Question

2．實驗室制乙烯通常采用95%的乙醇與濃硫酸（體積比為1：3）混合加熱到170℃方法制得，其制備原理可表示如下：
CH₃CH₂OH+H₂SO₄（濃）$\stackrel{100℃}{?}$ CH₃CH₂OSO₂OH+H₂O　　①
CH₃CH₂OSO₂OH（濃）$\stackrel{170℃-15℃}{?}$ CH₂═CH₂+H₂SO₄　　②
（1）濃硫酸在乙烯生成中作用為催化作用，反應①屬于取代（酯化）反應，反應②屬于消去反應．
（2）此法在實際操作中由于濃H₂SO₄的用量大、比熱容高，加熱至170℃所需時間長，有人將乙醇和濃H₂SO₄的混合液加熱到80℃時，一次性投入一些小碎塊的生石灰，大大縮短了反應所需時間，提高了乙烯的產率，試用速率和平衡理論解釋之CaO與水反應放熱體系溫度升高，加快反應速率，CaO與H₂O反應使H₂O量減小促使可逆反應（1）向右移動，CaO與濃H₂SO₄也反應但反應很快，生石灰與水反應占主導地位．
（3）反應過程中乙醇常被炭化，使溶液有黑色物質出現，隨著反應進行炭化現象越來越嚴重，同時還可使制得的乙烯氣體中含有CO₂、SO₂等氣體，為了減少反應過程中炭化現象又不影響乙烯的生成，下列措施合理的是B、C、E．
A．調整乙醇和濃硫酸的體積比為1：4
B．調整乙醇和濃硫酸的體積比為1：2
C．用大理石代替碎瓷片
D．降低反應體系溫度至140℃
E．用其他脫水劑（如P₂O₅）代替濃硫酸
（4）如圖為有人設計確認混合氣體中含有乙烯和二氧化硫的實驗裝置圖．（下列試劑可供選擇：品紅溶液、氫氧化鈉溶液、溴水、酸性高錳酸鉀）
A①②③④中可盛放的試劑分別為①品紅；②NaOH溶液；③品紅溶液；④Br₂或酸性KMnO₄；
B能說明二氧化硫氣體存在的現象是裝置①中品紅褪色．
C能確認含有乙烯的現象是裝置③中品紅不褪色，裝置④中溶液褪色．

Answer 1

分析 （1）對比反應①、②可知反應中硫酸起到催化劑的作用，結合官能團的變化判斷反應類型；
（2）CaO可與水反應，且反應放熱，可加快反應速率且使pH正向移動；
（3）濃硫酸具有脫水性，為減少反應過程中炭化現象又不影響乙烯的生成，不能改變反應溫度，可降低硫酸的使用量或用其它替代品；
（4）制得的乙烯氣體中通常會含有CO₂、SO₂等氣體，為確認混合氣體中含有乙烯和二氧化硫，利用二氧化硫具有漂白性，乙烯可以使溴水或高錳酸鉀溶液褪色，但檢驗乙烯前，需要把二氧化硫全部除去，一般用氫氧化鈉溶液吸收，吸收后用品紅溶液檢驗是否除凈；試劑選擇為品紅試液檢驗二氧化硫存在、氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫、品紅試液檢驗二氧化硫是否除凈、溴水或高錳酸鉀溶液褪色檢驗乙烯的存在．

解答 解：（1）對比反應①、②可知反應中硫酸起到催化劑的作用，反應①屬于取代反應或酯化反應，反應②屬于消去反應，
故答案為：催化作用；取代（酯化）；消去；
（2）加入氧化鈣，CaO與水反應放熱體系溫度升高，加快反應速率，CaO與H₂O反應使H₂O量減小促使可逆反應（1）向右移動，CaO與濃H₂SO₄也反應但反應很快，生石灰與水反應占主導地位，
故答案為：CaO與水反應放熱體系溫度升高，加快反應速率，CaO與H₂O反應使H₂O量減小促使可逆反應（1）向右移動，CaO與濃H₂SO₄也反應但反應很快，生石灰與水反應占主導地位；
（3）濃硫酸具有脫水性，為減少反應過程中炭化現象又不影響乙烯的生成，不能改變反應溫度，可降低硫酸的使用量或用其它替代品，則B、C、E正確，
故答案為：B、C、E；
（4）制得的乙烯氣體中通常會含有CO₂、SO₂等氣體，為確認混合氣體中含有乙烯和二氧化硫，利用二氧化硫具有漂白性，乙烯可以使溴水或高錳酸鉀溶液褪色，但檢驗乙烯前，需要把二氧化硫全部除去，一般用氫氧化鈉溶液吸收，吸收后用品紅溶液檢驗是否除凈；試劑選擇為品紅試液檢驗二氧化硫存在、氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫、品紅試液檢驗二氧化硫是否除凈、溴水高錳酸鉀溶液褪色檢驗乙烯的存在，
A．由以上分析可知①為品紅；②為NaOH溶液；③為品紅溶液；④為Br₂或酸性KMnO₄，
故答案為：品紅；NaOH溶液；品紅溶液；Br₂或酸性KMnO₄；
B．能說明二氧化硫氣體存在的現象是裝置①中品紅褪色，故答案為：裝置①中品紅褪色；
C．能確認含有乙烯的現象是裝置③中品紅不褪色，裝置④中高錳酸鉀溶液褪色，故答案為：裝置③中品紅不褪色，裝置④中溶液褪色．

點評 本題考查物質的制備以及性質實驗，為高考常見題型和高頻考點，側重于學生的分析、實驗能力的考查，題目側重考查考查實驗室制取乙烯方法，難度不大，關鍵是把握住實驗室制取乙烯的原理，對于儀器及試劑使用的目的清楚．