高考化學(xué) 實(shí)驗(yàn)全突破之有機(jī)實(shí)驗(yàn) 烷烴、烯烴和炔烴的重要實(shí)驗(yàn)1

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烷烴、烯烴和炔烴的重要實(shí)驗(yàn) 【知識(shí)梳理】 1. 操作：取一個(gè)100mL的大量筒（或集氣瓶），用排飽和食鹽水的方法先后收集20mLCH4和80mLCl2，放在光亮的地方（注意：不要放在陽(yáng)光直射的地方，以免引起爆炸），等待片刻，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。 2. 現(xiàn)象：大約3min后，可觀察到混合氣體顏色變淺，氣體體積縮小，量筒壁上出現(xiàn)油狀液體，量筒內(nèi)飽和食鹽水液面上升，可能有晶體析出（會(huì)生成HCl，增加了飽和食鹽水中氯離子的濃度）。 3. 解釋：生成鹵代烴 【知識(shí)梳理】 1. 反應(yīng)原料：乙醇、濃硫酸 2. 反應(yīng)原理：CH3CH2OH CH2＝CH2↑ + H2O 副反應(yīng)：2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3 + H2O C2H5OH + 6H2SO4（濃）6SO2↑+ 2CO2↑+ 9H2O 3. 發(fā)生裝置和收集裝置： 發(fā)生裝置：l + l g （圓底燒瓶、酒精燈、溫度計(jì)等） 收集裝置：排水法，不能用排空氣法。 4. 尾氣處理：點(diǎn)燃法 【深度講解】 ⑴ 配制乙醇和濃硫酸體積比為1:3的混合液應(yīng)注意：應(yīng)將濃硫酸緩緩注入乙醇并不斷搖勻。使用過(guò)量的濃硫酸可提高乙醇的利用率，增加乙烯的產(chǎn)量。 ⑵ 溫度計(jì)水銀球（或液泡）應(yīng)插入反應(yīng)混和液，液面以下，但不能接觸瓶底，以便控制反應(yīng)溫度為170℃。 ⑶ 反應(yīng)時(shí)應(yīng)迅速升溫到170℃。(目的是為了減少副反應(yīng)的發(fā)生) ⑷ 為防止加熱過(guò)程中液體爆沸，應(yīng)在反應(yīng)液中加少許碎瓷片。 ⑸ 如控溫不當(dāng)，會(huì)發(fā)生副反應(yīng)，是制得的乙烯中混有CO2、SO2、乙醚等雜質(zhì)，必須通過(guò)濃NaOH溶液（或堿石灰）后，才能收集到比較純凈的乙烯。 ⑹ 若實(shí)驗(yàn)時(shí)，已開始給濃硫酸跟乙醇的混合物加熱一段時(shí)間，忽然記起要加碎瓷片，應(yīng)先停止加熱，冷卻到室溫后，在補(bǔ)加碎瓷片。 ⑺ 濃硫酸的作用是：催化劑、脫水劑。 ⑻ 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。要想不被倒要把水中的導(dǎo)管先拿出來(lái) ⑼ 點(diǎn)燃乙烯前要驗(yàn)純。 典例1．實(shí)驗(yàn)室制取乙烯，常因溫度過(guò)高而使乙醇和濃硫酸反應(yīng)生成少量的SO2。某同學(xué)設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)以確定上述混合氣體中含有乙烯和SO2。 （1）I、II、III、IV裝置可盛放的試劑是：I： II： III： IV： （請(qǐng)將下列有關(guān)試劑的序號(hào)填入空格內(nèi)） A、品紅 B、NaOH溶液 C、濃硫酸 D、酸性KMnO4溶液 （2）能說(shuō)明SO2氣體存在的現(xiàn)象是 ； （3）使用裝置II的目的是 ； （4） 使用裝置III的目的是 ； （5） 確定含有乙烯的現(xiàn)象是 【答案】（1）A；B；A；D。 （2）裝置I中品紅溶液褪色可說(shuō)明混合氣體中含有SO2。 （3）除去SO2氣體 （4）檢驗(yàn)SO2是否除盡。 （5）裝置（III）中品紅溶液不褪色，裝置（IV）中酸性KMnO4溶液褪色，說(shuō)明混合氣體中含有乙烯。 【知識(shí)梳理】 1. 反應(yīng)原料：電石（主要成分為CaC2）、水（用飽和食鹽水代替） 2. 反應(yīng)原理： CaC2 + 2H2O Ca（OH）2 + CH≡CH↑ 副反應(yīng)： CaS + 2H2O Ca（OH）2 + H2S↑ Ca3P2 + 6H2O 3Ca（OH）2 + 2PH3↑ Ca3As2 + 6H2O 3Ca（OH）2 + 2AsH3↑ 3. 