高考化学 实验全突破之有机实验 烷烃烯烃和炔烃的重要实验.docx
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高考化学实验全突破之有机实验烷烃烯烃和炔烃的重要实验
烷烃、烯烃和炔烃的重要实验
【知识梳理】
1.操作:
取一个100mL的大量筒(或集气瓶),用排饱和食盐水的方法先后收集20mLCH4和80mLCl2,放在光亮的地方(注意:
不要放在阳光直射的地方,以免引起爆炸),等待片刻,观察发生的现象。
2.现象:
大约3min后,可观察到混合气体颜色变浅,气体体积缩小,量筒壁上出现油状液体,量筒内饱和食盐水液面上升,可能有晶体析出(会生成HCl,增加了饱和食盐水中氯离子的浓度)。
3.解释:
生成卤代烃
【知识梳理】
1.反应原料:
乙醇、浓硫酸
2.反应原理:
CH3CH2OH
CH2=CH2↑+H2O
副反应:
2CH3CH2OH
CH3CH2OCH2CH3+H2O
C2H5OH+6H2SO4(浓)
6SO2↑+2CO2↑+9H2O
3.发生装置和收集装置:
发生装置:
l+l
g(圆底烧瓶、酒精灯、温度计等)
收集装置:
排水法,不能用排空气法。
4.尾气处理:
点燃法
【深度讲解】
⑴配制乙醇和浓硫酸体积比为1:
3的混合液应注意:
应将浓硫酸缓缓注入乙醇并不断摇匀。
使用过量的浓硫酸可提高乙醇的利用率,增加乙烯的产量。
⑵温度计水银球(或液泡)应插入反应混和液,液面以下,但不能接触瓶底,以便控制反应温度为170℃。
⑶反应时应迅速升温到170℃。
(目的是为了减少副反应的发生)
⑷为防止加热过程中液体爆沸,应在反应液中加少许碎瓷片。
⑸如控温不当,会发生副反应,是制得的乙烯中混有CO2、SO2、乙醚等杂质,必须通过浓NaOH溶液(或碱石灰)后,才能收集到比较纯净的乙烯。
⑹若实验时,已开始给浓硫酸跟乙醇的混合物加热一段时间,忽然记起要加碎瓷片,应先停止加热,冷却到室温后,在补加碎瓷片。
⑺浓硫酸的作用是:
催化剂、脱水剂。
⑻实验结束时,要先将导气管从水中取出,再熄灭酒精灯,反之,会导致水被倒吸。
要想不被倒要把水中的导管先拿出来
⑼点燃乙烯前要验纯。
典例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SO2。
某同学设计下列实验以确定上述混合气体中含有乙烯和SO2。
(1)I、II、III、IV装置可盛放的试剂是:
I:
II:
III:
IV:
(请将下列有关试剂的序号填入空格内)
A、品红B、NaOH溶液C、浓硫酸D、酸性KMnO4溶液
(2)能说明SO2气体存在的现象是;
(3)使用装置II的目的是;
(4)使用装置III的目的是;
(5)确定含有乙烯的现象是
【答案】
(1)A;B;A;D。
(2)装置I中品红溶液褪色可说明混合气体中含有SO2。
(3)除去SO2气体
(4)检验SO2是否除尽。
(5)装置(III)中品红溶液不褪色,装置(IV)中酸性KMnO4溶液褪色,说明混合气体中含有乙烯。
【知识梳理】
1.反应原料:
电石(主要成分为CaC2)、水(用饱和食盐水代替)
2.反应原理:
CaC2+2H2O
Ca(OH)2+CH≡CH↑
副反应:
CaS+2H2O
Ca(OH)2+H2S↑
Ca3P2+6H2O
3Ca(OH)2+2PH3↑
Ca3As2+6H2O
3Ca(OH)2+2AsH3↑
3.发生装置和收集装置:
发生装置:
S+l
g
(广口瓶(或锥形瓶、烧瓶、大试管等)、分液漏斗等)
收集装置:
排水法。
4.尾气处理:
点燃法
【深度讲解】
⑴不能用启普发生器制乙炔:
a.反应产物Ca(OH)2微溶于水,呈糊状堵塞反应容器,使水面难以升降;
b.反应速率快且放出大量的热,会损坏启普发生器。
⑵电石与水反应很剧烈,应选用分液漏斗,通过控制水流的速度,来控制产生乙炔的速度。
⑶电石与水反应剧烈,用饱和食盐水代替水可减缓反应速率,获得平稳的乙炔气流。
⑷由于电石中含有其他杂质(如:
CaS、Ca3P2、Ca3As2等)。
使制得的乙炔中含有(H2S、PH3、AsH3等)难闻的气体。
