2019高二化学 实验8 乙炔的实验室制法学案.docx

乙炔的实验室制法实验室制乙炔1、 学会实验室制取乙炔的原理及方法2、 掌握乙炔的性质3、 熟悉仪器的使用，药品的选择CaC22H2OCa(OH)2C2H2圆底烧瓶、分液漏斗、小试管、导管、铁架台（带铁夹）碳化钙（CaC2）俗称电石，饱和食盐水（水）步骤实验现象实验结论及解释1检查装置的气密性2在圆底烧瓶里放入几小块电石。旋开分液漏斗活塞，逐滴加入饱和食盐水剧烈反应，有气泡产生，并有泡沫电石与水反应很剧烈，生成了乙炔气体和氢氧化钙，放出大量的热。一般用饱和食盐水代替水，得到平稳的乙炔气流3将产生的气体依次通入盛有CuSO4溶液、高锰酸钾酸性溶液、溴的四氯化碳溶液的试管中酸性高锰酸钾紫色褪去，溴的四氯化碳溶液褪色酸性高锰酸钾强氧化性，与乙炔发生氧化还原反应，乙炔含有碳碳三键，与溴发生加成反应相关的反应方程式：CaC22H2OCa(OH)2C2H2 CHCH+Br2CHBr=CHBrCHBr=CHBr+Br2 CHBr2CHBr2CaS2H2O=Ca(OH)2H2SCa3P26H2O=3Ca(OH)22PH3Ca3As26H2O=3Ca(OH)22AsH3为什么收集到了乙炔气体常闻到恶臭气味？由于电石中含有(如CaS、Ca3P2、Ca3As2等)，所以乙炔气体中混有PH3、H2S等气体，可以用NaOH溶液或CuSO4溶液除去能否用启普发生器制取乙炔？不能用启普发生器。碳化钙与水反应剧烈，启普发生器不易控制；反应放出大量热，易使启普发生炸裂；产物Ca(OH)2为糊状，微溶于水，易堵塞瓶颈。反应很剧烈，减缓反应的措施有哪些？用饱和食盐水代替水，缓解反应速率，得到平稳的乙炔气流；用分液漏斗代替简易装置中的长颈漏斗控制水流量。如果将盛有CuSO4溶液的试管除去，能证明生成的气体是乙炔吗？不能，乙炔中往往含有H2S、PH3等杂质，也能与酸性高锰酸钾溶液、溴反应。盛有CuSO4溶液的洗气瓶可将杂质除去。CuSO4与H2S生成黑色沉淀CuS能否利用高锰酸钾酸性溶液或溴水来区别乙烯和乙炔？不能，乙烯和乙炔都含有不饱和键均能使溴水褪色，两者均能被高锰酸钾酸性溶液氧化（1）实验装置在使用前要先检验气密性。（2）盛电石的试剂瓶要及时密封并放于干燥处，严防电石吸水而失效。取电石要用镊子夹取，切忌用手拿。（3）电石与水反应很剧烈。为得到平稳的乙炔气流，可用饱和食盐水代替水，并用分液漏斗控制滴入的速度，饱和食盐水逐滴慢慢地滴入。（4）制取乙炔时，由于CaC2与水反应剧烈，并产生泡沫，为防止产生的泡沫进入导管，应在导气管口附近塞入少量棉花。拓展：实验室制C2H2的反应原理是典型的金属碳化物发生水解的反应，可类推出其他金属碳化物与H2O反应的情况，如Al4C3+12H2O4Al(OH)3+3CH41实验室制取的乙炔气体中常混有少量H2S、CO2和水蒸气，为了得到干燥纯净的乙炔气体，选择最简便的实验方案有（）A通过NaOH后，通过浓H2SO4，再通过石灰水B通过CuSO4溶液后再通过石灰水C通过五氧化二磷，再通过无水CaCl2D通过足量的碱石灰【答案】D【解析】A、B两项操作均不能得到干燥的乙炔；C项，不能除去H2S、CO2。2下列关于乙炔的描述中，不正确的是（）A乙炔是无色有特殊臭味的气体B不能用启普发生器制取乙炔气体C乙炔易与溴水发生加成反应D乙炔分子中所有原子都在同一直线上【答案】A3下列关于乙炔制取的说法不正确的是（）A为了加快反应速率可用饱和食盐水代替水反应B此反应是放热反应C为了除去杂质气体，除了用硫酸铜溶液外还可用氢氧化钠溶液D反应中不需要加碎瓷片作沸石【答案】A【解析】由于CaC2与H2O反应太剧烈，为减缓反应速率，主要措施：以饱和食盐水代替水；通过分液漏斗向反应器中缓慢地滴加饱和食盐水。4下图为实验室制取乙炔并验证其性质的装置图。下列说法不合理的是（）A逐滴加入饱和食盐水可控制生成乙炔的速率B用溴水验证乙炔的性质，不需要除杂CKMnO4酸性溶液褪色，说明乙炔具有还原性D将纯净的乙炔点燃，有浓烈的黑烟，说明乙炔不饱和程度高【答案】B【解析】A电石跟水反应比较剧烈，若向电石中滴加饱和食盐水，电石与水反应，消耗水，使得NaCl在电石表面析出，减少了电石与水的接触，减缓了反应速率，故A正确；B乙炔气体中混有的硫化氢可以被Br2氧化，对乙炔性质的检验产生干扰，所以应用硫酸铜溶液洗气，故B错误；B酸性KMnO4溶液具有强氧化性，乙炔使酸性KMnO4溶液褪色，表现了乙炔的还原性，故C正确；D对于烃类物质而言，不饱和程度越高，则含碳量越高，火焰越明亮，烟越浓，乙炔含有碳碳三键，是不饱和程度较高的烃类物质，故D正确。