乙烯的實驗室制法

乙烯的實驗室制法

1.藥品:

乙醇

濃硫酸2.裝置：圓底燒瓶、溫度計、鐵架臺、水槽、集氣瓶、雙孔橡皮塞、酒精燈、導管3．步驟：（1）檢驗氣密性。在燒瓶里注入乙醇和濃硫酸（體積比1:3）的混合液約20mL(配置此混合液應在冷卻和攪拌下將15mL濃硫酸滿滿倒入5mL酒精中)，并放入幾片碎瓷片。（溫度計的水銀球要伸入液面以下）（2）加熱，使溫度迅速升到170℃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，觀察現象。（5）先撤導管，后熄燈。4.反應原理：（分子內的脫水反應）5.收集氣體方法：排水集氣法（密度與空氣相近）6．現象：溶液變黑；氣體使溴水及酸性高錳酸鉀溶液褪色。7.注意點：（1）乙醇和濃硫酸體積比為什么是1:3？

答：濃硫酸是強氧化劑，在此反應中氧化乙醇，如果濃硫酸的量少就會很快變?yōu)橄×蛩岫_不到實驗效果。（2）濃硫酸在反應中的作用？答：①催化劑

②脫水劑（③吸水劑）（3）為什么要迅速升溫到170℃答：如果低于170℃如：分子之間的脫水反應（4）為什么要加入碎瓷片？答：防止溶液暴沸。（5）為什么反應過程中溶液逐漸變黑？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

（二氧化硫使溴水及酸性高錳酸鉀溶液方程式）

實驗室制取乙烯的幾個為什么河北省宣化縣第一中學欒春武

一、為什么溫度計必須插入液面下？實驗室制取乙烯的反應原理：CH3－CH2－OHCH2＝CH2↑＋H2O，溫度要迅速上升到170℃，防止140℃時生成副產物乙醚，因為：CH3－CH2－OH＋HO－CH2－CH3CH3－CH2－O－CH2－CH3＋H2O。

該反應屬于“液體＋液體生成氣體型”反應，兩種液體混合后，裝于圓底燒瓶中，加熱要用到酒精燈，只有當溫度計插入液面下，但不能接觸瓶底，才能準確測出反應時反應液的溫度，避免副反應的發(fā)生，確保產物的純度。（3）溫度要迅速上升至170℃，防止在140℃時生成副產物乙醚。此反應屬于取代反應而非消去反應。（4）制乙烯時反應溶液變黑的原因是乙醇與濃H2SO4發(fā)生了氧化還原反應：C2H5OH+2H2SO4（濃）→2C+2SO2↑+5H2O

[反應條件：加熱]C+2H2SO4（濃）→CO2↑+2SO2↑+2H2O[反應條件：加熱]所以，實驗室制取的乙烯中還可能混有CO2、SO2等雜質氣體。乙烯的制備可以用鹵代烷脫鹵化氫和乙醇脫水的方法制取。實驗室制取乙烯通常采用95%的乙醇和濃硫酸（體積比為1∶3），混合后在碎瓷片的存在下迅速加熱到160℃～180℃制得。

