(完整版)乙烯的實(shí)驗(yàn)室制法

1、乙烯的實(shí)驗(yàn)室制法1藥品：乙醇濃硫酸2.裝置：圓底燒瓶、溫度計(jì)、鐵架臺(tái)、水槽、集氣瓶、雙孔橡皮塞、酒精燈、導(dǎo)管3 .步驟：(1) 檢驗(yàn)氣密性。在燒瓶里注入乙醇和濃硫酸(體積比1:3 )的混合液約20mL(配置此混合液應(yīng) 在冷卻和攪拌下將 15mL濃硫酸滿滿倒入5mL酒精中)，并放入幾片碎瓷片。(溫度計(jì)的水銀球要伸入液面以下)(2) 加熱，使溫度迅速升到170 C,酒精便脫水 變成乙烯。(3) 用排水集氣法收集乙烯。(4) 再將氣體分別通入溴水及酸性高錳酸鉀溶液，觀察現(xiàn)象。(5) 先撤導(dǎo)管，后熄燈。4反應(yīng)原理：(分子內(nèi)的脫水反應(yīng))5收集氣體方法：排水集氣法(密度與空氣相近)6 .現(xiàn)象：溶液變黑；氣

2、體使溴水及酸性高錳酸鉀溶液褪色。7.注意點(diǎn)：(1 )乙醇和濃硫酸體積比為什么是1:3 ?答：濃硫酸是強(qiáng)氧化劑， 在此反應(yīng)中氧化乙醇， 如果濃硫酸的量少就會(huì)很快變?yōu)橄×蛩岫_(dá) 不到實(shí)驗(yàn)效果。(2) 濃硫酸在反應(yīng)中的作用?答：催化劑脫水劑(吸水劑)(3) 為什么要迅速升溫到 170 C?答：如果低于170 C會(huì)有很多的副反應(yīng)發(fā)生。如：分子之間的脫水反應(yīng)(4 )為什么要加入碎瓷片？答：防止溶液暴沸。(5) 為什么反應(yīng)過(guò)程中溶液逐漸變黑？答：(乙醇+濃硫酸)(c+濃硫酸)(6) 怎樣證明生成氣體乙烯中混有二氧化硫氣體？怎樣除去二氧化硫氣體？答：證明用品紅溶液除去用NaOH溶液+品紅溶液(二氧化硫使溴水

3、及酸性高錳酸鉀溶液方程式)實(shí)驗(yàn)室制取乙烯的幾個(gè)為什么河北省宣化縣第一中學(xué)欒春武一、為什么溫度計(jì)必須插入液面下？實(shí)驗(yàn)室制取乙烯的反應(yīng)原理：CH CH OH 1'CH= CH4 + H2O,溫度要迅速上升至U 170C，防止140C時(shí)生成 副產(chǎn)物乙醚，因?yàn)椋篊H CH 0出 HO- CH CHCH CH O- CH CH+ H20。該反應(yīng)屬于“液體+液體生成氣體型”反應(yīng)，兩種液體混合后，裝于圓底燒瓶中，加熱 要用到酒精燈，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。、為什么在圓底燒瓶中要加少量碎瓷片?因?yàn)榉磻?yīng)液的溫度較高，被加

4、熱的又是兩種液體，所以加熱時(shí)容易產(chǎn)生暴沸而造成危險(xiǎn),在反應(yīng)混合液中加一些碎瓷片是為了防止暴沸，避免意外。于水，故米用該方法。三、為什么收集乙烯用的是排水集氣法?因?yàn)橐蚁┑拿芏群涂諝獾拿芏认嘟咏?，而且乙烯又難溶四、為什么濃硫酸與乙醇的體積比按3:1混合?因?yàn)闈釮zSQ在該反應(yīng)中除了起催化作用外，還起脫水作用，保持其過(guò)量的原因主要是 為了使?jié)釮zSQ保持較高的濃度，促使反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行。五、為什么制取乙烯時(shí)反應(yīng)液會(huì)變黑，還會(huì)有刺激性氣味產(chǎn)生?因?yàn)樵谠摲磻?yīng)中還伴隨有乙醇與濃硫酸發(fā)生的氧化還原反應(yīng)：GHQH + 2H2SQ（濃）2C+ 2SQf + 2H2Q ;4.C + 2H2SQ（濃）CQf

