Question

12．如圖圖是實驗室制取乙烯的發生、凈化和用排水法測量生成C₂H₄體積的實驗裝置圖：圖中A、B、C、D、E、F的虛線部分是玻璃導管接口，接口的彎曲和伸長部分未畫出．根據要求填寫下列各小題空白．

裝置序號	①	②	③	④
各儀器裝置圖

（1）若所制氣體從左向右流向時，上述各儀器裝置的正確連接順序是（填各裝置的序號）：③接①接②接④．其中①與②裝置相連時，玻璃導管連接（用裝置中字母表示）應是B接D．
（2）若加熱時間過長，溫度過高生成的乙烯中常混有SO₂，為除去SO₂，裝置①中應盛的試劑是氫氧化鈉溶液．
（3）裝置③中碎瓷片的作用是防止暴沸，濃H₂SO₄的作用是脫水劑和催化劑，此裝置中發生的主要反應的化學方程式是CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O．
（4）實驗開始時首先應檢查裝置的氣密性，實驗結束時，應先拆去A處（用裝置中字母表示）的玻璃導管，再熄滅③處的酒精燈．
（5）實驗結束時若裝置④中水的體積在標況下為0.112L，則實驗中至少消耗乙醇0.005mol．

Answer 1

分析 （1）依據實驗目的制取乙烯的發生、凈化和用排水法測量生成C₂H₄體積，應先制備乙烯，再進行除雜，然后排水法收集；依據①②作用選擇連接順序；
（2）乙烯與氫氧化鈉不反應；二氧化硫能夠與氫氧化鈉反應，被氫氧化鈉吸收；
（3）液體加熱溶液產生爆沸，加入碎瓷片能防止爆沸；乙醇在濃硫酸做催化劑、脫水劑條件下生成乙烯和水；
（4）制備氣體，連接好裝置后第一步操作應檢驗裝置的氣密性，實驗結束時，如果先熄滅③處的酒精燈①處溶液容易倒吸裝置③；
（5）將標況下氣體體積轉換為物質的量，依據方程式CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O計算消耗乙醇的物質的量．

解答 解：（1）依據實驗目的制取乙烯的發生、凈化和用排水法測量生成C₂H₄體積，應先制備乙烯，再進行除雜，然后排水法收集，所有正確的順序為：③①②④；①為凈化裝置，應長進短出，②為排水法測量氣體體積，應短進長出；所有①與②裝置相連時，玻璃導管連接B接D；
故答案為：③①②④；B；D；
（2）乙烯與氫氧化鈉不反應；二氧化硫能夠與氫氧化鈉反應，被氫氧化鈉吸收，故答案為：氫氧化鈉溶液；
（3）液體加熱溶液產生爆沸，加入碎瓷片能防止爆沸；乙醇在濃硫酸做催化劑、脫水劑條件下生成乙烯和水，化學方程式：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O；
故答案為：防止爆沸；脫水劑和催化劑；CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O；
（4）制備氣體，連接好裝置后第一步操作應檢驗裝置的氣密性，實驗結束時，如果先熄滅③處的酒精燈①處溶液容易倒吸裝置③，所以正確的操作應先拆A的玻璃導管，再熄滅③處的酒精燈；
故答案為：氣密性；A；
（5）乙烯的物質的量為$\frac{0.112L}{22.4L/mol}$=0.005mol，依據方程式可知：
CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃硫酸}$CH₂=CH₂↑+H₂O；
  1            1
  n            0.005mol
所以需要乙醇的物質的量n=0.005mol，
故答案為：0.005．

點評 本題考查物質的制備方案的設計以及物質的含量的測定，側重于學生的分析能力、實驗能力和計算能力的考查，明確實驗目的，準確把握乙醇的結構及脫水反應的原理是解題關鍵，題目難度中等．