乙烯的实验室制法

1、乙烯的实验室制法1. 药品 : 乙醇 浓硫酸2. 装置：圆底烧瓶、温度计、铁架台、水槽、 集气瓶、双孔橡皮塞、酒精灯、导管3步骤：(1) 检验气密性。在烧瓶里注入乙醇和浓硫酸(体积比1:3)的混合液约20mL (配置此混合液应在冷却和搅拌下将 15mL 浓硫酸满满倒入 5mL 酒精 中)，并放入几片碎瓷片。 (温度计的水银球要伸 入液面以下)(2) 加热，使温度迅速升到 170 C,酒精便脱水变成乙烯。(3) 用排水集气法收集乙烯。( 4)再将气体分别通入溴水及酸性高锰酸钾溶液， 观察现象。( 5 )先撤导管，后熄灯。4. 反应原理：(分子内的脱水反应)5. 收集气体方法：排水集气法(密度与空

2、气相近) 6现象：溶液变黑；气体使溴水及酸性高锰酸钾溶液褪色。7.注意点：( 1 )乙醇和浓硫酸体积比为什么是1:3？答：浓硫酸是强氧化剂， 在此反应中氧化乙醇， 如果浓硫酸的量少就会很快变为稀硫酸而达 不到实验效果。(2) 浓硫酸在反应中的作用？答：催化剂 脱水剂 (吸水剂)(3) 为什么要迅速升温到 170 C?答：如果低于170 C会有很多的副反应发生。 如：分子之间的脱水反应( 4)为什么要加入碎瓷片?答：防止溶液暴沸。( 5)为什么反应过程中溶液逐渐变黑?答：(乙醇+浓硫酸 )(c+浓硫酸)( 6)怎样证明生成气体乙烯中混有二氧化硫气体?怎样除去二氧化硫气体?答：证明用品红溶液除去用

3、 NaOH 溶液 +品红溶液(二氧化硫使溴水及酸性高锰酸钾溶液方程式)实验室制取乙烯的几个为什么河北省宣化县第一中学 栾春武 一、为什么温度计必须插入液面下？ 实验室制取乙烯的反应原理：CH3 CH2 0HCH2= CH2f + H20，温度要迅速上升到 170 C,防止140 C时生成副产物乙 醚，因为：CH3 CH2 0HH0 CH2 CH3CH3 CH2 0 CH2 CH3H20。该反应属于“液体液体生成气体型”反应，两种液体混合后，装于圆底烧瓶中，加热要用 到酒精灯，只有当温度计插入液面下， 但不能接触瓶底， 才能准确测出反应时反应液的温度， 避免副反应的发生，确保产物的纯度。二、为什

4、么在圆底烧瓶中要加少量碎瓷片？因为反应液的温度较高， 被加热的又是两种液体， 所以加热时容易产生暴沸而造成危险， 在 反应混合液中加一些碎瓷片是为了防止暴沸，避免意外。三、为什么收集乙烯用的是排水集气法？因为乙烯的密度和空气的密度相接近，而且乙烯又难溶于水，故采用该方法。四、为什么浓硫酸与乙醇的体积比按3:1 混合？因为浓 H2S04 在该反应中除了起催化作用外，还起脱水作用，保持其过量的原因主要是为 了使浓H2SO4保持较高的浓度，促使反应向正反应方向进行。五、为什么制取乙烯时反应液会变黑，还会有刺激性气味产生？因为在该反应中还伴随有乙醇与浓硫酸发生的氧化还原反应：C2H5OH + 2H2S

5、O4浓）2C+ 2SO2T + 2H2O ;C + 2H2SO4（浓）CO2T + 2SO2T + 2H2O,由于有C、SO2的生成，故反应液变黑，还有刺 激性气味产生。例题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C和SO2。某同学设计下列实验以确定上述气体中含有C2H4和SO2。（1）试解释装置I中反应液变黑的原因： 。并写出装置I中发生反应的化学方程式 。（2）n、川、w、v装置可盛放的试剂是：n 、川、”、v（请将下列有关试剂的序号填入空格内 ）。A.品红溶液 B. NaOH溶液C. 浓 H2SO4 D. 酸性 KMnO4 溶液3）能说明 SO2 气体存在的现象是

6、（4）使用装置川的目的是 （5 ）使用装置的目的是 6 ）确定含有乙烯的现象是 解析：因为在装置I中还伴随有乙醇与浓硫酸发生的氧化还原反应，装置I中发生的化学反应方程式有：C2H5 0HCH2= CH2f + H20, C2H5OH+ 2H2SO4浓）2C+ 2SO2f + 2H2O;C + 2H2SO4浓）CO2T + 2SO2T + 2H2O ,C2H4和SO2都能使溴水和酸性 KMnO4溶液褪色， 但乙烯不能与 NaOH溶液反应，也不与品红溶液作用，利用NaOH溶液来除去SO2,用品红溶液是否褪色来检验 SO2是否除尽。除尽SO2后，才能用酸性KMnO4溶液来验证乙烯的存 在。答案：（1

