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乙烯實(shí)驗(yàn)室制法

發(fā)布時(shí)間:2020-07-27 來(lái)源: 工作計(jì)劃 點(diǎn)擊:

  乙烯得實(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。在燒瓶里注入乙醇與濃硫酸 ( 體積比 1 :3 )得混合液約 20mL(配置此混合液應(yīng) 在冷卻與攪拌下將 15mL 濃硫酸滿滿倒入 5mL酒精 中),并放入幾片碎瓷片.(溫度計(jì)得水銀球要 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)得脫水反應(yīng))

。、收集氣體方法:排水集氣法(密度與空氣相近)

 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)乙醇與濃硫酸體積比為什么就是 1:3?,醇乙化氧中應(yīng)反此在,劑化氧強(qiáng)是就酸硫濃:答?如果濃硫酸得量少就會(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)中得作用? 答:①催化劑

、诿撍畡 (③吸水劑) (3)為什么要迅速升溫到 170℃? 答:如果低于 170℃會(huì)有很多得副反應(yīng)發(fā)生。

 如:分子之間得脫水反應(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(guò)程中溶液逐漸變黑? 答:①

  (乙醇+濃硫酸)

  ②

  (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:①證明用品紅溶液 ②除去用 NaOH 溶液+品紅溶液

。ǘ趸蚴逛逅八嵝愿咤i酸鉀溶液方程式)

 實(shí)驗(yàn)室制取乙烯得幾個(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)室制取乙烯得反應(yīng)原理: CH 3 -CH 2 -OHCH 2 =CH 2 ↑+H 2 O,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?/p>

 CH 3 -CH 2 —OH+HO-CH 2 -CH 3 CH 3 -CH 2 —O-CH 2 -CH 3 +H 2 O。

  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)液得溫度,避免副反應(yīng)得發(fā)生,確保產(chǎn)物得純度。

 二、為什么在圓 底燒瓶中要加少量碎瓷片?

 因?yàn)榉磻?yīng)液得溫度較高,被加熱得又就是兩種液體,所以加熱時(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就是為了防止暴沸,避免意外。

 三、為什么收集乙烯用得就是排水集氣法? ?

  因?yàn)橐蚁┑妹芏扰c空氣得密度相接近,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得體積比按 1 3:1 混合? ?

  因?yàn)闈?H 2 SO 4 在該反應(yīng)中除了起催化作用外,還起脫水作用,保持其過(guò)量得原因主要就是為了使?jié)猓?2 SO 4 保持較高得濃度,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)生得氧化還原反應(yīng): C 2 H 5 OH + 2H 2 SO 4 (濃) 2C+2SO 2 ↑+2H 2 O ; C

。 2H 2 SO 4 (濃)

 CO 2 ↑+2SO 2 ↑+2H 2 O,由于有C、SO 2 得生成,故反應(yīng)液變黑,還有刺激性氣味產(chǎn)生。

  例題 1 1 、實(shí)驗(yàn)室制取乙烯,常因溫度過(guò)高而使乙醇與濃硫酸反應(yīng)生成少量得 C 與SO 2 。某同學(xué)設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)以確定上述氣體中含有 C 2 H 4 與 SO 2 。

  (1)試解釋裝置Ⅰ中反應(yīng)液變黑得原因:_____(dá)__(dá)_.并寫(xiě)出裝置Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)得化學(xué)方程式__(dá)___(dá)_____。

  (2)Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ裝置可盛放得試劑就是:Ⅱ____、Ⅲ____、Ⅳ___(dá)_、Ⅴ__(dá)__(請(qǐng)將下列有關(guān)試劑得序號(hào)填入空格內(nèi))。

 A、 品紅溶液

  B、 NaOH 溶液

  C、 濃 H 2 SO 4

 D、 酸性 KMnO 4 溶液

  (3)能說(shuō)明 SO 2 氣體存在得現(xiàn)象就是__(dá)___(dá)___。

 (4)使用裝置Ⅲ得目得就是___(dá)_____(dá)__(dá)__(dá)____. (5)使用裝置Ⅳ得目得就是____(dá)_______(dá)___(dá)__。

