乙烯的實驗室制法

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上乙烯的實驗室制法1. 藥品: 乙醇 濃硫酸2. 裝置：圓底燒瓶、溫度計、鐵架臺、水槽、集氣瓶、雙孔橡皮塞、酒精燈、導(dǎo)管3步驟：（1）檢驗氣密性。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（密度與空氣相近）6現(xiàn)象：溶

2、液變黑；氣體使溴水及酸性高錳酸鉀溶液褪色。7.注意點：（1）乙醇和濃硫酸體積比為什么是1:3？答：濃硫酸是強氧化劑，在此反應(yīng)中氧化乙醇，如果濃硫酸的量少就會很快變?yōu)橄×蛩岫_不到實驗效果。（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)（c+濃硫酸）（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

3、溶液方程式）實驗室制取乙烯的幾個為什么河北省宣化縣第一中學(xué)欒春武 一、為什么溫度計必須插入液面下？實驗室制取乙烯的反應(yīng)原理：CH3CH2OHCH2CH2H2O，溫度要迅速上升到170，防止140時生成副產(chǎn)物乙醚，因為：CH3CH2OHHOCH2CH3CH3CH2OCH2CH3H2O。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)溫度計插入液面下，但不能接觸瓶底，才能準(zhǔn)確測出反應(yīng)時反應(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？因為反應(yīng)液的溫度較高，被加熱的又是兩種液體，所以加熱時容易產(chǎn)生暴沸而造成危險，在反應(yīng)

4、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？因為乙烯的密度和空氣的密度相接近，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？因為濃H2SO4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)方向進行。五、為什么制取乙烯時反應(yīng)液會變黑，還會有刺激性氣味產(chǎn)生？因為在該反應(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) 2C2SO22H2O ；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

5、味產(chǎn)生。例題1.實驗室制取乙烯，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)計下列實驗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：_、_、_、_(請將下列有關(guān)試劑的序號填入空格內(nèi))。A. 品紅溶液 B. NaOH溶液 C. 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：因為在裝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：C2H5OHC

6、H2CH2H2O，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，用品紅溶液是否褪色來檢驗SO2是否除盡。除盡SO2后，才能用酸性KMnO4溶液來驗證乙烯的存在。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 （5） 檢驗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。實驗室制備乙烯時，常會遇到以下幾個問題，必須正確處

7、理，才會產(chǎn)生令人信服的實驗效果。a將濃硫酸與酒精混合時，發(fā)現(xiàn)溶液變黑褐色。這主要是混合速度太快引起的。因濃硫酸被稀釋時會釋放出大量的熱，若得不到及時散發(fā)，會使溶液溫度過高，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)實驗使用。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?。最好用河砂或碎瓷片。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

8、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?？礈囟扔嫷氖緮?shù)是否高于160，溫度過低時只能產(chǎn)生少量雜氣。正確的操作是加強熱使溫度迅速達到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，能點燃，但火焰呈淡藍色。制取乙烯的幾點注釋：（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)方向進行。（3）溫度要迅速上升至170 ，防止在140 時生成副產(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

9、烯時反應(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） CO2+2SO2+2H2O 反應(yīng)條件：加熱所以，實驗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。實驗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實驗室為什么不采用氯乙烷脫氯化氫進行制備；2實驗室用乙醇濃硫酸法制取乙烯中濃硫酸的作用是什么？3列舉實驗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

10、乙醇反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)按醇酸體積比為（13）進行反應(yīng)時，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.氯乙烷沸點低，蒸汽有毒，應(yīng)盡量防止吸入。2.催化劑和脫水機的作用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，耗時長且實驗效果不理想，4.（1）磷酸中含水較多，乙醇沸點較低，整個反應(yīng)混合物揮發(fā)性較強有關(guān)。（2）加入適量五氧化二磷固體。參考資料實驗室新法制取乙烯一、實驗步驟取一支大試管，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上，用酒精燈給反