故选B。5可用于实验室制取乙炔的发生装置是（）【答案】C【解析】实验室制取乙炔常用电石（固体）与水反应，而A装置常用由乙醇制备乙烯的实验；B装置适用于制备硝基苯的实验，C装置选用于固体与液体且不需要加热反应，乙炔的制备就符合这个条件，D适用于固体加热型气体制备，故答案选C。6已知：，如果要合成，所用的起始原料可以是（）2，4戊二烯和丙炔；1，3戊二烯和丙炔；2甲基1,3戊二烯和乙炔；4甲基2,4戊二烯和乙炔A B C D【答案】B【解析】由信息：断键后可得到和。若按断键可得到CH3CCH(丙炔)和1，3戊二烯；若按断键可得到2甲基1，3戊二烯和乙炔均正确，B正确；正确选项B。7实验室用如下图所示装置来制备乙炔，并验证乙炔的某些化学性质，制备的乙炔气体中往往含有少量的H2S气体，请按下列要求填空：（1）实验室制乙炔的化学方程式是：_；为了得到较为平稳的乙炔气流，装置A的分液漏斗中常用_来代替水。（2）装置B中CuSO4溶液的作用是。（3）装置D中观察到的现象是。（4）若称取m g电石，反应完全后，测得B处溴的CCl4溶液增重n g，则CaC2的纯度为_(用m与n表示)。【答案】（1）CaC2+2H2OCHCH+Ca(OH)2；饱和食盐水（2）除去H2S杂质，以防干扰后续实验（3）紫色或紫红色褪去（4）32n/13m【解析】（1）实验室制备乙炔是利用电石和水反应生成乙炔和氢氧化钙，反应的化学方程式为：CaC2+2H2OCHCH+Ca(OH)2，碳化钙与水反应很剧烈，用饱和食盐水可以减缓反应，所以为了得到平稳的气流，用饱和食盐水代替水，（2）硫化氢气体具有还原性，也会导致溴水、高锰酸钾溶液褪色，装置B中CuSO4溶液的作用是除去乙炔中的硫化氢，Cu2+H2S=CuS+2H+，防止干扰后续检验实验；（3）乙炔气体通过溴的四氯化碳溶液，会发生加成反应，装置C中观察到的现象是溶液褪色；（4）若称取m g电石，反应完全后，测得B处溴的CCl4溶液增重n g，则根据方程式C2H2+2Br2CHBr2CHBr2可知乙炔的物质的量是n26mol，所以CaC2的纯度为n2664m100%=32n/13m。8下图中每一方框的字母代表一种反应物或生成物：已知气态烃D(其密度在同温同压下是氢气密度的13倍)与物质F反应时产生明亮而带浓烈黑烟的火焰。请写出下列字母代表的物质的化学式(分子式)：A_、B_、D_、E_、H_。【答案】CaC2H2OC2H2CO2Ca(HCO3)2【解析】由烃D的密度是同温同压下H2密度的13倍，求出其相对分子质量为26，确定D为C2H2。根据D与F反应时产生明亮而带黑烟的火焰，确定F为O2。由2C2H25O24CO22H2O可知，B、E分别为CO2或H2O。实验室制C2H2，一般是CaC22H2OCa(OH)2CHCH，可知A、B分别是CaC2或H2O。综合，确定A为CaC2，B为H2O，E为CO2。其余物质中，C为Ca(OH)2，G为CaCO3，H为Ca(HCO3)2。9为了探究乙炔与溴水的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：先取一定量工业用电石与水反应，将生成的气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙炔与溴水发生了加成反应。乙同学发现在甲同学的实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得乙炔中还可能含有少量还原性的杂质气体，由此他提出必须先除去杂质，再与溴水反应，请你回答下列问题：（1）甲同学设计的实验_(填“能”或“不能”)验证乙炔与溴水发生加成反应，其理由是_(填序号)。a使溴水褪色的反应，未必是加成反应b使溴水褪色的反应，就是加成反应c使溴水褪色的物质，未必是乙炔d使溴水褪色的物质，就是乙炔（2）乙同学推测此乙炔中必定含有的一种杂质气体是_，它与溴水反应的化学方程式是_；在验证过程必须全部除去。