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 ，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（密度与空气相

2、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 ？答：如果低于 170 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

3、除去用 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 CH2OHCH2CH2 H2O，温度要迅速上升到170，防止140时生成副产物乙醚，因为：CH3 CH2OH HO CH2 CH3CH3CH2 O CH2CH3 H2O。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、为什么在圆底烧瓶中要加少量碎瓷片

4、？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 H2SO4 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 2H 2SO4( 浓 )2C2SO 2HO

5、 ；C 2H 2SO4( 浓 )CO2 2SO 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）试解释装置中反应液变黑的原因： _。并写出装置中发生反应的化学方程式 _ 。（ 2）、装置可盛放的试剂是： _、 _、 _、 _( 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 H2SO4D. 酸性 KMnO4溶液.（ 3）能说明 SO2 气体存在的现象是 _。（ 4）使用装置的目的是

6、_ 。（ 5）使用装置的目的是 _ 。（ 6）确定含有乙烯的现象是 _。解析：因为在装置中还伴随有乙醇与浓硫酸发生的氧化还原反应，装置中发生的化学反应方程式有：C2H5 OHCH2 CH2 H2O， C2H5OH2H2SO4( 浓 )2C 2SO 2HO；C 2H2SO4( 浓)CO2 2SO 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）见解析（ 2） ABAD（ 3）装置中品红

7、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）装置中的品红溶液不褪色，装置中酸性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反应装置产生的气体太少。这可以从以下几方面找到原

8、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 ， 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 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：（ 1）浓 H2SO4起催化剂和脱水剂的作用 , 加沸石或碎瓷片的

9、作用是防止 反应混合物受热暴沸。（ 2）浓 H2SO4 与乙醇按 31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 ，防止在 140 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 H2 SO4发生了氧化还原反应 ：C2H5OH+2HSO4（浓） 2C+2SO+5H2O 反应条件：加热 C+2HSO4（浓） CO2+2SO+2HO 反应条件：加热 所以，实验室制取的乙烯中还可能混有22CO、SO等杂质气体。乙烯的制备可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

10、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160 180 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（13）进行反应时，反应混合物在 110 已经沸腾，温度升到250 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，

11、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

12、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. 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

13、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,H2O，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。 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

14、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。其中浓硫酸起脱水剂和催化剂作用。在约140时，乙醇脱水生成乙醚(C2H5)2O ；在约 170时，生成乙烯。CH3

15、CH2OH=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温度区，这样，可以减少副产物乙醚的生成。混合液的温度达到170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170

16、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

17、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