7、）见解析 （2） ABAD （ 3）装置H中品红溶液褪色（4）除去SO2气体，以免干扰乙烯的检验（5）检验SO2是否除尽 （6）装置川 中的品红溶液不褪色，装置W中酸性KMnO4溶液褪色。实验室制备乙烯时， 常会遇到以下几个问题， 必须正确处理， 才会产生令人信服的实验效果。a.将浓硫酸与酒精混合时，发现溶液变黑褐色。这主要是混合速度太快引起的。因浓硫酸 被稀释时会释放出大量的热，若得不到及时散发，会使溶液温度过高，引起：酒精挥发过多，降低产生的量和速度；引起酒精的过量炭化结焦，反应物大量损失，降低产气的量和速度；引起反应的提前发生并损失大量的反应物，无法提供足量的气体供后续实验使用。 b 反

8、应装置产生的气体太少。这可以从以下几方面找到原因。分析是否由于混合不当引 起的。若是，则应重新按正确的操作要求配制。 看是否加入防沸剂。 最好用河砂或碎瓷片。 它不但能防暴沸， 而且还做硫酸氢乙酯分解为乙烯的催化剂 （乙醇与浓硫酸作用， 先生成硫 酸氢乙酯），加快了反应，有利于大量气体的溢出。检查装置的气密性。常见的是双孔塞 密封不严或橡胶管破裂，造成气体大量流失。看温度计的示数是否高于160 C,温度过低时只能产生少量杂气。 正确的操作是加强热使温度迅速达到160 C以上，方可产生大量有用气体。c.产生大量使酸性 KMnO4和Br水褪色的气体，能点燃，但火焰呈淡蓝色。 制取乙烯的几点注释：（

9、1）浓H2SO4起催化剂和脱水剂的作用，加沸石或碎瓷片的作用是防止反应混合物受热暴沸。（2）浓H2SO4与乙醇按3 : 1的体积比混合，浓 H2SO4过量的原因是促使反应向正反应方 向进行。（3）温度要迅速上升至 170 C,防止在140 C时生成副产物乙醚。 此反应属于取代反应而非消去反应。（4） 制乙烯时反应溶液变黑的原因是乙醇与浓H2SO4发生了氧化还原反应：C2H5OH+2H2SO4 （浓）宀 2C+2SO2T +5H2O 反应条件：加热C+2H2SO4 （浓）t CO2T +2SO2T +2H2O 反应条件：加热所以，实验室制取的乙烯中还可能混有CO2、SO2等杂质气体。乙烯的制备可

10、以用卤代烷脱卤化氢和乙醇脱水的方法制取。实验室制取乙烯通常采用95%的乙醇和浓硫酸（体积比为1 : 3）,混合后在碎瓷片的存在下迅速加热到160 C180 C制得。1 .实验室为什么不采用氯乙烷脱氯化氢进行制备；2实验室用乙醇浓硫酸法制取乙烯中浓硫酸的作用是什么？ 3列举实验室用乙醇浓硫酸法制取乙烯的不足之处；4 有人建议用浓磷酸代替浓硫酸与乙醇反应，结果发现按醇酸体积比为（1 : 3）进行反应时，反应混合物在110 C已经沸腾，温度升到 250 C以上仍没有乙烯产生。答案： 1.氯乙烷沸点低，蒸汽有毒，应尽量防止吸入。2. 催化剂和脱水机的作用3. 产生乙烯的温度难控制，副反应多，产生的乙烯

11、纯度低，产率低，耗时长且实验效果不理想，4. （ 1 ）磷酸中含水较多，乙醇沸点较低，整个反应混合物挥发性较强有关。（ 2）加入适量五氧化二磷固体。参考资料 实验室新法制取乙烯一、实验步骤取一支大试管，加入1g五氧化二磷（粉末或已吸水呈粘稠状的都可以），沿试管内壁慢慢地 加入约 5mL 乙醇，再往试管加入几粒碎玻片，用带导管的胶塞塞紧试管口。把试管固定在 铁架台上，用酒精灯给反应混合物加热，片刻后，就产生大量乙烯气体。把气体通入溴水， 红棕色溴水很快褪色，通入酸性高锰酸钾溶液，紫色高锰酸钾溶液褪色。点燃产生的气体。 能平稳燃烧，火焰高达 8cm。二、五氧化二磷的作用 五氧化二磷吸水后，生成磷酸

12、作催化剂。化学方程式为：三、讨论1. 用H3PO4作催化剂乙醇脱水制乙烯，反应温度要求不高2 .产生乙烯气体多，点燃能平稳燃烧。3 .可以避免部分乙醇被炭化变黑。用乙醇和浓硫酸制取乙烯实验的不足之处：1. 产生乙烯的温度难控制用 95%乙醇和浓硫酸制取乙烯时，只有温度在 170时才有乙烯产生， 实际上， 若控制反应温度在 170-174的范围内反应产生气体的速度较慢， 难于在几分钟之内收集一瓶乙烯和做乙烯 的其他性质实验。 若要比较快地得到较多的乙烯气体， 则温度要达到 177 左右， 而此温度难 以控制，稍不注意使温度急剧上升而超过180，这样会发生严重的炭化现象使炭渣附于瓶壁难以清洗。2.