5、+ 2SQf + 2fO,由于有 C SQ的生成，故反應(yīng)液變黑，還有刺激性氣味產(chǎn)生。例題1.實(shí)驗(yàn)室制取乙烯， 常因溫度過(guò)高而使乙醇和濃硫酸反應(yīng)生成少量的C和SQ。某同學(xué)設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)以確定上述氣體中含有C2H4和SQ。（1）試解釋裝置I中反應(yīng)液變黑的原因： 。并寫出裝置I中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。（2）n、川、w、v裝置可盛放的試劑是：n 、川、”、v（請(qǐng)將下列有關(guān)試劑的序號(hào)填入空格內(nèi) ）。A.品紅溶液B. NaOH溶液C.濃HSQD.酸性KMnQ溶液(3) 能說(shuō)明SQ氣體存在的現(xiàn)象是 。(4) 使用裝置川的目的是 (5) 使用裝置”的目的是 (6) 確定含有乙烯的現(xiàn)象是 解析：因?yàn)樵谘b置I中還伴

6、隨有乙醇與濃硫酸發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，裝置I中發(fā)生的化 學(xué)反應(yīng)方程式有：C2H5- QHCH= CH f + HQ CHQ出 2HzS（Q 濃）2C+ 2SQf + 2H2Q. 4.C + 2fSQ（濃）"r" " CQT+ 2SQT + 2HaQ, CHk和SQ都能使溴水和酸性 KMnQ溶液褪色,NaQH溶液來(lái)除去SQ,用品紅溶但乙烯不能與NaQH溶液反應(yīng)，也不與品紅溶液作用，利用液是否褪色來(lái)檢驗(yàn) SQ是否除盡。除盡SQ后，才能用酸性KMnQ溶液來(lái)驗(yàn)證乙烯的存在。答案：(1)見(jiàn)解析 (2) A B A D(3)裝置n中品紅溶液褪色(4)除去SQ氣體，以免干擾乙烯的

7、檢驗(yàn)(5)檢驗(yàn)SQ是否除盡 (6)裝置川 中的品紅溶液不褪色，裝置W中酸性 KMnQ溶液褪色。實(shí)驗(yàn)室制備乙烯時(shí)，常會(huì)遇到以下幾個(gè)問(wèn)題， 必須正確處理，才會(huì)產(chǎn)生令人信服的實(shí)驗(yàn)效果。a 將濃硫酸與酒精混合時(shí)，發(fā)現(xiàn)溶液變黑褐色。這主要是混合速度太快引起的。因濃硫酸 被稀釋時(shí)會(huì)釋放出大量的熱，若得不到及時(shí)散發(fā)，會(huì)使溶液溫度過(guò)高，引起：酒精揮發(fā)過(guò)多，降低產(chǎn)生的量和速度；引起酒精的過(guò)量炭化結(jié)焦，反應(yīng)物大量損失，降低產(chǎn)氣的量和速度；引起反應(yīng)的提前發(fā)生并損失大量的反應(yīng)物，無(wú)法提供足量的氣體供后續(xù)實(shí)驗(yàn)使用。b 反應(yīng)裝置產(chǎn)生的氣體太少。這可以從以下幾方面找到原因。分析是否由于混合不當(dāng)引 起的。若是，則應(yīng)重新按正確