11、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。點燃產(chǎn)生的氣體。能平穩(wěn)燃燒，火焰高達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。化學(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驗的不足之處：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，只有溫度在170時才有乙烯產(chǎn)生，實際上，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

12、性質(zhì)實驗。若要比較快地得到較多的乙烯氣體，則溫度要達到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，這樣會發(fā)生嚴(yán)重的炭化現(xiàn)象使炭渣附于瓶壁難以清洗。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，難以在短時間內(nèi)迅速升溫到170，在140時發(fā)生副反應(yīng)產(chǎn)生乙醚，濃硫酸具有強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)實驗，而且還污染環(huán)境，有礙健康。3.實驗耗時長而且實驗效果不夠理想。如果加熱溫度超過180，濃硫酸氧化有機物產(chǎn)生的SO2干擾乙烯的性質(zhì)實驗，到實驗后期產(chǎn)生乙烯氣量不多，導(dǎo)致火焰小，不明亮，看不到明顯的黑

13、煙，并且氣流不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生倒吸，反應(yīng)時間過長，一般從加熱混合液到性質(zhì)實驗需要花13分鐘。實驗的改進意見：濃磷酸作催化劑，五氧化二磷作脫水劑進行乙烯的制備。此反應(yīng)的優(yōu)點是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，實驗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，火焰長達16厘米，保持1分鐘所以演示效果好3.實驗耗時短，節(jié)省時間實驗室制取乙烯后剩余藥品的處理？因為有濃硫酸，在不同的資料有不同的答案，大致有這兩個。1.

14、倒入空的廢液缸。2.倒入盛有水的塑料桶中。乙烯的實驗室制法 實驗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，乙醇脫水生成乙醚(C2H5)2O；在約170時，生成乙烯。 CH3CH2OH=C2H4+H2O 這是在有機化學(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。實驗裝置如圖。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，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，須把溫度計的水銀球浸入混合

15、液中。加熱時，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_到170時，即有乙烯產(chǎn)生。在加熱過程中，混合液的顏色會逐漸變棕色以至棕黑色。這是由于乙醇部分發(fā)生碳化的結(jié)果。在170時，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驗桌上。停止加熱時，要先把導(dǎo)管從水槽里撤出，防止因燒瓶冷卻使水倒吸。實驗

16、后，應(yīng)待燒瓶里的殘粥狀黑色混合物以及溫度計冷卻后再清洗。 為什么兩者體積比為1:3？1：3是一個經(jīng)驗值，就是科學(xué)家在實驗室從1:1.00001開始試到1:5.99999發(fā)現(xiàn)1:3附近的時候效果最好。濃硫酸是可以使乙醇碳化的，所以在實驗的時候會發(fā)生副反應(yīng)（脫水），溶液會變棕，然后變黑。所以矛盾就在這兒，如果濃硫酸的比例太小，使乙醇消去水的性質(zhì)不明顯（已經(jīng)被乙醇稀釋了），但是如果濃硫酸太多的時候，就會發(fā)生碳化，因此在反復(fù)試驗之后，就有了1:3這個比例。注意事項如下： 燒瓶、導(dǎo)氣管等儀器，要在加入藥品之前先檢驗其氣密性，氣密性合格的儀器才能使用。 實驗中所用的藥品之一是濃硫酸，其作用是酒精分解的催化劑和脫水劑，為了保證有足夠的脫水性，硫酸要用98%的濃硫酸，酒精要用無水酒精，濃硫酸和無水酒精的體積比以 為宜。 將濃硫酸與無水酒精混合時，要遵循濃硫酸稀釋的原理，按濃硫酸溶于水的操作方法混合無水酒精和濃硫酸，即將濃硫酸沿容器內(nèi)壁慢慢倒入已盛在容器內(nèi)的無水酒精中，并用玻璃棒不斷攪拌無水酒精和濃硫酸的混合物。不規(guī)范的操作或錯誤的操作，都可能導(dǎo)致熱的、有強腐蝕性的液體飛濺，釀成人被灼傷等不良事故。 由于反應(yīng)物都是液體而無固體，所以