發(fā)生裝置和收集裝置： 發(fā)生裝置：S + l g （廣口瓶（或錐形瓶、燒瓶、大試管等）、分液漏斗等） 收集裝置：排水法。 4. 尾氣處理：點(diǎn)燃法 【深度講解】 ⑴ 不能用啟普發(fā)生器制乙炔： a. 反應(yīng)產(chǎn)物Ca（OH）2微溶于水，呈糊狀堵塞反應(yīng)容器，使水面難以升降； b. 反應(yīng)速率快且放出大量的熱，會(huì)損壞啟普發(fā)生器。 ⑵ 電石與水反應(yīng)很劇烈，應(yīng)選用分液漏斗，通過(guò)控制水流的速度，來(lái)控制產(chǎn)生乙炔的速度。 ⑶ 電石與水反應(yīng)劇烈，用飽和食鹽水代替水可減緩反應(yīng)速率，獲得平穩(wěn)的乙炔氣流。 ⑷ 由于電石中含有其他雜質(zhì)（如：CaS、Ca3P2、Ca3As2等）。使制得的乙炔中含有（H2S、PH3、AsH3等）難聞的氣體。要想制得較純凈的CH≡CH可將氣體通過(guò)盛有CuSO4溶液或NaOH溶液的洗氣瓶。 ⑸ 得到平穩(wěn)的乙炔氣流：①常用飽和氯化鈉溶液代替水（減小濃度） ②分液漏斗控制流速 ③并加棉花，防止泡沫噴出。 【拓展】⑴ 由于電石中含有其他雜質(zhì)（如：CaS、Ca3P2、Ca3As2等）。使制得的乙炔中含有（H2S、PH3、AsH3等）難聞的氣體。要想制得較純凈的CH≡CH可將氣體通過(guò)盛有 CuSO4溶液的洗氣瓶。 ⑵ 電石與水反應(yīng)很劇烈，可以采取下列措施來(lái)控制反應(yīng)速率： ① 用飽和食鹽水代替水。 ② 通過(guò)分液漏斗滴加飽和食鹽水。 典例2．下圖中的實(shí)驗(yàn)裝置可用于制取乙炔。請(qǐng)?zhí)羁眨? ⑴ 圖中，A管的作用是 。 制取乙炔的化學(xué)方程式是 。 ⑵ 乙炔通入KMnO4酸性溶液中觀察到的現(xiàn)象 ，乙炔發(fā)生了 反應(yīng)。 ⑶ 乙炔通入溴的CCl4溶液中觀察到的現(xiàn)象是 ，乙炔發(fā)生了 反應(yīng)。 ⑷ 為了安全，點(diǎn)燃乙炔前應(yīng) ， 乙炔燃燒時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 。 【答案】⑴ 控制電石與水的反應(yīng)或停止。CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑。 ⑵ 高錳酸鉀溶液顏色逐漸變淺或褪色，氧化。 ⑶ 溴的CCl4溶液顏色變淺或褪色，加成。⑷驗(yàn)純，火焰明亮，帶有濃煙。 【知識(shí)梳理】 （1）反應(yīng)原料：石蠟、氧化鋁（或分子篩） （2）原理：CnH2n+2 Cn1H2n1 + Cn2H2n2 +2 （3）反應(yīng)裝置： 【深度講解】 ⑴ 氧化鋁或分子篩的作用：催化劑。 ⑵ 裝置Ⅱ中冷水的作用：冷凝裂化氣。 ⑶ 裝置Ⅱ中小試管中收集到的液體的成分有烷烴和烯烴。 ⑷ 裝置Ⅲ中小試管中的現(xiàn)象是酸性KmnO4溶液褪色。 【知識(shí)梳理】 1. 反應(yīng)原料：原油 2. 反應(yīng)原理：利用加熱和冷凝（蒸餾），把石油分成不同沸點(diǎn)范圍的餾分。 3. 反應(yīng)裝置：蒸餾燒瓶、酒精燈、溫度計(jì)、冷凝器（冷凝管）、錐形瓶等。 【深度講解】 ⑴ 溫度計(jì)水銀球（或液泡）應(yīng)位于蒸餾燒瓶支管口略低處，測(cè)定的是餾分蒸氣的溫度。 ⑵ 冷凝器中冷凝水的流向與氣流反向相反，應(yīng)從下口入水上口出水。 ⑶ 為防止爆沸，反應(yīng)混合液中需加入少量碎瓷片。 1．（2016天津）下列選用的儀器和藥品能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? ) A B C D 制乙炔的發(fā)生裝置 蒸餾時(shí)的接收裝置 除去SO2中的少量HCl 準(zhǔn)確量取一定體積K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液 2．（2015重慶）下列實(shí)驗(yàn)中，所使用的裝置(夾持裝置略)、試劑和操作方法都正確的是（ ） 3．