1．實驗室為什么不采用氯乙烷脫氯化氫進行制備；

2．實驗室用乙醇濃硫酸法制取乙烯中濃硫酸的作用是什么？

3．列舉實驗室用乙醇濃硫酸法制取乙烯的不足之處；

4．有人建議用濃磷酸代替濃硫酸與乙醇反應，結果發(fā)現按醇酸體積比為（1∶3）進行反應時，反應混合物在110℃已經沸騰，溫度升到250℃以上仍沒有乙烯產生。答案：1.氯乙烷沸點低，蒸汽有毒，應盡量防止吸入。2.催化劑和脫水機的作用3.產生乙烯的溫度難控制，副反應多，產生的乙烯純度低，產率低，耗時長且實驗效果不理想，4.（1）磷酸中含水較多，乙醇沸點較低，整個反應混合物揮發(fā)性較強有關。（2）加入適量五氧化二磷固體。[參考資料]實驗室新法制取乙烯一、實驗步驟取一支大試管，加入1g五氧化二磷（粉末或已吸水呈粘稠狀的都可以），沿試管內壁慢慢地加入約5mL乙醇，再往試管加入幾粒碎玻片，用帶導管的膠塞塞緊試管口。把試管固定在鐵架臺上，用酒精燈給反應混合物加熱，片刻后，就產生大量乙烯氣體。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。點燃產生的氣體。能平穩(wěn)燃燒，火焰高達8cm。二、五氧化二磷的作用五氧化二磷吸水后，生成磷酸作催化劑?；瘜W方程式為：三、討論1．用H3PO4作催化劑乙醇脫水制乙烯，反應溫度要求不高2．產生乙烯氣體多，點燃能平穩(wěn)燃燒。3．可以避免部分乙醇被炭化變黑。用乙醇和濃硫酸制取乙烯實驗的不足之處：1.產生乙烯的溫度難控制用95%乙醇和濃硫酸制取乙烯時，只有溫度在170時才有乙烯產生，實際上，若控制反應溫度在170-174的范圍內反應產生氣體的速度較慢，難于在幾分鐘之內收集一瓶乙烯和做乙烯的其他性質實驗。若要比較快地得到較多的乙烯氣體，則溫度要達到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180，這樣會發(fā)生嚴重的炭化現象使炭渣附于瓶壁難以清洗。2.副反應多，產生的乙烯純度低，產率低。。濃硫酸比熱高，難以在短時間內迅速升溫到170，在140時發(fā)生副反應產生乙醚，濃硫酸具有強氧化性伴隨乙醇的炭化產生大量的SO2,CO2,H2O，SO2的產生不僅影響乙烯的純度，干擾乙烯的性質實驗，而且還污染環(huán)境，有礙健康。3.實驗耗時長而且實驗效果不夠理想。如果加熱溫度超過180，濃硫酸氧化有機物產生的SO2干擾乙烯的性質實驗，到實驗后期產生乙烯氣量不多，導致火焰小，不明亮，看不到明顯的黑煙，并且氣流不穩(wěn)定，容易產生倒吸，反應時間過長，一般從加熱混合液到性質實驗需要花13分鐘。實驗的改進意見：濃磷酸作催化劑，五氧化二磷作脫水劑進行乙烯的制備。此反應的優(yōu)點是1.反應溫度寬（125-160），只要在125以上便開始產生乙烯，只有輕微的炭化，提高了乙醇的利用率，實驗儀器易于清洗無污染，無難聞的氣體。2.副反應少演示效果好3.此方法產生的乙烯純度高，不含乙醚，二氧化硫，二氧化碳，自始至終保持乙烯平穩(wěn)產生。不引起倒吸。乙烯的生成量大，火焰長達16厘米，保持1分鐘所以演示效果好3.實驗耗時短，節(jié)省時間實驗室制取乙烯后剩余藥品的處理？因為有濃硫酸，在不同的資料有不同的答案，大致有這兩個。

1.倒入空的廢液缸。

2.倒入盛有水的塑料桶中。乙烯的實驗室制法

實驗室一般是在加熱條件下，用濃硫酸使乙醇脫水制取。其中濃硫酸起脫水劑和催化劑作用。在約140℃時，乙醇脫水生成乙醚(C2H5)2O；在約170℃時，生成乙烯。

CH3CH2OH=C2H4+H2O

這是在有機化學反應中，反應物相同，反應條件不同而生成物不同的典型例之一。實驗裝置如圖。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，由于發(fā)生化學作用而放大量熱，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，須把溫度計的水銀球浸入混合液中。加熱時，要使混合液的溫度迅速越過140℃溫度區(qū)，這樣，可以減少副產物乙醚的生成?；旌弦旱臏囟冗_到170℃時，即有乙烯產生。在加熱過程中，混合液的顏色會逐漸變棕色以至棕黑色。這是由于乙醇部分發(fā)生碳化的結果。在170℃時，生成的氣體并非純凈的乙烯，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)生脫水反應外，還會使乙醇(或其它生成物)發(fā)生氧化反應，濃硫酸還原產生SO2。要獲得較純凈的乙烯，可以把由燒瓶出來的氣體先經10％NaOH溶液洗氣，然后再收集。乙烯難熔于水，應該用排水法收集。收滿乙烯的集氣瓶，蓋好毛玻璃片后倒放在實驗桌上。停止加熱時，要先把導管從水槽里撤出，防止因燒瓶冷卻使水倒吸。實驗后，應待燒瓶里的殘粥狀黑色混合物以及溫度計冷卻后再清洗。為什么兩者體積比為1:3？1：3是一個經驗值，就是科學家在實驗室從1:1.00001開始試到1:5.99999發(fā)現1:3附近的時候效果最好。濃硫酸是可以使乙醇碳化的，所以在實驗的時候會發(fā)生副反應（脫水），溶液會變棕，然后變黑。所以矛盾就在這兒，如果濃硫酸的比例太小，使乙醇消去水的性質不明顯（已經被乙醇稀釋了），但是如果濃硫酸太多的時候，就會發(fā)生碳化，因此在反復試驗之后，就有了1:3這個比例。注意事項如下：①燒瓶、導氣管等儀器，要在加入藥品之前先檢驗其氣密性，氣密性合格的儀器才能使用。②實驗中所用的藥品之一是濃硫酸，其作用是酒精分解的催化劑和脫水劑，為了保證有足夠的脫水性，硫酸要用98%的濃硫酸，酒精要用無水酒精，濃硫酸和無水酒精的體積比以為宜。③將濃硫酸與無水酒精混合時，要遵循濃硫酸稀釋的原理，按濃硫酸溶于水的操作方法混合無水酒精和濃硫酸，即將濃硫酸沿容器內壁慢慢倒入已盛在容器內的無水酒精中，并用玻璃棒不斷攪拌無水酒精和濃硫酸的混合物。不規(guī)范的操作或錯誤的操作，都可能導致熱的、有強腐蝕性的液體飛濺，釀成人被灼傷等不良事故。④由于反應物都是液體而無固體，所以要向燒瓶中加入碎瓷片，以防液體受熱時劇烈跳動。⑤燒瓶的耐熱性較差，直接接觸火焰