乙烯的实验室制法

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1、乙烯的实验室制法1。药品:乙醇浓硫酸2, 装置:圆底烧瓶、温度计、铁架台、水槽、集气瓶、双孔橡皮塞、酒精灯、导管3. 步骤:(1)检验气密性。在烧瓶里注入乙醇和浓硫酸(体积比1:3)的混合液约20mL (配置此混合液应在冷却和搅拌下将15mL浓硫酸满满倒入5mL酒精中),并放入几片碎瓷片。(温度计的水银球要伸入液面以下)(2)加热,使温度迅速升到170C,酒精便脱水变成乙烯。(3)用排水集气法收集乙烯.(4)再将气体分别通入漠水及酸性高锰酸钾溶液,观察现象。(5)先撤导管,后熄灯4, 反应原理:(分子内的脱水反应)5。收集气体方法:排水集气法(密度与空气相近)6. 现象:溶液变黑;气体使漠水及

2、酸性高锰酸钾溶液褪色.7。注意点:(1)乙醇和浓硫酸体积比为什么是1: 3?答:浓硫酸是强氧化剂,在此反应中氧化乙醇,如果浓硫酸的量少就会很快变为稀硫酸而达 不到实验效果。(2) 浓硫酸在反应中的作用?答:催化剂脱水剂(吸水剂)(3) 为什么要迅速升温到170C?答:如果低于170C会有很多的副反应发生。如:分子之间的脱水反应(4) 为什么要加入碎瓷片?答:防止溶液暴沸。(5) 为什么反应过程中溶液逐渐变黑?答:(乙醇+浓硫酸)(c+浓硫酸)(6) 怎样证明生成气体乙烯中混有二氧化硫气体?怎样除去二氧化硫气体?答:证明用品红溶液除去用NaOH溶液+品红溶液(二氧化硫使漠水及酸性高锰酸钾溶液方程

3、式)实验室制取乙烯的几个为什么 河北省宣化县第一中学 栾春武一、为什么温度计必须插入液面下?实验室制取乙烯的反应原理:CH3CH2OH mp CH2 = CH2f+H2O,温度要迅速上升到170C,防止140C时生成副 产物乙醚,因为: CH CH OH+HOCH CH 】由CH CH OCH CH +H 0。 322332232该反应属于“液体+液体生成气体型”反应,两种液体混合后,装于圆底烧瓶中,加热要 用到酒精灯,只有当温度计插入液面下,但不能接触瓶底,才能准确测出反应时反应液的温 度,避免副反应的发生,确保产物的纯度.二、为什么在圆底烧瓶中要加少量碎瓷片?因为反应液的温度较高,被加热的

4、又是两种液体,所以加热时容易产生暴沸而造成危险, 在反应混合液中加一些碎瓷片是为了防止暴沸,避免意外.I IIIIIIV三、为什么收集乙烯用的是排水集气法?因为乙烯的密度和空气的密度相接近,而且乙烯又难溶 于水,故采用该方法。四、为什么浓硫酸与乙醇的体积比按3:1混合?因为浓H SO在该反应中除了起催化作用外,还起脱水作用,保持其过量的原因主要是为 24了使浓HSO保持较高的浓度,促使反应向正反应方向进行。24五、为什么制取乙烯时反应液会变黑,还会有刺激性气味产生?因为在该反应中还伴随有乙醇与浓硫酸发生的氧化还原反应:ACH OH + 2H SO (浓) 2C+2SO f+2H O ;2 52

5、422AAW.W.1.-.C + 2H SO (浓)CO f+2SO f+2HO,由于有C、SO的生成,故反应液变黑,242222还有刺激性气味产生。例题1.实验室制取乙烯,常因温度过高而使乙醇和浓硫酸反应生成少量的C和SO2.某同学设计下列实验以确定上述气体中含有C2H4和SO2.(1)试解释装置I中反应液变黑的原因:。并写出装置I中发生反应的化学方 程式。(2)ii、m、w、v装置可盛放的试剂是:i、m、w、v(请将下列有关试剂的序号填入空格内)。A.品红溶液B。NaOH溶液C.浓H2SO4D。酸性KMnO4溶液(3)能说明SO2气体存在的现象是。(4)使用装置m的目的是。(5) 使用装置