（2015四川）下列操作或裝置能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵? ） 4．（2014北京）用右圖裝置（夾持、加熱裝置已略）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，由②中現(xiàn)象，不能證實(shí)①中反應(yīng)發(fā)生的是（ ） ①中實(shí)驗(yàn) ②中現(xiàn)象 A 鐵粉與水蒸氣加熱 肥皂水冒泡 B 加熱NH4Cl和Ca（OH）2混合物 酚酞溶液變紅 C NaHCO3固體受熱分解 澄清石灰水變渾濁 D 石蠟油在碎瓷片上受熱分解 Br2的CCl4溶液褪色 5. 實(shí)驗(yàn)室制備1，2-二溴乙烷的反應(yīng)原理如下： 可能存在的主要副反應(yīng)有：乙醇在濃硫酸的存在下在l40℃脫水生成乙醚。 用少量的溴和足量的乙醇制備1,2—二溴乙烷的裝置如下圖所示： 有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下： 乙醇 1,2-二溴乙烷 乙醚 狀態(tài) 無(wú)色液體 無(wú)色液體 無(wú)色液體 密度／g cm-3 0.79 2.2 0.71 沸點(diǎn)／℃ 78.5 132 34.6 熔點(diǎn)／℃ 一l30 9 -1l6 回答下列問(wèn)題： (1) 在此制各實(shí)驗(yàn)中，要盡可能迅速地把反應(yīng)溫度提高到170℃左右，其最主要目的是 ；(填正確選項(xiàng)前的字母) a.引發(fā)反應(yīng) b.加快反應(yīng)速度 c.防止乙醇揮發(fā) d.減少副產(chǎn)物乙醚生成 (2) 在裝置C中應(yīng)加入 ，其目的是吸收反應(yīng)中可能生成的酸性氣體：(填正確選項(xiàng)前的字母) a．水 b．濃硫酸 c．氫氧化鈉溶液 d．飽和碳酸氫鈉溶液 (3) 判斷該制各反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束的最簡(jiǎn)單方法是 ； (4) 將1，2-二溴乙烷粗產(chǎn)品置于分液漏斗中加水，振蕩后靜置，產(chǎn)物應(yīng)在 層(填“上”、“下”)； (5) 若產(chǎn)物中有少量未反應(yīng)的Br2，最好用 洗滌除去；(填正確選項(xiàng)前的字母) a．水 b．氫氧化鈉溶液 c．碘化鈉溶液 d．乙醇 (6) 若產(chǎn)物中有少量副產(chǎn)物乙醚．可用 的方法除去； (7) 反應(yīng)過(guò)程中應(yīng)用冷水冷卻裝置D，其主要目的是 但又不能過(guò)度冷卻(如用冰水)，其原因是 6. 有學(xué)生用五氧化二磷作為乙醇脫水制乙烯的催化劑，進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。按右表所示的量和反應(yīng)條件在三頸瓶中加入一定量P2O5，并注入95%的乙醇，并加熱，觀察現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn) P2O5 95%乙醇量 加熱方式 實(shí)驗(yàn)1 2g 4mL 酒精燈 實(shí)驗(yàn)2 2g 4mL 水浴70℃ 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： 實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 三頸瓶 收集瓶 試管 實(shí)驗(yàn)1 酒精加入時(shí)，立刻放出大量的白霧，開始有氣泡產(chǎn)生，當(dāng)用酒精燈加熱時(shí)，氣泡加快生成并沸騰，生成粘稠狀液體。 有無(wú)色液體 溶液褪色 實(shí)驗(yàn)2 酒精加入時(shí)，有少量白霧生成，當(dāng)用水浴加熱時(shí)，不產(chǎn)生氣泡，反應(yīng)一個(gè)小時(shí)，反應(yīng)瓶?jī)?nèi)生成粘稠狀液體 有無(wú)色液體 溶液不褪色 根據(jù)上述資料，完成下列填空。 （1）寫出乙醇制乙烯的化學(xué)方程式 。 （2）上圖裝置中冷凝管的作用是___________，進(jìn)水口為（填“a”或“b”）______，濃硫酸的作用是 。 （3）實(shí)驗(yàn)1使溴的四氯化碳溶液褪色的物質(zhì)是___________。 （4）實(shí)驗(yàn)2中，水浴加熱所需儀器有 、 （加熱、夾持儀器、石棉網(wǎng)除外）。 （5）三頸瓶、收集瓶中的液體經(jīng)檢驗(yàn)為磷酸三乙酯，寫出三頸瓶中生成磷酸的化學(xué)方程式 _____________________，P2O5在實(shí)驗(yàn)1中的作用是______________________ 。 （6）根據(jù)實(shí)驗(yàn)1、2可以推斷： ①以P2O5作為催化劑獲得乙烯的反應(yīng)條件是____________ ②P2O5與95%乙醇在加熱條件下可以發(fā)生的有機(jī)反應(yīng)的類型是________反應(yīng)。 7. 在實(shí)驗(yàn)室里用乙醇和濃硫酸反應(yīng)生成乙烯，再用溴與乙烯反應(yīng)生成1,2－二溴乙烷，可能存在的主要副反應(yīng)有：乙醇在濃硫酸的存在下在140℃脫水生成乙醚。有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下： 乙醇 1,2二溴乙烷 乙醚 狀態(tài) 無(wú)色液體 無(wú)色液體 無(wú)色液體 密度/gcm－3 0.79 2.2 0.71 沸點(diǎn)/℃ 78.5 132 34.6 熔點(diǎn)/℃ －130 9 －116 （1）用下列儀器制備1,2－二溴乙烷。如果氣體流向?yàn)閺淖蟮接?，則正確的連接順序是（短接口或橡皮管均已略去）：　　　經(jīng)A（1）插入A中，　　接A（2），A（3）接　　接　　接　　接　?。ㄌ畲髮懽帜复?hào)）。 （2）溫度計(jì)水銀球的正確位置是　　　　　　　　。 a、支管口處 b、液面上方　　　　　　c、液面以下 （3）判斷該制備反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束的最簡(jiǎn)單方法是　　　　　?。? （4）將1,2－二溴乙烷粗產(chǎn)品置于分液漏斗中水，振蕩后靜置，產(chǎn)物應(yīng)在　　　　層（填“上”、“下”）； （5）若產(chǎn)物中有少量未反應(yīng)的Br2，最好用　　　洗滌除去；（填正確選項(xiàng)前的字母） a、水　　　b、氫氧化鈉溶液　　　c、碘化鈉溶液　　　　d、乙醇 （6）若產(chǎn)物中有少量副產(chǎn)物乙醚，可用　　　　　的方法除去； （7）反應(yīng)過(guò)程中應(yīng)用冷水冷卻裝置E，其主要目的是　　　　　　　　　；但又不能過(guò)度冷卻（如用冰水），其原因是　　　　　　　　　　　　。 8. 下面是實(shí)驗(yàn)室制乙烯并檢驗(yàn)其性質(zhì)的裝置圖，請(qǐng)回答： （1）寫出圓底燒瓶中反應(yīng)的方程式 ，反應(yīng)類型_______________； （2）燒瓶中混合液逐漸變黑，并產(chǎn)生某些無(wú)機(jī)雜質(zhì)氣體，寫出產(chǎn)生雜質(zhì)氣體的化學(xué)方程 式： ； （3）為了檢驗(yàn)乙烯的生成，試管中應(yīng)盛放 ，現(xiàn)象為 ； （4）洗瓶中盛放的試劑為 ，作用________________________ ________。 1. 【答案】C 【解析】A.因電石與水反應(yīng)很劇烈，應(yīng)選用分液漏斗，以便控制水的流速，錯(cuò)誤；B.接收餾分的錐形瓶構(gòu)成了密封環(huán)境，會(huì)因氣壓過(guò)大而造成安全事故，錯(cuò)誤；C.氯化氫能夠與飽和亞硫酸氫鈉反應(yīng)，被吸收，二氧化硫不反應(yīng)，正確；D. 量取一定體積K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)該選用酸式滴定管，堿式滴定管下端的乳膠管能夠被腐蝕，錯(cuò)誤；故選C。 2. 【答案】A 3. 【答案】C 【解析】A、視線應(yīng)平視，俯視使?jié)舛绕?；B、氯氣要和飽和碳酸氫鈉反應(yīng)，應(yīng)用飽和食鹽水；D、電石產(chǎn)生的氣體中混有H2S等雜質(zhì)氣體也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。選C。 4. 