8、的操作要求配制?？词欠窦尤敕婪袆?。最好用河砂或碎瓷片。 它不但能防暴沸，而且還做硫酸氫乙酯分解為乙烯的催化劑(乙醇與濃硫酸作用，先生成硫酸氫乙酯)，加快了反應(yīng)，有利于大量氣體的溢出。檢查裝置的氣密性。常見(jiàn)的是雙孔塞 密封不嚴(yán)或橡膠管破裂，造成氣體大量流失?？礈囟扔?jì)的示數(shù)是否高于 160 C,溫度過(guò)低 時(shí)只能產(chǎn)生少量雜氣。 正確的操作是加強(qiáng)熱使溫度迅速達(dá)到160 C以上，方可產(chǎn)生大量有用氣體。c.產(chǎn)生大量使酸性 KMnQ4和Br水褪色的氣體，能點(diǎn)燃，但火焰呈淡藍(lán)色。制取乙烯的幾點(diǎn)注釋：(1) 濃H2SQ起催化劑和脫水劑的作用，加沸石或碎瓷片的作用是防止反應(yīng)混合 物受熱暴沸。(2) 濃HSQ與乙醇

9、按3 ：1的體積比混合，濃HSQ過(guò)量的原因是促使反應(yīng)向正 反應(yīng)方向進(jìn)行。（3）溫度要迅速上升至170 C,防止在140 C時(shí)生成副產(chǎn)物 乙醚。此反應(yīng)屬于取代反應(yīng)而非消去反應(yīng)。（4）制乙烯時(shí)反應(yīng)溶液變黑的原因是乙醇與濃 HSQ發(fā)生了氧化還原反應(yīng)：GF5OH+22SQ （濃）-2C+2SQT+5HQ 反應(yīng)條件：加熱C+2HSQ （濃）-COd +2SO T +2HO 反應(yīng)條件：加熱所以，實(shí)驗(yàn)室制取的乙烯中還可能混有 CO、SO等雜質(zhì)氣體。乙烯的制備可以用鹵代烷脫鹵化氫和乙醇脫水的方法制取。實(shí)驗(yàn)室制取乙烯通常采用95%的乙醇和濃硫酸（體積比為1 : 3）,混合后在碎瓷片的存在下迅速加熱到 160 C

10、180 C制 得。1. 實(shí)驗(yàn)室為什么不采用氯乙烷脫氯化氫進(jìn)行制備；2. 實(shí)驗(yàn)室用乙醇濃硫酸法制取乙烯中濃硫酸的作用是什么？3列舉實(shí)驗(yàn)室用乙醇濃硫酸法制取乙烯的不足之處；4.有人建議用濃磷酸代替濃硫酸與乙醇反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)按醇酸體積比為（1 : 3）進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)混合物在110 C已經(jīng)沸騰，溫度升到 250 C以上仍沒(méi)有乙烯產(chǎn)生。答案：1氯乙烷沸點(diǎn)低，蒸汽有毒，應(yīng)盡量防止吸入。2催化劑和脫水機(jī)的作用3產(chǎn)生乙烯的溫度難控制，副反應(yīng)多，產(chǎn)生的乙烯純度低，產(chǎn)率低，耗時(shí)長(zhǎng)且實(shí)驗(yàn)效果不理 想，4. （1）磷酸中含水較多，乙醇沸點(diǎn)較低，整個(gè)反應(yīng)混合物揮發(fā)性較強(qiáng)有關(guān)。（2）加入適量五氧化二磷固體。參考資料實(shí)驗(yàn)

11、室新法制取乙烯一、實(shí)驗(yàn)步驟取一支大試管，加入1g五氧化二磷（粉末或已吸水呈粘稠狀的都可以），沿 試管內(nèi)壁慢慢地加入約5mL乙醇，再往試管加入幾粒碎玻片，用帶導(dǎo)管的膠 塞塞緊試管口。把試管固定在鐵架臺(tái)上，用酒精燈給反應(yīng)混合物加熱，片刻 后，就產(chǎn)生大量乙烯氣體。把氣體通入溴水，紅棕色溴水很快褪色，通入酸 性高錳酸鉀溶液，紫色高錳酸鉀溶液褪色。點(diǎn)燃產(chǎn)生的氣體。能平穩(wěn)燃燒， 火焰高達(dá)8cm。二、五氧化二磷的作用五氧化二磷吸水后，生成磷酸作催化劑。化學(xué)方程式為：CJIQH 啜4、CHCH2 t +H20三、討論1用HPQ作催化劑乙醇脫水制乙烯，反應(yīng)溫度要求不高2 產(chǎn)生乙烯氣體多，點(diǎn)燃能平穩(wěn)燃燒。3 可以