 (6)確定含有乙烯得現(xiàn)象就是_____(dá)_____(dá)___(dá)_。

 解析: :因?yàn)樵谘b置Ⅰ中還伴隨有乙醇與濃硫酸發(fā)生得氧化還原反應(yīng),裝置Ⅰ中發(fā)生得化學(xué)反應(yīng)方程式有:

 C 2 H 5 -OHCH 2 =CH 2 ↑+H 2 O,C 2 H 5 OH+2H 2 SO 4 (濃) 2C+2SO 2 ↑+2H 2 O; C

 +2H 2 SO 4 (濃)

 CO 2 ↑+2SO 2 ↑+2H 2 O,C 2 H 4 與 SO 2 都能使溴水與酸性 KMnO 4 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(lái)除去 SO 2 ,用品紅溶液就是否褪色來(lái)檢驗(yàn)SO 2 就是否除盡。除盡 SO 2 后,才能用酸性 KMnO 4 溶液來(lái)驗(yàn)證乙烯得存在.

 答案: :(1)見(jiàn)解析 (2)A

 B

 A

。

  (3)裝置Ⅱ中品紅溶液褪色 (4)

 除去 SO 2 氣體,以免干擾乙烯得檢驗(yàn)

 (5)

 檢驗(yàn) SO 2 就是否除盡

。6)裝置Ⅲ 中得品紅溶液不褪色,裝置Ⅳ中酸性KMnO 4 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(wèn)題,必須正確處理,才會(huì)產(chǎn)生令人信服得實(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。這主要就是混合速度太快引起得。因濃硫酸被稀釋時(shí)會(huì)釋放出大量得熱,若得不到及時(shí)散發(fā),會(huì)使溶液溫度過(guò)高,引起:①酒精揮發(fā)過(guò)多,降低產(chǎn)生得量與速度;②引起酒精得過(guò)量炭化結(jié)焦,反應(yīng)物大量損失,降低產(chǎn)氣得量與速度;③引起反應(yīng)得提前發(fā)生并損失大量得反應(yīng)物,無(wú)法提供足量得氣體供后續(xù)實(shí)驗(yàn)使用。b。反應(yīng)裝置產(chǎn)生得氣體太少。這可以從以下幾方面找到原因。①分析就是否由于混合不當(dāng)引起得。若就是,則應(yīng)重新按正確得操作要求配制。②瞧就是否加入防沸劑.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得催化劑(乙醇與濃硫酸作用,先生成硫酸氫乙酯),加快了反應(yīng),有利于大量氣體得溢出。③檢查裝置得氣密性。常見(jiàn)得就是雙孔塞密封不嚴(yán)或橡膠管破裂,造成氣體大量流失.④瞧溫度計(jì)得示數(shù)就是否高于 160℃,溫度過(guò)低時(shí)只能產(chǎn)生少量雜氣。正確得操作就是加強(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 與 Br 水褪色得氣體,能點(diǎn)燃,但火焰呈淡藍(lán)色。

 制取乙烯得幾點(diǎn)注釋:

 (1)濃 H 2 SO 4 起催化劑與脫水劑得作用,加沸石或碎瓷片得作用就是防止反應(yīng)混合物受熱暴沸。

 (2)濃H 2 SO 4 與乙醇按 3∶1 得體積比混合,濃 H 2 SO 4 過(guò)量得原因就是促使反應(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)溶液變黑得原因就是乙醇與濃 H 2 SO 4 發(fā)生了氧化還原反應(yīng):

 C 2 H 5 OH+2H 2 SO 4 (濃)→

 2C+2SO 2 ↑+5H 2 O

 [反應(yīng)條件:加熱]