要想制得较纯净的CH≡CH可将气体通过盛有CuSO4溶液或NaOH溶液的洗气瓶。
⑸得到平稳的乙炔气流:
①常用饱和氯化钠溶液代替水(减小浓度)②分液漏斗控制流速③并加棉花,防止泡沫喷出。
【拓展】⑴由于电石中含有其他杂质(如:
CaS、Ca3P2、Ca3As2等)。
使制得的乙炔中含有(H2S、PH3、AsH3等)难闻的气体。
要想制得较纯净的CH≡CH可将气体通过盛有CuSO4溶液的洗气瓶。
⑵电石与水反应很剧烈,可以采取下列措施来控制反应速率:
①用饱和食盐水代替水。
②通过分液漏斗滴加饱和食盐水。
典例2.下图中的实验装置可用于制取乙炔。
请填空:
⑴图中,A管的作用是。
制取乙炔的化学方程式是。
⑵乙炔通入KMnO4酸性溶液中观察到的现象,乙炔发生了反应。
⑶乙炔通入溴的CCl4溶液中观察到的现象是,乙炔发生了反应。
⑷为了安全,点燃乙炔前应,
乙炔燃烧时的实验现象是。
【答案】⑴控制电石与水的反应或停止。
CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑。
⑵高锰酸钾溶液颜色逐渐变浅或褪色,氧化。
⑶溴的CCl4溶液颜色变浅或褪色,加成。
⑷验纯,火焰明亮,带有浓烟。
【知识梳理】
(1)反应原料:
石蜡、氧化铝(或分子筛)
(2)原理:
CnH2n+2
Cn1H2n1+Cn2H2n2+2
(3)反应装置:
【深度讲解】
⑴氧化铝或分子筛的作用:
催化剂。
⑵装置Ⅱ中冷水的作用:
冷凝裂化气。
⑶装置Ⅱ中小试管中收集到的液体的成分有烷烃和烯烃。
⑷装置Ⅲ中小试管中的现象是酸性KmnO4溶液褪色。
【知识梳理】
1.反应原料:
原油
2.反应原理:
利用加热和冷凝(蒸馏),把石油分成不同沸点范围的馏分。
3.反应装置:
蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、冷凝器(冷凝管)、锥形瓶等。
【深度讲解】
⑴温度计水银球(或液泡)应位于蒸馏烧瓶支管口略低处,测定的是馏分蒸气的温度。
⑵冷凝器中冷凝水的流向与气流反向相反,应从下口入水上口出水。
⑶为防止爆沸,反应混合液中需加入少量碎瓷片。
1.(2016天津)下列选用的仪器和药品能达到实验目的的是()
A
B
C
D
制乙炔的发生装置
蒸馏时的接收装置
除去SO2中的少量HCl
准确量取一定体积K2Cr2O7标准溶液
2.(2015重庆)下列实验中,所使用的装置(夹持装置略)、试剂和操作方法都正确的是()
3.(2015四川)下列操作或装置能达到实验目的的是()
4.(2014北京)用右图装置(夹持、加热装置已略)进行实验,由②中现象,不能证实①中反应发生的是()
①中实验
②中现象
A
铁粉与水蒸气加热
肥皂水冒泡
B
加热NH4Cl和Ca(OH)2混合物
酚酞溶液变红
C
NaHCO3固体受热分解
澄清石灰水变浑浊
D
石蜡油在碎瓷片上受热分解
Br2的CCl4溶液褪色
5.实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下:
可能存在的主要副反应有:
乙醇在浓硫酸的存在下在l40℃脱水生成乙醚。
用少量的溴和足量的乙醇制备1,2—二溴乙烷的装置如下图所示:
有关数据列表如下:
乙醇
1,2-二溴乙烷
乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
密度/g·cm-3
0.79
2.2
0.71
沸点/℃
78.5
132
34.6
熔点/℃
一l30
9
-1l6
回答下列问题:
(1)在此制各实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是;(填正确选项前的字母)
a.引发反应b.加快反应速度c.防止乙醇挥发d.减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体:
(填正确选项前的字母)
a.水b.浓硫酸c.氢氧化钠溶液d.饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制各反应已经结束的最简单方法是;