12、避免部分乙醇被炭化變黑。用乙醇和濃硫酸制取乙烯實(shí)驗(yàn)的不足之處：1. 產(chǎn)生乙烯的溫度難控制用95匯醇和濃硫酸制取乙烯時(shí)，只有溫度在170時(shí)才有乙烯產(chǎn)生，實(shí)際上， 若控制反應(yīng)溫度在170-174的范圍內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生氣體的速度較慢，難于在幾分 鐘之內(nèi)收集一瓶乙烯和做乙烯的其他性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。若要比較快地得到較多的乙 烯氣體，則溫度要達(dá)到177左右，而此溫度難以控制，稍不注意使溫度急劇 上升而超過(guò)180,這樣會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的炭化現(xiàn)象使炭渣附于瓶壁難以清洗。2. 副反應(yīng)多，產(chǎn)生的乙烯純度低，產(chǎn)率低。濃硫酸比熱高，難以在短時(shí)間內(nèi)迅速升溫到170,在140時(shí)發(fā)生副反應(yīng)產(chǎn)生乙醚濃硫酸具有強(qiáng)氧化性伴隨乙醇的炭化產(chǎn)生大量的SQ

13、2,CQ2,H2QSQ2的產(chǎn)生不僅影響乙烯的純度，干擾乙烯的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，而且還污染環(huán)境，有礙 健康。3. 實(shí)驗(yàn)耗時(shí)長(zhǎng)而且實(shí)驗(yàn)效果不夠理想。如果加熱溫度超過(guò)180,濃硫酸氧化有機(jī)物產(chǎn)生的SQ2干擾乙烯的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)， 到實(shí)驗(yàn)后期產(chǎn)生乙烯氣量不多，導(dǎo)致火焰小，不明亮，看不到明顯的黑煙， 并且氣流不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生倒吸，反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，一般從加熱混合液到性質(zhì) 實(shí)驗(yàn)需要花13分鐘。實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)意見(jiàn)：濃磷酸作催化劑，五氧化二磷作脫水劑進(jìn)行乙烯的制備。此反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)是1.反應(yīng)溫度寬（125-160），只要在125以上便開始產(chǎn)生乙烯，只有輕微的炭化， 提高了乙醇的利用率，實(shí)驗(yàn)儀器易于清洗無(wú)污染，無(wú)難聞的氣體。2.副反應(yīng)少

14、演示效果好3.此方法產(chǎn)生的乙烯純度高，不含乙醚，二氧化硫，二氧化碳， 自始至終保持乙烯平穩(wěn)產(chǎn)生。不引起倒吸。乙烯的生成量大，火焰長(zhǎng)達(dá)16厘米，保持1分鐘所以演示效果好3.實(shí)驗(yàn)耗時(shí)短，節(jié)省時(shí)間實(shí)驗(yàn)室制取乙烯后剩余藥品的處理？因?yàn)橛袧饬蛩?，在不同的資料有不同的答案，大致有這兩個(gè)1. 倒入空的廢液缸。2. 倒入盛有水的塑料桶中乙烯的實(shí)驗(yàn)室制法實(shí)驗(yàn)室一般是在加熱條件下， 用濃硫酸使乙醇脫水制取。 其中濃硫酸起脫水劑和催化劑 作用。在約140 C時(shí)，乙醇脫水生成乙醚 （C2H5）2O ;在約170 C時(shí)，生成乙烯。CH3CH2OH=C2H4+H2O這是在有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中， 反應(yīng)物相同， 反應(yīng)條件不同而生成