6、W的目的是。(6)确定含有乙烯的现象是。解析:因为在装置I中还伴随有乙醇与浓硫酸发生的氧化还原反应,装置I中发生的化 学反应方程式有:姓凸TrrrriTrrrrrrriCHOH 何匚 CH =CH f+H0,CH0H+2HS0 (浓)2C+2SO1+2HO;2 52222 52422AC +2H SO (浓) CO f+2SO f+2H O,C H和SO都能使漠水和酸性KMnO溶液褪 242222 424色,但乙烯不能与NaOH溶液反应,也不与品红溶液作用,利用NaOH溶液来除去SO2,用品红 溶液是否褪色来检验SO2是否除尽。除尽SO2后,才能用酸性KMnO4溶液来验证乙烯的存在。答案:(1

7、)见解析(2)A B A D(3)装置II中品红溶液褪色(4)除去SO2气体,以免干扰乙烯的检验 (5)检验so2是否除尽 (6)装置m中的品红溶液不褪 色,装置W中酸性KMnO4溶液褪色.实验室制备乙烯时,常会遇到以下几个问题,必须正确处理,才会产生令人信服的实验效果。 a.将浓硫酸与酒精混合时,发现溶液变黑褐色。这主要是混合速度太快引起的。因浓硫酸 被稀释时会释放出大量的热,若得不到及时散发,会使溶液温度过高,引起:酒精挥发过 多,降低产生的量和速度;引起酒精的过量炭化结焦,反应物大量损失,降低产气的量和速 度;引起反应的提前发生并损失大量的反应物,无法提供足量的气体供后续实验使用.b.反

8、 应装置产生的气体太少。这可以从以下几方面找到原因.分析是否由于混合不当引起的。 若是,则应重新按正确的操作要求配制.看是否加入防沸剂。最好用河砂或碎瓷片。它不 但能防暴沸,而且还做硫酸氢乙酯分解为乙烯的催化剂(乙醇与浓硫酸作用,先生成硫酸氢 乙酯),加快了反应,有利于大量气体的溢出。检查装置的气密性。常见的是双孔塞密封 不严或橡胶管破裂,造成气体大量流失。看温度计的示数是否高于160c,温度过低时只 能产生少量杂气。正确的操作是加强热使温度迅速达到160C以上,方可产生大量有用气体。 c.产生大量使酸性KMnO4和Br水褪色的气体,能点燃,但火焰呈淡蓝色。制取乙烯的几点注释:(1)浓HSO起

9、催化剂和脱水剂的作用,加沸石或碎瓷片的作用是防止反应混合24 物受热暴沸。(2)浓HSO与乙醇按3:1的体积比混合,浓HSO过量的原因是促使反应向正2 .4 2 4反应万向进仃。(3)温度要迅速上升至170 C,防止在140 C时生成副产物乙醚 此反应属于取代反应而非消去反应 (4)制乙烯时反应溶液变黑的原因是乙醇与浓H SO发生了氧化还原反应:24C H OH+2H SO (浓)一 2C+2SO t+5H O反应条件:加热2 52422C+2H SO (浓)一 CO t+2SO t+2HO 反应条件:加热24222所以,实验室制取的乙烯中还可能混有CO2、SO2等杂质气体。乙烯的制备可以用卤

10、代烷脱卤化氢和乙醇脱水的方法制取。实验室制取乙烯通常采用95% 的乙醇和浓硫酸(体积比为1 :3),混合后在碎瓷片的存在下迅速加热到160 C180 C制得.1. 实验室为什么不采用氯乙烷脱氯化氢进行制备;2. 实验室用乙醇浓硫酸法制取乙烯中浓硫酸的作用是什么?3. 列举实验室用乙醇浓硫酸法制取乙烯的不足之处;4. 有人建议用浓磷酸代替浓硫酸与乙醇反应,结果发现按醇酸体积比为(1 : 3)进行反应时, 反应混合物在110 C已经沸腾,温度升到250 C以上仍没有乙烯产生.答案:1.氯乙烷沸点低,蒸汽有毒,应尽量防止吸入。2。催化剂和脱水机的作用3。产生乙烯的温度难控制,副反应多,产生的乙烯纯度