(4)将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在层(填“上”、“下”);
(5)若产物中有少量未反应的Br2,最好用洗涤除去;(填正确选项前的字母)
a.水b.氢氧化钠溶液c.碘化钠溶液d.乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚.可用的方法除去;
(7)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是
但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是
6.有学生用五氧化二磷作为乙醇脱水制乙烯的催化剂,进行相关实验。
按右表所示的量和反应条件在三颈瓶中加入一定量P2O5,并注入95%的乙醇,并加热,观察现象。
实验
P2O5
95%乙醇量
加热方式
实验1
2g
4mL
酒精灯
实验2
2g
4mL
水浴70℃
实验结果如下:
实验
实验现象
三颈瓶
收集瓶
试管
实验1
酒精加入时,立刻放出大量的白雾,开始有气泡产生,当用酒精灯加热时,气泡加快生成并沸腾,生成粘稠状液体。
有无色液体
溶液褪色
实验2
酒精加入时,有少量白雾生成,当用水浴加热时,不产生气泡,反应一个小时,反应瓶内生成粘稠状液体
有无色液体
溶液不褪色
根据上述资料,完成下列填空。
(1)写出乙醇制乙烯的化学方程式。
(2)上图装置中冷凝管的作用是___________,进水口为(填“a”或“b”)______,浓硫酸的作用是。
(3)实验1使溴的四氯化碳溶液褪色的物质是___________。
(4)实验2中,水浴加热所需仪器有、(加热、夹持仪器、石棉网除外)。
(5)三颈瓶、收集瓶中的液体经检验为磷酸三乙酯,写出三颈瓶中生成磷酸的化学方程式
_____________________,P2O5在实验1中的作用是______________________。
(6)根据实验1、2可以推断:
①以P2O5作为催化剂获得乙烯的反应条件是____________
②P2O5与95%乙醇在加热条件下可以发生的有机反应的类型是________反应。
7.在实验室里用乙醇和浓硫酸反应生成乙烯,再用溴与乙烯反应生成1,2-二溴乙烷,可能存在的主要副反应有:
乙醇在浓硫酸的存在下在140℃脱水生成乙醚。
有关数据列表如下:
乙醇
1,2二溴乙烷
乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
密度/g·cm-3
0.79
2.2
0.71
沸点/℃
78.5
132
34.6
熔点/℃
-130
9
-116
(1)用下列仪器制备1,2-二溴乙烷。
如果气体流向为从左到右,则正确的连接顺序是(短接口或橡皮管均已略去):
经A
(1)插入A中, 接A
(2),A(3)接 接 接 接 (填大写字母代号)。
(2)温度计水银球的正确位置是 。
a、支管口处b、液面上方 c、液面以下
(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是 ;
(4)将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中水,振荡后静置,产物应在 层(填“上”、“下”);
(5)若产物中有少量未反应的Br2,最好用 洗涤除去;(填正确选项前的字母)
a、水 b、氢氧化钠溶液 c、碘化钠溶液 d、乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚,可用 的方法除去;
(7)反应过程中应用冷水冷却装置E,其主要目的是 ;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是 。
8.下面是实验室制乙烯并检验其性质的装置图,请回答:
(1)写出圆底烧瓶中反应的方程式,反应类型_______________;
(2)烧瓶中混合液逐渐变黑,并产生某些无机杂质气体,写出产生杂质气体的化学方程