【答案】A 【解析】A、肥皂水冒泡，只能說(shuō)明有氣體在右側(cè)試管內(nèi)產(chǎn)生，在初始加熱時(shí)，排出的空氣也會(huì)使肥皂水冒泡，故不能證明鐵粉與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，證明產(chǎn)生氫氣現(xiàn)象應(yīng)為生成大量氣泡并上浮，點(diǎn)燃有爆鳴聲；B、加熱氯化銨和氫氧化鈣混合物，通入酚酞溶液變紅，說(shuō)明有堿性氣體產(chǎn)生，能證實(shí)反應(yīng)發(fā)生，故不選；C、碳酸氫鈉受熱，產(chǎn)生的氣體使澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明碳酸氫鈉受熱分解產(chǎn)生了使澄清石灰水變渾濁的物質(zhì)二氧化碳，能證實(shí)反應(yīng)發(fā)生，故不選；D、石蠟油主要成分是18個(gè)碳以上的烷烴，其蒸氣不能使溴的四氯化碳溶液褪色，在碎瓷片上受熱后，產(chǎn)生的氣體能使溴的四氯化碳溶液褪色，說(shuō)明有含不飽和鍵的新物質(zhì)生成，能證明發(fā)生了反應(yīng)，故不選；答案為A。 5. 【答案】⑴ d ⑵ c ⑶溴的顏色完全褪去⑷ 下 ⑸ b ⑹ 蒸餾 ⑺ 避免溴大量揮發(fā)；產(chǎn)品1，2—二溴乙烷的熔點(diǎn)（凝固點(diǎn)）低，過(guò)度冷卻會(huì)凝固而堵塞導(dǎo)管。 【解析】 ⑴ 因乙醇在濃硫酸的存在下在140℃脫水生成乙醚，故迅速地把反應(yīng)溫度提高到170℃左右的原因，是減少副產(chǎn)物乙醚的生成。 ⑵ 因裝置C的目的是吸收反應(yīng)中可能生成的酸性氣體，故應(yīng)選堿性的NaOH溶液。 ⑶ 是用少量的溴和足量的乙醇制備1，2—二溴乙烷，反應(yīng)結(jié)束時(shí)溴已經(jīng)反應(yīng)完，明顯的現(xiàn)象是溴的顏色褪去。 ⑷ 由表中數(shù)據(jù)可知，1，2—二溴乙烷的密度大于水，因而在下層。 ⑸ 溴能與NaOH溶液反應(yīng)，故可用NaOH溶液洗滌；雖然也能與碘化鈉溶液反應(yīng)，但生成的I2也溶于1，2—二溴乙烷。 ⑹ 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，乙醚沸點(diǎn)低，可通過(guò)蒸餾除去（不能用蒸發(fā)，乙醚不能散發(fā)到空氣中）。 ⑺ 溴易揮發(fā)，冷水可減少揮發(fā)。但如果用冰水冷卻會(huì)使產(chǎn)品凝固而堵塞導(dǎo)管。 6.【答案】（1）。 （2） 冷凝導(dǎo)氣 ， b ， 除水（干燥） 。 （3） 乙烯 。 （4） 大燒杯、溫度計(jì) 。 （5），反應(yīng)物和催化劑 （6）較高溫度下或直接加熱 酯化反應(yīng) 【解析】試題分析：（1）根據(jù)題中所給出的反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件，方程式為 。 （2）冷凝管的作用是冷凝導(dǎo)氣。進(jìn)出口為下進(jìn)上出，故進(jìn)水口為b。濃硫酸的作用是除水。 （3）使溴的四氯化碳溶液褪色的物質(zhì)是制備出來(lái)的乙烯。 （4）水浴加熱所需儀器有大燒杯、溫度計(jì)。 （5）根據(jù)題中信息分析，三頸瓶中生成磷酸的化學(xué)方程式為。 （6）① 以P2O5作為催化劑獲得乙烯的反應(yīng)條件是較高溫度下或直接加熱。 ② P2O5與95%乙醇在加熱條件下可以發(fā)生的有機(jī)反應(yīng)的類型是酯化反應(yīng)。 7.【答案】（1）B　D　C　F　E　G　　　　 （2）c （3）溴的顏色完全褪去 （4）下 （5）b （6）蒸餾 （7）避免溴大量揮發(fā)　　 產(chǎn)品1,2二溴乙烷的熔點(diǎn)（凝固點(diǎn)）低，過(guò)度冷卻會(huì)凝固而堵塞導(dǎo)管。 考點(diǎn)：乙烯的制備及反應(yīng) 8.【答案】（1）CH3CH2OH CH2=CH2↑ +H2O 消去反應(yīng) （2） C + 2H2SO4(濃) CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O （3）高錳酸鉀溶液（或溴的四氯化碳溶液） 溶液褪色 （4）氫氧化鈉溶液 吸收SO2 CO2