（3）为验证这一反应是加成反应而不是取代反应，丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性，理由是_。（4）设计方案以电石(CaC2)、H2、Cl2、蒸馏水为原料，合成聚氯乙烯塑料，写出涉及反应的化学方程式。_【答案】（1）不能ac（2）H2SBr2H2S=S2HBr（3）若发生取代反应，必定生成HBr，溶液酸性将明显增强，故可用pH试纸来验证（4）H2Cl22HCl、CaC22H2OCa(OH)2CHCH、CHCHHClCH2=CHCl、nCH2=CHCl【解析】（1）根据“乙同学发现在甲同学的实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙炔中还可能含有少量还原性的杂质气”，因此可得出“使溴水褪色的物质，未必是乙炔；使溴水褪色的反应，未必是加成反应”的结论。故甲同学设计的实验不能证明乙炔与溴水发生了加成反应。（2）根据褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，可推知是硫，说明乙炔气体中含有硫化氢杂质，它与溴水反应的化学方程式是Br2H2S=S2HBr。（3）pH试纸是验证溶液的酸碱性的，实际上暗示“若发生取代反应，必定生成HBr”的结论，因此可用pH试纸检验溶液酸性有无明显增强，即可得出结论。（4）用题目提供的原料合成聚氯乙烯塑料的过程如下：9甲烷、乙烯、乙炔是几类常见烃的代表物。将如图装置放置在光亮的地方，随后观察到如下实验现象：大试管内壁上有油状液滴生成、饱和食盐水中有少量固体析出、黄绿色气体颜色变浅、试管内液面有所上升。（1）油状液滴的成分可能是CCl4和_（填物质）。（2）水槽中盛放饱和食盐水而不是蒸馏水是为了抑制_（填物质）与水的反应。（3）饱和食盐水中有少量固体析出，请用溶解平衡移动原理解释_。从下图中选择制取气体的合适装置：（4）装置C的名称为_，实验室通常制备C2H2的装置_（选填编号），该反应的化学方程式为_。（5）可用于实验室制取乙烯的发生装置是_（选填编号）。反应液加入碎瓷片的目的是_。制得的乙烯中常含有SO2和CO2，设计实验证明乙烯能使溴水褪色：_。【答案】（1）CHCl3和CH2Cl2（CH3Cl有没有都不扣分）（2）氯气（3）饱和食盐水中存在氯化钠的溶解平衡：NaCl(s)Na+Cl，甲烷与氯气反应生成氯化氢溶于水，氯离子浓度增大，平衡逆向移动，析出氯化钠固体（4）启普发生器；B；CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2（5）A；防暴沸；将产生的气体先通过足量氢氧化钠溶液，再通过品红溶液，品红溶液不褪色，最后通过溴水【解析】（1）CH4与氯气在光照条件下发生取代反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，其中CH3Cl是气体，CH2Cl2、CHCl3、CCl4是油状液体，难溶于水，HCl极易溶于水，故HCl生成后溶于了饱和食盐水中，油状液滴的成分有CH2Cl2、CHCl3、CCl4，故答案为：CHCl3（或CH2Cl2）；（2）由于HCl极易溶于水，而氯气在水中的溶解度不大，且氯气和水的反应为可逆反应，故水槽中盛放饱和食盐水不影响HCl的溶解，而能降低氯气的溶解度，故目的是为了抑制氯气和水的反应，故答案为：氯气；（3）饱和食盐水中存在氯化钠的溶解平衡：NaCl(s)Na+Cl，甲烷与氯气反应生成氯化氢溶于水，氯离子浓度增大，平衡逆向移动，析出氯化钠固体；（4）根据仪器的构造可知，装置C的名称为启普发生器，实验室利用碳化钙与水反应制备乙炔属于固体与液体不加热制取气体，故通常制备C2H2的装置B，反应的化学方程式为CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2；（5）实验室利用无水乙醇在浓硫酸催化下迅速加热至170制取乙烯属于液体混合物加热制取气体，发生装置选A；反应液加入碎瓷片的目的是防暴沸；制得的乙烯中常含有SO2和CO2，必须用氢氧化钠溶液吸收后通入溴水检验是否使其褪色，设计实验证明乙烯能使溴水褪色的方案为：将产生的气体先通过足量氢氧化钠溶液，再通过品红溶液，品红溶液不褪色，最后通过溴水。