式:
;
(3)为了检验乙烯的生成,试管中应盛放,现象为;
(4)洗瓶中盛放的试剂为,作用________________________________。
1.【答案】C
【解析】A.因电石与水反应很剧烈,应选用分液漏斗,以便控制水的流速,错误;B.接收馏分的锥形瓶构成了密封环境,会因气压过大而造成安全事故,错误;C.氯化氢能够与饱和亚硫酸氢钠反应,被吸收,二氧化硫不反应,正确;D.量取一定体积K2Cr2O7标准溶液应该选用酸式滴定管,碱式滴定管下端的乳胶管能够被腐蚀,错误;故选C。
2.【答案】A
3.【答案】C
【解析】A、视线应平视,俯视使浓度偏大;B、氯气要和饱和碳酸氢钠反应,应用饱和食盐水;D、电石产生的气体中混有H2S等杂质气体也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
选C。
4.【答案】A
【解析】A、肥皂水冒泡,只能说明有气体在右侧试管内产生,在初始加热时,排出的空气也会使肥皂水冒泡,故不能证明铁粉与水蒸气发生反应,证明产生氢气现象应为生成大量气泡并上浮,点燃有爆鸣声;B、加热氯化铵和氢氧化钙混合物,通入酚酞溶液变红,说明有碱性气体产生,能证实反应发生,故不选;C、碳酸氢钠受热,产生的气体使澄清石灰水变浑浊,说明碳酸氢钠受热分解产生了使澄清石灰水变浑浊的物质二氧化碳,能证实反应发生,故不选;D、石蜡油主要成分是18个碳以上的烷烃,其蒸气不能使溴的四氯化碳溶液褪色,在碎瓷片上受热后,产生的气体能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明有含不饱和键的新物质生成,能证明发生了反应,故不选;答案为A。
5.【答案】⑴d⑵c⑶溴的颜色完全褪去⑷下⑸b⑹蒸馏⑺避免溴大量挥发;产品1,2—二溴乙烷的熔点(凝固点)低,过度冷却会凝固而堵塞导管。
【解析】
⑴因乙醇在浓硫酸的存在下在140℃脱水生成乙醚,故迅速地把反应温度提高到170℃左右的原因,是减少副产物乙醚的生成。
⑵因装置C的目的是吸收反应中可能生成的酸性气体,故应选碱性的NaOH溶液。
⑶是用少量的溴和足量的乙醇制备1,2—二溴乙烷,反应结束时溴已经反应完,明显的现象是溴的颜色褪去。
⑷由表中数据可知,1,2—二溴乙烷的密度大于水,因而在下层。
⑸溴能与NaOH溶液反应,故可用NaOH溶液洗涤;虽然也能与碘化钠溶液反应,但生成的I2也溶于1,2—二溴乙烷。
⑹根据表中数据,乙醚沸点低,可通过蒸馏除去(不能用蒸发,乙醚不能散发到空气中)。
⑺溴易挥发,冷水可减少挥发。
但如果用冰水冷却会使产品凝固而堵塞导管。
6.【答案】
(1)
。
(2)冷凝导气,b,除水(干燥)。
(3)乙烯。
(4)大烧杯、温度计。
(5)
,反应物和催化剂
(6)较高温度下或直接加热酯化反应
【解析】试题分析:
(1)根据题中所给出的反应物、生成物及反应条件,方程式为
。
(2)冷凝管的作用是冷凝导气。
进出口为下进上出,故进水口为b。
浓硫酸的作用是除水。
(3)使溴的四氯化碳溶液褪色的物质是制备出来的乙烯。
(4)水浴加热所需仪器有大烧杯、温度计。
(5)根据题中信息分析,三颈瓶中生成磷酸的化学方程式为
。
(6)①以P2O5作为催化剂获得乙烯的反应条件是较高温度下或直接加热。
②P2O5与95%乙醇在加热条件下可以发生的有机反应的类型是酯化反应。
7.【答案】
(1)B D C F E G
(2)c
(3)溴的颜色完全褪去
(4)下
(5)b
(6)蒸馏
(7)避免溴大量挥发
产品1,2二溴乙烷的熔点(凝固点)低,过度冷却会凝固而堵塞导管。
考点:
乙烯的制备及反应
8.【答案】
(1)CH3CH2OH
CH2=CH2↑+H2O消去反应
(2)C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O
(3)高锰酸钾溶液(或溴的四氯化碳溶液)溶液褪色
(4)氢氧化钠溶液吸收SO2CO2
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