Question

【題目】乙烯是世界上產量最大的化學產品之一，乙烯工業是石油化工產業的核心，乙烯產品占石化產品的75%以上，在國民經濟中占有重要的地位。有如下兩個實驗都能用來制備乙烯請根據要求回答問題。

Ⅰ.已知使用活性較低的林德拉催化劑[Pd/(PdO、CaCO3)]，可使炔烴的氫化停留在生成烯烴的階段，而不再進一步氫化成烷烴。現有一課外活動興趣小組擬由乙炔制得乙烯，并測定乙炔氫化的轉化率。若用含0.02mol CaC2的電石和1.600g含雜質18.75 %的鋅粒(雜質不與酸反應)分別與足量的X和稀硫酸反應，當反應完全后，測得G中收集到的水VmL(收集到的氣體已經轉化為標準狀況下的體積)。

(1)試劑X為：_____。

(2)寫出A中所發生反應的化學方程式(有機物寫結構簡式)：_____。

(3)所用裝置的連接順序是_____(填各接口的字母)。

(4)若V=672mL(導管內氣體體積忽略不計)，則乙炔氫化的轉化率為_____。

Ⅱ.實驗室可用酒精、濃硫酸作試劑來制取乙烯，但實驗表明，還有許多副反應發生，如反應中會生成 SO2、CO2、水蒸氣等無機物。某研究性學習小組用下圖所示的裝置制備純凈的乙烯并探究乙烯與單質溴能否反應及反應類型。

(1)為實現上述實驗目的，裝置的連接順序為 F→_____→_____→_____→_____→D。(各裝置限用一次)，B裝置的作用是_____。

(2)當C中觀察到_____時，表明單質溴能與乙烯反應；若D中_______，表明C中發生的是取代反應；若D沒有出現前面所描述的現象時，表明C中發生的是_____反應，則D裝置中溶液的作用_____。

Answer 1

【答案】飽和食鹽水 CaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca(OH)2 a、e、d、f、g、b、c、h(f、g可調換) 50% A B E C 檢驗SO2、CO2是否除盡； 溴水褪色 出現淺黃色沉淀 加成 驗證乙烯與溴發生的反應類型

【解析】

Ⅰ由乙炔氫化制得乙烯，并測定乙炔氫化的轉化率，由實驗裝置可知，X為飽和食鹽水，A中制備乙炔，B中制備氫氣，D中NaClO可除去硫化氫等雜質，E中干燥氣體，在C中乙炔與氫氣發生加成反應，最后FG排水法測定氣體的體積，以此來解答；

Ⅱ實驗室可用酒精、濃硫酸作試劑來制取乙烯，但實驗表明，還有許多副反應發生，如反應中會生成SO2、CO2、水蒸氣等無機物。為得到純凈的乙烯，應用NaOH溶液除去SO2、CO2，(并用石灰水檢驗是否除盡)，然后用濃硫酸干燥；乙烯與單質溴之間可能發生加成反應，也可能發生取代反應，若是取代反應，則會有HBr生成，HBr與AgNO3溶液反應會產生淺黃色沉淀，據此分析解答。

Ⅰ(1)根據分析，裝置A用電石和水反應來制備乙炔，為減慢A中的反應速率，X應選用飽和食鹽水；

(2)根據(1)中分析，裝置A用電石和水反應來制備乙炔，A 中所發生反應的化學方程式CaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca(OH)2；

(3)由上述分析可知，裝置順序為A→B→D→E→C→F→G，連接順序是a、e、d、f、g、b、c、h(f、g可調換)；

(4)根據反應CaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca(OH)2，0.020molCaC2的電石與水反應生成0.020molHC≡CH，Zn與硫酸反應的反應方程式為Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，生成氫氣的物質的量與參與反應的鋅的物質的量相等，為=0.02mol，V=672mL，即剩余氣體的物質的量為=0.03mol，設轉化的乙炔為x，由HC≡CH+H2CH2=CH2可知，(0.02x)+(0.02x)+x=0.03，解得x=0.01，則乙炔氫化的轉化率為×100%=50%；

Ⅱ(1)為得到純凈的乙烯，應用NaOH溶液除去SO2、CO2，(并用石灰水檢驗是否除盡)，然后用濃硫酸干燥；乙烯與單質溴之間可能發生加成反應，也可能發生取代反應，若是取代反應，則會有HBr生成，HBr與AgNO3溶液反應會產生淺黃色沉淀，所以裝置連接順序為：F→A→B→E→C→D；用NaOH溶液除去SO2、CO2，B中的澄清石灰石水用于檢驗SO2、CO2是否除盡；

(2)當C中觀察到溴水褪色時，表明單質溴能與乙烯反應；若D中硝酸銀溶液中出現淺黃色沉淀時，表明D中生成了溴化銀沉淀，則C中發生的是取代反應；若D沒有出現前面所描述的現象時，說明D溶液中無溴離子，則C中發生的是加成反應；D的作用是驗證乙烯與溴發生的反應類型。