13、 副反应多，产生的乙烯纯度低，产率低。浓硫酸比热高，难以在短时间内迅速升温到 170，在 140时发生副反应产生乙醚，浓硫酸 具有强氧化性伴随乙醇的炭化产生大量的SO2,CO2,H2Q SO2的产生不仅影响乙烯的纯度，干扰乙烯的性质实验，而且还污染环境，有碍健康。3. 实验耗时长而且实验效果不够理想。如果加热温度超过180,浓硫酸氧化有机物产生的 SO2干扰乙烯的性质实验， 到实验后期产 生乙烯气量不多，导致火焰小，不明亮，看不到明显的黑烟，并且气流不稳定，容易产生倒 吸，反应时间过长，一般从加热混合液到性质实验需要花13分钟。实验的改进意见：浓磷酸作催化剂，五氧化二磷作脱水剂进行乙烯的制备。

14、此反应的优点是1.反应温度宽 （125-160），只要在 125 以上便开始产生乙烯，只有轻微的炭化，提高了乙醇的利用率，实 验仪器易于清洗无污染， 无难闻的气体。 2.副反应少演示效果好 3.此方法产生的乙烯纯度高， 不含乙醚，二氧化硫，二氧化碳，自始至终保持乙烯平稳产生。不引起倒吸。乙烯的生成量 大，火焰长达 16 厘米，保持 1 分钟所以演示效果好 3.实验耗时短，节省时间 实验室制取乙烯后剩余药品的处理？ 因为有浓硫酸，在不同的资料有不同的答案，大致有这两个。1.倒入空的废液缸。2. 倒入盛有水的塑料桶中。 乙烯的实验室制法实验室一般是在加热条件下， 用浓硫酸使乙醇脱水制取。 其中浓硫

15、酸起脱水剂和催化剂作用。在约140 C时，乙醇脱水生成乙醚 （C2H5）2O;在约170 C时，生成乙烯。CH3CH2OH=C2H4+H2O这是在有机化学反应中， 反应物相同， 反应条件不同而生成物不同的典型例之一。 实验 装置如图。检查装置气密性后，先在烧瓶中加入 10毫升乙醇，然后分批缓缓加入浓硫酸共 约 30 毫升。在乙醇中加入浓硫酸时，由于发生化学作用而放大量热，要冷却后再继续加浓 硫酸，防止乙醇大量气化。再向烧瓶里加入几片碎瓷片。为了控制混合液受热温度在170 C左右，须把温度计的水银球浸入混合液中。加热时，要使混合液的温度迅速越过140 C温度区，这样，可以减少副产物乙醚的生成。混

16、合液的温度达到170 C时，即有乙烯产生。在加热过程中， 混合液的颜色会逐渐变棕色以至棕黑色。 这是由于乙醇部分发生碳化的结果。 在 170C时，生成的气体并非纯净的乙烯，其中常杂有少量SO2。由于在加热条件下，浓硫酸除使乙醇发生脱水反应外， 还会使乙醇 （或其它生成物 ）发生氧化反应， 浓硫酸还原产生 SO2。 要获得较纯净的乙烯， 可以把由烧瓶出来的气体先经 10% NaOH溶液洗气，然后再收集。乙 烯难熔于水，应该用排水法收集。收满乙烯的集气瓶，盖好毛玻璃片后倒放在实验桌上。停 止加热时， 要先把导管从水槽里撤出，防止因烧瓶冷却使水倒吸。 实验后， 应待烧瓶里的残 粥状黑色混合物以及温度

17、计冷却后再清洗。为什么两者体积比为 1:3？1 ：3 是一个经验值，就是科学家在实验室从1:1.00001 开始试到 1:5.99999 发现 1:3 附近的时候效果最好。浓硫酸是可以使乙醇碳化的，所以在实验的时候会发生副反应（脱水），溶液会变棕，然后变黑。 所以矛盾就在这儿，如果浓硫酸的比例太小，使乙醇消去水的性质不明显（已经被乙 醇稀释了），但是如果浓硫酸太多的时候，就会发生碳化，因此在反复试验之后，就有了 1:3这个比例。注意事项如下： 烧瓶、导气管等仪器， 要在加入药品之前先检验其气密性， 气密性合格的仪器才能使用。 实验中所用的药品之一是浓硫酸，其作用是酒精分解的催化剂和脱水剂，为了保证有足够的脱水性， 硫酸要用 98%的浓硫酸， 酒精要用无水酒精， 浓硫酸和无水酒精的体积比以 为 宜。 将浓硫酸与无水酒精混合时，要遵循浓硫酸稀释的原理，按浓硫酸溶于水的操作方 法混合无水酒精和浓硫酸， 即将浓硫酸沿容器内壁慢慢倒入已盛在容器内的无水酒精中，并用玻璃棒不断搅拌无水酒精和浓硫酸的混合物。 不规范的操作或错误的操作， 都可能导致热 的、有强腐蚀性的液体飞溅， 酿成人被灼伤等不良事故。 由于反