 C+2H 2 SO 4 (濃)→ CO 2 ↑+2SO 2 ↑+2H 2 O [反應(yīng)條件:加熱] 所以,實(shí)驗(yàn)室制取得乙烯中還可能混有 CO 2 、SO 2 等雜質(zhì)氣體。

 乙烯得制備可以用鹵代烷脫鹵化氫與乙醇脫水得方法制取。實(shí)驗(yàn)室制取乙烯通常采用95%得乙醇與濃硫酸(體積比為1∶3),混合后在碎瓷片得存在下迅速加熱到160 ℃~180 ℃制得..1 ;備制行進(jìn)氫化氯脫烷乙氯用采不么什為室驗(yàn)實(shí)??.2? .實(shí)驗(yàn)室用乙醇濃硫酸法制取乙烯中濃硫酸得作用就是什么?。3濃醇乙用室驗(yàn)實(shí)舉列??硫酸法制取乙烯得不足之處; .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(1∶3)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(méi)有乙烯產(chǎn)生. 答案:1、氯乙烷沸點(diǎn)低,蒸汽有毒,應(yīng)盡量防止吸入。

 2、催化劑與脫水機(jī)得作用 3、產(chǎn)生乙烯得溫度難控制,副反應(yīng)多,產(chǎn)生得乙烯純度低,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得都可以),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)管得膠塞塞緊試管口。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)生得氣體。能平穩(wěn)燃燒,火焰高達(dá) 8cm. 二、五氧化二磷得作用

 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 H 3 PO 4 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。

 用乙醇與濃硫酸制取乙烯實(shí)驗(yàn)得不足之處: 1、產(chǎn)生乙烯得溫度難控制 用 95%乙醇與濃硫酸制取乙烯時(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 得范圍內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生氣體得速度較慢,難于在幾分鐘之內(nèi)收集一瓶乙烯與做乙烯得其她性質(zhì)實(shí)驗(yàn)。若要比較快地得到較多得乙烯氣體,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(guò) 180,這樣會(huì)發(fā)生嚴(yán)重得炭化現(xiàn)象使炭渣附于瓶壁難以清洗。

 2、副反應(yīng)多,產(chǎn)生得乙烯純度低,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)氧化性伴隨乙醇得炭化產(chǎn)生大量得 SO2,CO2,H2O, SO2得產(chǎn)生不僅影響乙烯得純度,干擾乙烯得性質(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(guò)180,濃硫酸氧化有機(jī)物產(chǎn)生得SO2干擾乙烯得性質(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,瞧不到明顯得黑煙,并且氣流不穩(wěn)定,容易產(chǎn)生倒吸,反應(yīng)時(shí)間過(guò)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)得改進(jìn)意見(jiàn): :

 濃磷酸作催化劑,五氧化二磷作脫水劑進(jìn)行乙烯得制備。此反應(yīng)得優(yōu)點(diǎn)就是1、反應(yīng)溫度寬(125-160),只要在 125以上便開(kāi)始產(chǎn)生乙烯,只有輕微得炭化,提高了乙醇得利用率,實(shí)驗(yàn)儀器易于清洗無(wú)污染,無(wú)難聞得氣體.2、副反應(yīng)少演示效果好3、此方法產(chǎn)生得乙烯純度高,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。乙烯得生成量大,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得處理?

 因?yàn)橛袧饬蛩幔诓煌觅Y料有不同得答案,大致有這兩個(gè)。

 1、倒入空得廢液缸。、2 。中桶料塑得水有盛入倒?乙烯得實(shí)驗(yàn)室制法

 ?

