Question

14．某學(xué)習(xí)小組探究溴乙烷的消去反應(yīng)并驗(yàn)證產(chǎn)物．
實(shí)驗(yàn)原理：CH₃CH₂Br+NaOH $→_{△}^{醇}$CH₂=CH₂↑+NaBr+H₂O
實(shí)驗(yàn)過程：組裝如圖所示裝置，檢查裝置氣密性，向燒瓶中注入10mL溴乙烷和15mL飽和氫氧化鈉乙醇溶液，微熱，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．一段時(shí)間后，觀察到酸性KMnO₄溶液顏色褪去．
（1）甲同學(xué)認(rèn)為酸性KMnO₄溶液顏色褪去說明溴乙烷發(fā)生了消去反應(yīng)，生成了乙烯；而乙同學(xué)卻認(rèn)為甲同學(xué)的說法不嚴(yán)謹(jǐn)，請(qǐng)說明原因：乙醇易揮發(fā)，揮發(fā)出來的乙醇也可以使酸性KMnO₄溶液褪色；改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置后，再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，卻又發(fā)現(xiàn)小試管中溶液顏色褪色不明顯．該小組再次查閱資料，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)．
資料一：溴乙烷于55℃時(shí)，在飽和氫氧化鈉的乙醇溶液中發(fā)生取代反應(yīng)的產(chǎn)物的百分比為99%，而消去反應(yīng)產(chǎn)物僅為1%．
資料二：溴乙烷發(fā)生消去反應(yīng)比較適宜的反應(yīng)溫度為90℃～110℃，在該范圍，溫度越高，產(chǎn)生乙烯的速率越快．
資料三：溴乙烷的沸點(diǎn)：38.2℃．
（2）結(jié)合資料一、二可知，丙同學(xué)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置后，溶液顏色褪色不明顯的原因可能是反應(yīng)溫度較低，此時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₃CH₂Br+NaOH$→_{△}^{H_{2}O}$CH₃CH₂OH+NaBr．
（3）結(jié)合資料二、三，你認(rèn)為還應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)裝置中增加的兩種儀器是①冷凝管（或者用較長的導(dǎo)氣管） ②量程為200℃溫度計(jì)．

Answer 1

分析 （1）從反應(yīng)裝置出來的氣體除了生成的乙烯外還有揮發(fā)出來的乙醇，所以使酸性KMnO₄溶液顏色褪去不一定是產(chǎn)生的乙烯在作用；
（2）根據(jù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置后，溶液顏色褪色不明顯，說明生成的乙烯量很少，結(jié)合資料一：溴乙烷于55℃時(shí)，在飽和氫氧化鈉的乙醇溶液中發(fā)生取代反應(yīng)的產(chǎn)物的百分比為99%，而消去反應(yīng)產(chǎn)物僅為1%不難分析原因；
（3）根據(jù)資料二：溴乙烷發(fā)生消去反應(yīng)比較適宜的反應(yīng)溫度為90℃～110℃，在該范圍，溫度越高，產(chǎn)生乙烯的速率越快，說明要產(chǎn)生乙烯要控制溫度在90℃～110℃，所以需要一個(gè)量程為200℃溫度計(jì)，再根據(jù)資料三：溴乙烷的沸點(diǎn)：38.2℃，所以在制得的乙烯中會(huì)含有溴乙烷氣體的雜質(zhì)，需要冷凝除去，所以需要冷凝管．

解答 解：（1）因?yàn)橐掖季哂袚]發(fā)性，所以從反應(yīng)裝置出來的氣體除了生成的乙烯外還有揮發(fā)出來的乙醇，乙烯和乙醇都可以使酸性KMnO₄溶液顏色褪去，故不一定是產(chǎn)生的乙烯，
故答案為：乙醇易揮發(fā)，揮發(fā)出來的乙醇也可以使酸性KMnO₄溶液褪色；
（2）根據(jù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置后，溶液顏色褪色不明顯，說明生成的乙烯量很少，結(jié)合資料一：溴乙烷于55℃時(shí)，在飽和氫氧化鈉的乙醇溶液中發(fā)生取代反應(yīng)的產(chǎn)物的百分比為99%，而消去反應(yīng)產(chǎn)物僅為1%，所以應(yīng)該是反應(yīng)溫度較低主要發(fā)生了取代反應(yīng)，方程式為：CH₃CH₂Br+NaOH$→_{△}^{H_{2}O}$CH₃CH₂OH+NaBr，
故答案為：反應(yīng)溫度較低；CH₃CH₂Br+NaOH$→_{△}^{H_{2}O}$CH₃CH₂OH+NaBr；
（3）根據(jù)資料二：溴乙烷發(fā)生消去反應(yīng)比較適宜的反應(yīng)溫度為90℃～110℃，在該范圍，溫度越高，產(chǎn)生乙烯的速率越快，說明要產(chǎn)生乙烯要控制溫度在90℃～110℃，所以需要一個(gè)量程為200℃溫度計(jì)，再根據(jù)資料三：溴乙烷的沸點(diǎn)：38.2℃，所以在制得的乙烯中會(huì)含有溴乙烷氣體的雜質(zhì)，需要冷凝除去，所以需要冷凝管，
故答案為：冷凝管（或者用較長的導(dǎo)氣管），量程為200℃溫度計(jì)．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查探究溴乙烷的消去反應(yīng)的條件并驗(yàn)證產(chǎn)物，關(guān)鍵培養(yǎng)學(xué)生提取信息的能力，并利用好這些信息來設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)，難度中等．