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，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

2、與空氣相近）6現(xiàn)象：溶液變黑；氣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？答：如果低于170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)過程中溶液逐漸變黑？答：    (乙醇+濃硫酸)      

3、60;                                         （c+濃硫酸）       &#

4、160;                                （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   （二氧化硫使溴水及酸性高錳酸鉀溶液方程式）  實(shí)

5、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：CH3CH2OHCH2CH2H2O，溫度要迅速上升到170，防止140時(shí)生成副產(chǎn)物乙醚，因?yàn)椋篊H3CH2OHHOCH2CH3CH3CH2OCH2CH3H2O。 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。 二、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，被加熱的又是兩種液體，所以加

6、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。 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?，而且乙烯又難溶于水，故采用該方法。 四、為什么濃硫酸與乙醇的體積比按3:1混合？ 因?yàn)闈釮2SO4在該反應(yīng)中除了起催化作用外，還起脫水作用，保持其過量的原因主要是為了使?jié)釮2SO4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)：C2H5OH 2H2SO4(濃) 2C2SO22H

7、2O ；C 2H2SO4(濃)  CO22SO22H2O，由于有C、SO2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，常因溫度過高而使乙醇和濃硫酸反應(yīng)生成少量的C和SO2。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SO2。 （1）試解釋裝置中反應(yīng)液變黑的原因：_。并寫出裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_。 （2）、裝置可盛放的試劑是：_、_、_、_(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.

8、 濃H2SO4     D. 酸性KMnO4溶液 （3）能說明SO2氣體存在的現(xiàn)象是_。（4）使用裝置的目的是_。（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置中還伴隨有乙醇與濃硫酸發(fā)生的氧化還原反應(yīng)，裝置中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式有：C2H5OHCH2CH2H2O，C2H5OH2H2SO4(濃) 2C2SO22H2O；C 2H2SO4(濃) CO22SO22H2O，C2H4和SO2都能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色，但乙烯不能與NaOH溶液反應(yīng)，也不與品紅溶液作用，利用NaOH溶液來除去SO2，用品紅溶液是否

9、褪色來檢驗(yàn)SO2是否除盡。除盡SO2后，才能用酸性KMnO4溶液來驗(yàn)證乙烯的存在。 答案：（1）見解析 （2）A  B  A  D   （3）裝置中品紅溶液褪色 （4） 除去SO2氣體，以免干擾乙烯的檢驗(yàn)  （5） 檢驗(yàn)SO2是否除盡  （6）裝置 中的品紅溶液不褪色，裝置中酸性KMnO4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)使溶液溫度過高

10、，引起：酒精揮發(fā)過多，降低產(chǎn)生的量和速度；引起酒精的過量炭化結(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)重新按正確的操作要求配制?？词欠窦尤敕婪袆Ｗ詈糜煤由盎蛩榇善?。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，溫度過低時(shí)只能產(chǎn)生少量雜氣。正確的操作是加

11、強(qiáng)熱使溫度迅速達(dá)到160以上，方可產(chǎn)生大量有用氣體。c產(chǎn)生大量使酸性KMnO4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H2SO4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H2SO4與乙醇按31的體積比混合，濃H2SO4過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 ，防止在140 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H2SO4發(fā)生了氧化還原反應(yīng)：C2H5OH+2H2SO4（濃） 2C+2SO2+5H2O  反應(yīng)條件：加熱C+2H2SO4（濃）

12、 CO2+2SO2+2H2O 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CO2、SO2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13），混合后在碎瓷片的存在下迅速加熱到160 180 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（13）進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)混合物在110 已經(jīng)沸騰，溫度升到250 以上仍沒有乙烯產(chǎn)生。答案：1.氯乙烷沸點(diǎn)低，蒸汽有毒，應(yīng)盡量

13、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)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)

14、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?；瘜W(xué)方程式為：三、討論1用H3PO4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%乙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180，這樣會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的炭化現(xiàn)象使炭渣附于瓶壁

15、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SO2,CO2,H2O， SO2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180，濃硫酸氧化有機(jī)物產(chǎn)生的SO2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：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

16、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)儀器易于清洗無污染，無難聞的氣體。2.副反應(yīng)少演示效果好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時(shí)，乙

17、醇脫水生成乙醚(C2H5)2O；在約170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170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140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時(shí)，即有乙烯產(chǎn)生。在加熱過程中，混合液的顏色會(huì)逐漸變

18、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170時(shí)，生成的氣體并非純凈的乙烯，其中常雜有少量SO2。由于在加熱條件下，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)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