Question

【題目】1，2-二溴乙烷主要用于汽油抗爆劑的添加劑，還可用作有機合成和蒸熏消毒用的溶劑。實驗室用乙醇、濃硫酸制備乙烯并合成1，2-二溴乙烷，反應原理為：CH2 = CH2 + Br2→CH2BrCH2Br，反應裝置如圖(加熱裝置省略)。

實驗步驟：

①如圖組裝好儀器，在冰水冷卻下，將 24 mL 濃硫酸緩慢加入到 12 mL 乙醇中，混合均勻后取 6 mL 加入到三頸燒瓶中，剩余部分倒入恒壓滴液漏斗中。

②取一支 20 mL 的吸濾管，量取 3.0 mL(0.1 mol)液溴倒入吸濾管中，再加入 3~5 mL 水，將吸濾管放入 4 的燒杯中。

③加熱裝置 1 前，先切斷裝置 3 與 4 的連接處，待溫度上升到約 120 ℃時，大部分空氣已被排出，然后連接 3 與 4，待溫度上升到約 170 ℃時有乙烯產生，開始緩慢滴加乙醇-硫酸混合液，并維持溫度在 170~200 ℃左右，當溴的顏色全部褪去，反應即告結束。

④反應完成后，先取下吸濾管，再停止加熱。將產物轉移至分液漏斗中，依次以等體積的水、1%氫氧化鈉水溶液各洗一次，再用水洗兩次至中性。加入適量無水氯化鈣干燥粗產品，過濾、蒸餾，收集 129~132℃的餾分，產量 5.7g�；卮鹣铝袉栴}：

(1)乙烯與溴的反應類型為 _______反應，組裝好儀器后必須先 _____________。

(2)裝置 1 為乙烯發生器，反應中濃硫酸的作用是 ____________________。

(3)裝置 2 為安全瓶，若系統發生堵塞，2 中的現象為 ____________________。

(4)制備乙烯時，常伴有乙醇被氧化的副反應，生成二氧化碳、二氧化硫等氣體、則裝置 3 洗氣瓶中的試劑為________，若去掉裝置3，則裝置 4 中可能發生的副反應的化學方程式為 ___________________。

(5)若 1 中滴速過快，可能產生的影響為乙烯來不及與溴反應而跑掉，同時也會帶走一部分溴進入裝置 5(5% 氫氧化鈉溶液)，降低產率。裝置4吸濾管中加水的目的是________。已知該條件下溴與NaOH 反應的氧化產物只有NaBrO3，寫出該反應的離子方程式 _____________。

(6)計算本實驗的產率：______________ (保留一位小數)。

Answer 1

【答案】加成 檢查裝置氣密性 催化劑、脫水劑 長導管中液面上升形成水柱 NaOH溶液 SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4 防止液溴揮發 3Br2+6OH-=5Br-+BrO-+3H2O 30.3%

【解析】

本實驗目的是合成1，2-二溴乙烷，裝置1中利用濃硫酸和乙醇在170℃反應制取乙烯，加熱裝置 1 前，先切斷裝置 3 與 4 的連接處，加熱排盡裝置內的空氣；裝置2為安全瓶，防止裝置內壓強過高；裝置3為除雜裝置，除去可能產生的二氧化碳和二氧化硫等，可選用氫氧化鈉溶液；裝置4中吸濾管中乙烯和溴發生加成反應得到1，2-二溴乙烷，溴易揮發，吸濾管中加水可以減小溴的揮發；裝置5進行尾氣處理。

(1)乙烯與溴的反應為加成反應；組裝好儀器后必須先檢查裝置的氣密性；

(2)乙醇在濃硫酸/加熱的條件下生成乙烯，該過程中濃硫酸既是催化劑又是脫水劑；

(3)若系統發生堵塞，則裝置2中液面上方壓強增大，會將錐形瓶中液體壓導管中，長導管中液面上升形成水柱；

(4)二氧化硫和二氧化碳都可以被氫氧化鈉溶液吸收；溴單質具有較強氧化性，二氧化硫具有還原性，因此溴可以將二氧化硫氧化，結合電子守恒和元素守恒可知方程式為SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4；

(5)液溴容易揮發，加少量水可以減少溴的揮發；該條件下溴與NaOH 反應的氧化產物只有NaBrO3，則根據元素價態變化規律可知還原產物為Br-，即該反應中Br2既是氧化劑又是還原劑，結合電子守恒和元素守恒可知方程式為3Br2+6OH-=5Br-+BrO-+3H2O；

(6)溴單質的物質的量為0.1mol，根據實驗現象可知溴完全反應，則根據方程式CH2 = CH2 + Br2→CH2BrCH2Br可知理論生成的CH2BrCH2Br物質的量為0.1mol，所以產率為=30.3%。