加石灰和尿素制取乙烯气体的正交实验研究
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实验室制乙烯的实验探究1.1.引言 不少有机化学实验教材和现行的高中化学教材都安排了乙烯的制备实验不少有机化学实验教材和现行的高中化学教材都安排了乙烯的制备实验,,所介绍实验方法基本上也是一样的法基本上也是一样的: : : 用体积比为用体积比为用体积比为 1 1 1∶∶3 3 的的 95 % 95 % 乙醇和浓硫酸为原料乙醇和浓硫酸为原料乙醇和浓硫酸为原料,,加热到加热到 160 160 160 ℃以℃以产生乙烯产生乙烯,,用氢氧化钠溶液洗气用氢氧化钠溶液洗气((高中教材上的实验没有洗气步骤高中教材上的实验没有洗气步骤) ,) ,) ,除去粗乙烯中包含的二除去粗乙烯中包含的二化硫、二氧化碳等酸性气体。
经过多次的实践化硫、二氧化碳等酸性气体。
经过多次的实践,,我们发现该实验有些不够完善之处我们发现该实验有些不够完善之处: : (a )在反过程中)在反过程中,,瓶内反应物会逐渐变黑瓶内反应物会逐渐变黑,,最终形成大量碳渣最终形成大量碳渣; ;(b )由于形成了大量的碳渣)由于形成了大量的碳渣,,耗费了不少乙醇耗费了不少乙醇,,使烯的产率较低使烯的产率较低; ; (c )反应结束清洗反应瓶反应结束清洗反应瓶,,瓶内会散发出很浓的二氧化硫气味及其他难闻的气味瓶内会散发出很浓的二氧化硫气味及其他难闻的气味,,污染空气;(d )有些碳渣附着于瓶壁)有些碳渣附着于瓶壁,,很难清除。
很难清除。
在这个的基础上,我们对该实验进了仔细研究在这个的基础上,我们对该实验进了仔细研究,,改进了实验方法改进了实验方法,,获得了良好效果。
获得了良好效果。
下是我们的探究实验和一些相关的知识储备。
下是我们的探究实验和一些相关的知识储备。
2.2.实验部分 (一)用P 2O 5做催化剂组装如图组装如图11所示装置,在试管中加入所示装置,在试管中加入2 g P 2 g P 2O 5,注入,注入4mL 95 %4mL 95 %4mL 95 %的乙醇,加热,观察的乙醇,加热,观察实验现象。
乙烯的实验室制法实验操作实验现象在圆底烧瓶中加入乙醇和浓硫酸(体积比约为1∶3)的混圆底烧瓶中溶液变黑;溴的四乙醇在浓硫酸的作用下,加热到生成乙烯1.下列物质中可使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能使溴水褪色的是()A.甲烷B.乙烯C.乙醇D.苯【答案】C【解析】甲烷、苯既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,也不能使溴水褪色;乙烯使二者都能褪色;乙醇可被酸性高锰酸钾溶液氧化而使之褪色,但不与溴水反应,不能使之褪色。
故答案为:C2.由2-氯丙烷制取少量的1,2-丙二醇时,需要经过的反应类型为()A.加成反应→消去反应→取代反应B.消去反应→加成反应→水解反应C.取代反应→消去反应→加成反应 D.消去反应→加成反应→消去反应【答案】B【解析】由2-氯丙烷制取少量的1,2-丙二醇,可用逆推法判断:CH3CHOHCH2OH→CH3CHBrCH2Br→CH3CH=CH2→CH3CHClCH3,则2-氯丙烷应首先发生消去反应生成CH3CH=CH2,CH3CH=CH2发生加成反应生成CH3CHBrCH2Br,CH3CHBrCH2Br发生水解反应可生成1,2-丙二醇。
即消去反应→加成反应→水解反应,故选B。
3.反应类型相同的一组是()A.实验室制乙烯和实验室制乙炔B.苯酚制三溴苯酚和乙醛制乙醇C.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色和乙醛使溴水褪色D.乙酸乙酯的水解和乙烯制聚乙烯【答案】C【解析】A.实验室制乙烯利用的是乙醇的消去反应,实验室制乙炔是碳化钙和水反应,不是消去反应,A错误;B.苯酚制三溴苯酚是苯和溴水发生的取代反应,乙醛制乙醇是乙醛的加成反应,B错误;C.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色和乙醛使溴水褪色均是被氧化,发生氧化反应,C正确;D.乙酸乙酯的水解是取代反应,乙烯制聚乙烯是加聚反应,D错误,答案选C。