11、低,产率低,耗时长且实验效果不理 想,4。(1)磷酸中含水较多,乙醇沸点较低,整个反应混合物挥发性较强有关。(2)加入适量五氧化二磷固体.参考资料实验室新法制取乙烯一、实验步骤取一支大试管,加入1g五氧化二磷(粉末或已吸水呈粘稠状的都可以),沿 试管内壁慢慢地加入约5mL乙醇,再往试管加入几粒碎玻片,用带导管的胶 塞塞紧试管口。把试管固定在铁架台上,用酒精灯给反应混合物加热,片刻 后,就产生大量乙烯气体.把气体通入漠水,红棕色漠水很快褪色,通入酸性 高锰酸钾溶液,紫色高锰酸钾溶液褪色。点燃产生的气体.能平稳燃烧,火焰 高达8cm.二、五氧化二磷的作用五氧化二磷吸水后,生成磷酸作催化剂。化学方程

12、式为:C2H50H H4 CH2=CH2 f+HQ三、讨论1. 用HPO作催化剂乙醇脱水制乙烯,反应温度要求不高2. 产生乙烯气体多,点燃能平稳燃烧。3. 可以避免部分乙醇被炭化变黑。用乙醇和浓硫酸制取乙烯实验的不足之处:1。产生乙烯的温度难控制用95%乙醇和浓硫酸制取乙烯时,只有温度在170时才有乙烯产生,实际上, 若控制反应温度在170-174的范围内反应产生气体的速度较慢,难于在几分 钟之内收集一瓶乙烯和做乙烯的其他性质实验.若要比较快地得到较多的乙 烯气体,则温度要达到177左右,而此温度难以控制,稍不注意使温度急剧 上升而超过180,这样会发生严重的炭化现象使炭渣附于瓶壁难以清洗。2

13、。副反应多,产生的乙烯纯度低,产率低。浓硫酸比热高,难以在短时间内迅速升温到170,在140时发生副反应产生 乙醚,浓硫酸具有强氧化性伴随乙醇的炭化产生大量的SO2,CO2, H2O, SO2 的产生不仅影响乙烯的纯度,干扰乙烯的性质实验,而且还污染环境,有碍健 康。3。实验耗时长而且实验效果不够理想.如果加热温度超过180,浓硫酸氧化有机物产生的SO2干扰乙烯的性质实验, 到实验后期产生乙烯气量不多,导致火焰小,不明亮,看不到明显的黑烟,并且 气流不稳定,容易产生倒吸,反应时间过长,一般从加热混合液到性质实验 需要花13分钟。实验的改进意见:浓磷酸作催化剂,五氧化二磷作脱水剂进行乙烯的制备.

14、此反应的优点是1。 反应温度宽(125-160),只要在125以上便开始产生乙烯,只有轻微的炭化, 提高了乙醇的利用率,实验仪器易于清洗无污染,无难闻的气体。2.副反应 少演示效果好3。此方法产生的乙烯纯度高,不含乙醚,二氧化硫,二氧化 碳,自始至终保持乙烯平稳产生。不引起倒吸.乙烯的生成量大,火焰长达 16厘米,保持1分钟所以演示效果好3。实验耗时短,节省时间实验室制取乙烯后剩余药品的处理?因为有浓硫酸,在不同的资料有不同的答案,大致有这两个.1. 倒入空的废液缸。2. 倒入盛有水的塑料桶中。乙烯的实验室制法实验室一般是在加热条件下,用浓硫酸使乙醇脱水制取.其中浓硫酸起脱水剂和催化剂作用。在

15、约140C时,乙醇脱水生成乙醚(C2H5)2O;在约170C时,生成乙烯。CH3CH2OH=C2H4+H2O这是在有机化学反应中,反应物相同,反应条件不同而生成物不同的典型例之一。实验 装置如图。检查装置气密性卮先在烧瓶中加入10毫升乙醇,然后分批缓缓加入浓硫酸共约 30毫升。在乙醇中加入浓硫酸时,由于发生化学作用而放大量热,要冷却后再继续加浓硫 酸,防止乙醇大量气化。再向烧瓶里加入几片碎瓷片。为了控制混合液受热温度在170C左右, 须把温度计的水银球浸入混合液中。加热时,要使混合液的温度迅速越过140C温度区,这样, 可以减少副产物乙醚的生成。混合液的温度达到170C时,即有乙烯产生.在加热过程中,混 合液的颜色会逐渐变棕色以至棕黑色。这是由于乙醇部分发生碳化的结果。在170C时,生成 的气体并非纯净的乙烯,其中常杂有少量SO2。由于在

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