15、物不同的典型例之一。 實(shí)驗(yàn) 裝置如圖。檢查裝置氣密性后，先在燒瓶中加入 10毫升乙醇，然后分批緩緩加入濃硫酸共 約 30 毫升。在乙醇中加入濃硫酸時(shí)，由于發(fā)生化學(xué)作用而放大量熱，要冷卻后再繼續(xù)加濃 硫酸，防止乙醇大量氣化。再向燒瓶里加入幾片碎瓷片。為了控制混合液受熱溫度在170C左右，須把溫度計(jì)的水銀球浸入混合液中。加熱時(shí)，要使混合液的溫度迅速越過(guò)140 C溫度區(qū)，這樣，可以減少副產(chǎn)物乙醚的生成?；旌弦旱臏囟冗_(dá)到170 C時(shí)，即有乙烯產(chǎn)生。在加熱過(guò)程中， 混合液的顏色會(huì)逐漸變棕色以至棕黑色。 這是由于乙醇部分發(fā)生碳化的結(jié)果。 在 170C時(shí)，生成的氣體并非純凈的乙烯，其中常雜有少量SO2。由于

16、在加熱條件下，濃硫酸除使乙醇發(fā)生脫水反應(yīng)外， 還會(huì)使乙醇 （或其它生成物 ）發(fā)生氧化反應(yīng)， 濃硫酸還原產(chǎn)生 SO2。 要獲得較純凈的乙烯，可以把由燒瓶出來(lái)的氣體先經(jīng)10NaOH 溶液洗氣，然后再收集。乙烯難熔于水，應(yīng)該用排水法收集。收滿乙烯的集氣瓶，蓋好毛玻璃片后倒放在實(shí)驗(yàn)桌上。 停止加熱時(shí)，要先把導(dǎo)管從水槽里撤出， 防止因燒瓶冷卻使水倒吸。實(shí)驗(yàn)后，應(yīng)待燒瓶里的 殘粥狀黑色混合物以及溫度計(jì)冷卻后再清洗。為什么兩者體積比為 1:3？1：3 是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，就是科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室從 1:1.00001 開始試到 1:5.99999 發(fā) 現(xiàn) 1:3 附近的時(shí)候效果最好。濃硫酸是可以使乙醇碳化的，所以在實(shí)驗(yàn)

17、的時(shí)候會(huì)發(fā)生副反應(yīng)（脫水），溶液會(huì)變棕，然后 變黑。 所以矛盾就在這兒，如果濃硫酸的比例太小，使乙醇消去水的性質(zhì)不明顯（已經(jīng)被乙 醇稀釋了） ，但是如果濃硫酸太多的時(shí)候， 就會(huì)發(fā)生碳化， 因此在反復(fù)試驗(yàn)之后， 就有了 1: 3 這個(gè)比例。注意事項(xiàng)如下： 燒瓶、導(dǎo)氣管等儀器， 要在加入藥品之前先檢驗(yàn)其氣密性， 氣密性合格的儀器才能使用。 實(shí)驗(yàn)中所用的藥品之一是濃硫酸，其作用是酒精分解的催化劑和脫水劑，為了保證有足夠的脫水性，硫酸要用 98%的濃硫酸，酒精要用無(wú)水酒精，濃硫酸和無(wú)水酒精的體積比以 為宜。 將濃硫酸與無(wú)水酒精混合時(shí)，要遵循濃硫酸稀釋的原理，按濃硫酸溶于水的操作 方法混合無(wú)水酒精和濃硫酸，即將濃硫酸沿容器內(nèi)壁慢慢倒入已盛在容器內(nèi)的無(wú)水酒精中， 并用玻璃棒不斷攪拌無(wú)水酒精和濃硫酸的混合物。 不規(guī)范的操作或錯(cuò)誤的操作， 都可能導(dǎo)致 熱的、有強(qiáng)腐蝕性的液體飛濺，釀成人被灼傷等不良事故。由于反應(yīng)物都是