 實(shí)驗(yàn)室一般就是在加熱條件下,用濃硫酸使乙醇脫水制取.其中濃硫酸起脫水劑與催化劑作用。在約 140℃時(shí),乙醇脫水生成乙醚(C2H5)2O;在約 170℃時(shí),生成乙烯。

  CH3CH2OH=C2H4+H2O

  同不件條應(yīng)反,同相物應(yīng)反,中應(yīng)反學(xué)化機(jī)有在是就這??而生成物不同得典型例之一。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)得水銀球浸入混合液中.加熱時(shí),要使混合液得溫度迅速越過(guò)140℃溫度區(qū),這樣,可以減少副產(chǎn)物乙醚得生成;旌弦旱脺囟冗_(dá)到 170℃時(shí),即有乙烯產(chǎn)生.在加熱過(guò)程中,混合液得顏色會(huì)逐漸變棕色以至棕黑色。這就是由于乙醇部分發(fā)生碳化得結(jié)果。在 170℃時(shí),生成得氣體并非純凈得乙烯,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。要獲得較純凈得乙烯,可以把由燒瓶出來(lái)得氣體先經(jīng)10%NaOH 溶液洗氣,然后再收集.乙烯難熔于水,應(yīng)該用排水法收集。收滿乙烯得集氣瓶,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)待燒瓶里得殘粥狀黑色混合物以及溫度計(jì)冷卻后再清洗。

 為 為什么兩者體積比為 1 :3? 1:3就是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值,就就是科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室從1:1、00001開(kāi)始試到1:5、99999發(fā)現(xiàn)1:3附近得時(shí)候效果最好。

 濃硫酸就是可以使乙醇碳化得,所以在實(shí)驗(yàn)得時(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,如果濃硫酸得比例太小,使乙醇消去水得性質(zhì)不明顯(已經(jīng)被乙醇稀釋了),但就是如果濃硫酸太多得時(shí)候,就會(huì)發(fā)生碳化,因此在反復(fù)試驗(yàn)之后,就有了 1:3這個(gè)比例。

 注意事項(xiàng)如下:

 ① 燒瓶、導(dǎo)氣管等儀器,要在加入藥品之前先檢驗(yàn)其氣密性,氣密性合格得儀器才能使用.② 實(shí)驗(yàn)中所用得藥品之一就是濃硫酸,其作用就是酒精分解得催化劑與脫水劑,為了保證有足夠得脫水性,硫酸要用 98%得濃硫酸,酒精要用無(wú)水酒精,濃硫酸與無(wú)水酒精得體積比以 為宜.③ 將濃硫酸與無(wú)水酒精混合時(shí),要遵循濃硫酸稀釋得原理,按濃硫酸溶于水得操作方法混合無(wú)水酒精與濃硫酸,即將濃硫酸沿容器內(nèi)壁慢慢倒入已盛在容器內(nèi)得無(wú)水酒精中,并用玻璃棒不斷攪拌無(wú)水酒精與濃硫酸得混合物。不規(guī)范得操作或錯(cuò)誤得操作,都可能導(dǎo)致熱得、有強(qiáng)腐蝕性得液體飛濺,釀成人被灼傷等不良事故。④ 由于反應(yīng)物都就是液體而無(wú)固體,所以要向燒瓶中加入碎瓷片,以防液體受熱時(shí)劇烈跳動(dòng)。⑤ 燒瓶得耐熱性較差,直接接觸火焰時(shí)易炸裂,一旦燒瓶炸裂,無(wú)水酒精與濃硫酸溢漏得不良后果就是嚴(yán)重得.因此,燒瓶要墊石棉網(wǎng)加熱,以防燒瓶炸裂。⑥ 在無(wú)水酒精與濃硫酸得混合物中生成乙烯氣體得適宜溫度就是 170℃左右。實(shí)驗(yàn)中要通過(guò)加熱使無(wú)水酒精與濃硫酸混合物得溫度迅速上升到并穩(wěn)定于170℃左右。⑦ 溫度計(jì)要選用量程在 200℃~300℃之間得為宜.溫度計(jì)得水銀球要置于反應(yīng)物得中央位置,因?yàn)樾枰獪y(cè)量得就是反應(yīng)物得溫度.⑧ 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),要先將導(dǎo)氣管從水中取出,再熄滅酒精燈,反之,會(huì)導(dǎo)致水被倒吸。

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