Question

7．乙醚極易揮發、微溶于水、是良好的有機溶劑．乙醇與濃硫酸的混合物在不同溫度下反應能生成乙烯或乙醚．某實驗小組用下圖裝置制取乙醚和乙烯．

有關物質沸點數據

物質	沸點
乙醚	34.6℃
乙醇	78.2℃

（1）制乙醚：在蒸餾燒瓶中先加入10mL乙醇，慢慢加入10mL濃硫酸，冷卻，固定裝置．加熱到140℃時，打開分液漏斗活塞，繼續滴加10mL乙醇，并保持140℃，此時燒瓶c中收集到無色液體．
①Ⅰ和Ⅱ是反應發生裝置，應該選擇Ⅰ（選答“Ⅰ”或“Ⅱ”）與裝置Ⅲ相連．
②乙醇通過分液漏斗下端連接的長導管插入到液面下加入，目的有二，一是使反應物充分混合，二是防止乙醇揮發．
③Ⅲ中水冷凝管的進水口是b（選答“a”或“b”）．冰鹽水的作用是凝液化乙醚．
④有同學認為以上裝置還不夠完善，一是溴水可能倒吸，二是尾氣彌漫在空氣中遇明火危險．該同學設計了以下幾種裝置與導管d連接，你認為合理的是（選填編號）c、d．

⑤反應一段時間后，升溫到170℃，觀察到反應物變為黑色，溴水褪色．寫出實驗過程中有氣體生成的化學方程式（寫兩個方程式）CH₃CH₂OH+6H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$2CO₂↑+6SO₂↑+↑+2H₂O；C+2H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O、CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$C₂H₄↑+H₂O、CH₃CH₂OH+2H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$2C+2SO₂↑+5H₂O（其中兩個）．
⑥實驗中收集到的乙醚產品中可能含有多種雜質．某同學設計了以下提純方案：

（2）分液步驟除去產品中的酸性雜質，則X可以是NaOH．
（3）蒸餾操作可除去的雜質是乙醇（CH₃CH₂OH）．

Answer 1

分析 （1）①制取乙醚的溫度是混合液的溫度為140℃；
②乙醇具有揮發性，根據乙醇的性質來確定實驗目的；
③根據逆流冷卻的效果較好判斷進水口，根據乙醚的沸點判斷冰鹽水的作用；
④根據氣壓原理和重力原理來選擇防止倒吸的裝置；
⑤乙醇和濃硫酸在一定的溫度下發生消去反應生成乙烯，濃硫酸會將乙醇氧化為二氧化碳或是碳單質等；
（2）和酸性物質可以反應的是堿液；
（3）蒸餾可以將沸點不同的物質進行分離．

解答 解：（1）①制取乙醚的溫度是控制混合液的溫度為140℃，溫度計的水銀球要插在液面以下，故選裝置Ⅰ，故答案為：Ⅰ；
②乙醇具有揮發性，要通過分液漏斗下端連接的長導管插入到液面下加入，故答案為：防止乙醇揮發；
③逆流冷卻的效果較好，所以進水口為b，根據乙醚的沸點可知，冰鹽水的作用是冷凝液化乙醚，加以收集，故答案為：b；凝液化乙醚；
④c、d是可以防止倒吸的裝置，并且可以實現乙醚的分離，a中不能將溴乙烷和乙醚分離開來，b裝置會導致倒吸現象，故選c、d；
⑤乙醇和濃硫酸在一定的溫度下發生消去反應生成乙烯，濃硫酸的強氧化性會將乙醇氧化為二氧化碳或是碳單質等，發生的化學反應有：CH₃CH₂OH+6H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$2CO₂↑+6SO₂↑+9H₂O；C+2H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$C₂H₄↑+H₂O；CH₃CH₂OH+2H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$2C+2SO₂↑+5H₂O，
故答案為：CH₃CH₂OH+6H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$2CO₂↑+6SO₂↑+9H₂O、C+2H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O、CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$C₂H₄↑+H₂O、CH₃CH₂OH+2H₂SO₄$\stackrel{△}{→}$2C+2SO₂↑+5H₂O（其中兩個）；
（2）分液步驟除去產品中的酸性雜質可以用堿液，如氫氧化鈉，
故答案為：NaOH；
（3）蒸餾可以將沸點不同的物質進行分離，乙醇的沸點較低，可用蒸餾的方法除去乙醚中的乙醇，
故答案為：乙醇（CH₃CH₂OH）．

點評 本題重點考查學生乙醇的化學性質，結合實驗考查增加了試題的難度，綜合性強，要求學生具有分析和解決問題的能力．