2）試管d發(fā)生堵塞時，b中壓強不斷增大，會導(dǎo)致b中水面下降，玻璃管中的水柱上升，甚至溢出，
故答案為：b中水面會下降，玻璃管中的水柱會上升，甚至溢出；
（3）a中濃硫酸具有強氧化性，將乙醇氧化成二氧化碳，自身被還原成二氧化硫，CH₃CH₂OH+4H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4SO₂↑+CO₂↑+7H₂O+C，二氧化碳、二氧化硫能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)而被吸收，反應(yīng)為：SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O，CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O，所以容器c中所裝的試劑是NaOH溶液，除去乙烯中帶出的SO₂、CO₂等酸性氣體雜質(zhì)，以防止其雜質(zhì)與溴反應(yīng)，
故答案為：NaOH溶液；除去乙烯中帶出的SO₂、CO₂等酸性氣體雜質(zhì)，以防止其雜質(zhì)與溴反應(yīng)；
（4）溴在常溫下，易揮發(fā)，乙烯與溴反應(yīng)時放熱，溴更易揮發(fā)，冷卻可避免溴的大量揮發(fā)，但1，2-二溴乙烷的凝固點9℃較低，不能過度冷卻，過度冷卻會使其凝固而使氣路堵塞，
故答案為：避免溴大量揮發(fā)；產(chǎn)品1，2-二溴乙烷的熔點低，過度冷卻會凝固而堵塞導(dǎo)管．

點評 本題考查了制備實驗方案的設(shè)計、溴乙烷的制取方法，題目難度中等，注意掌握溴乙烷的制取原理、反應(yīng)裝置選擇及除雜、提純方法是解題的關(guān)鍵，注重培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力．