4.下列实验装置图正确的是()【答案】B【解析】A.温度计应该测量溶液的温度,由于乙醇易挥发,因此乙烯中含有乙醇蒸汽,在收集乙烯之前需要先除去乙醇,A错误;B.正确;C.二氧化锰与浓盐酸反应制氯气需要酒精灯加热,并且由于浓盐酸易挥发,因此制得的氯气中有HCl杂质,收集之前需要先除去HCl杂质,C错误;D.导管应在饱和碳酸钠液面以上,以防止倒吸,D错误。
实验室制备乙烯乙烯是一种重要的有机化合物,也是世界上最重要的工业原料之一。
乙烯的制备技术有很多种,其中最常用的是石油天然气的裂解法和乙醇的脱水法。
然而,在实验室中也可以通过不同的方法制备乙烯。
本文就来介绍一下实验室制备乙烯的方法及其原理。
方法一:酸催化脱水法实验室中制备乙烯最常用的方法之一是酸催化脱水法,这是一种通过酸的作用将乙醇分解成水和乙烯的方法。
该方法适用于小规模实验,操作简单。
所需材料:1. 乙醇(醇类)2. 浓硫酸(酸类)3. 烘干管(玻璃器皿)操作方法:1. 在一个烘干管中加入约2毫升的浓硫酸。
2. 将1毫升的乙醇滴入烘干管中,并充分搅拌。
3. 把烘干管倾斜放在三角巾上或支架上进行加热,加热温度为80-100℃,加热时间为10-15分钟。
4. 加热后,将得到的气体收集在干净的试管中,可以使用气液分离装置将液体和气体分离。
5. 最后将收集到的气体称量,可以测定收率和纯度。
原理:乙醇在浓硫酸催化下失去一个水分子并形成乙烯。
具体反应式如下:CH3CH2OH → CH2CH2 + H2O浓硫酸在此反应中充当了脱水剂的角色,同时起到了催化剂的作用。
方法二:碘代氢酸脱碘反应法碘代氢酸脱碘反应法是另一种实验室制备乙烯的方法。
该方法是通过加热Zn-Cu粉末和碘代氢酸的混合物得到的,其中碘代氢酸起到催化作用。
1. 碘代氢酸2. 锌粉3. 铜粉4. 三角瓶5. 钨丝1. 在一个三角瓶中加入碘代氢酸、锌粉和铜粉,混合均匀。
2. 在三角瓶底部放置一个石棉网,并在网上方放置一个小锅,在锅中加入适量的水。
3. 将三角瓶通过橡皮塞固定在小锅中,并将三角瓶的嘴部通过另一个橡皮塞连接到钨丝上。
4. 打开钨丝的电源,加热三角瓶,控制温度在250-270℃之间。
5. 加热后,将三角瓶中产生的气体通过气液分离器或气体瓶收集。
碘代氢酸脱碘反应是通过碘代氢酸的催化作用将乙烷氧化成乙烯的过程。
具体反应式如下:这种方法有其优点,即制备的乙烯非常纯净,但操作稍有复杂,需要控制温度和气体产生速度。
一、实验目的1. 掌握乙烯的制备方法;2. 熟悉乙烯的物理性质和化学性质;3. 学会使用化学实验方法鉴定乙烯。
二、实验原理乙烯(C2H4)是一种无色、易燃、具有刺激性气味的气体,分子中含有碳碳双键,具有较高的化学反应活性。
本实验通过乙醇的消去反应制备乙烯,利用乙烯的物理和化学性质对其进行鉴定。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、温度计、试管、集气瓶、导管、酒精、浓硫酸、碎瓷片、沸石、碱石灰、溴水、KMnO4溶液、NaOH溶液等。
2. 试剂:浓硫酸、乙醇(95%)、碱石灰、溴水、KMnO4溶液、NaOH溶液等。
四、实验步骤1. 将10mL乙醇加入蒸馏烧瓶中,加入少量碎瓷片、沸石,以防反应液暴沸。
2. 将蒸馏烧瓶置于铁架台上,插入温度计,温度计水银球应插在液面下。
3. 加热蒸馏烧瓶,使反应液温度迅速升至170℃,保持该温度反应。
4. 反应过程中,通过导管将产生的气体导入集气瓶中,收集乙烯。
5. 用碱石灰干燥收集到的乙烯气体。
6. 将干燥后的乙烯气体通入盛有溴水的试管中,观察溴水褪色情况。
7. 将干燥后的乙烯气体通入盛有KMnO4溶液的试管中,观察KMnO4溶液褪色情况。
五、实验现象与结果1. 反应过程中,烧瓶内液体温度迅速升至170℃,有大量气体产生,集气瓶内气体逐渐充满。
2. 将干燥后的乙烯气体通入溴水中,溴水褪色,证明乙烯与溴水发生了加成反应。
3. 将干燥后的乙烯气体通入KMnO4溶液中,KMnO4溶液褪色,证明乙烯与KMnO4发生了氧化反应。
六、实验讨论与分析1. 实验过程中,温度控制对乙烯的制备至关重要。
温度过高或过低都会影响乙烯的产量和纯度。
2. 浓硫酸在反应中起到催化剂、吸水剂和氧化剂的作用。
过量使用浓硫酸可以提高乙醇的利用率,增加乙烯的产量。
3. 乙烯的鉴定实验中,溴水和KMnO4溶液均发生了褪色反应,证明乙烯具有不饱和键,能与溴水和KMnO4发生加成和氧化反应。