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实验室制备乙烯疑难问题集

来源:未知作者:化学自习室 点击:所属专题: 乙烯

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1. 反应原理及温度: 实验室中用无水酒精和浓硫酸制取乙烯气体,乙醇首先与浓硫酸作用,脱去一分子水生成硫酸氢乙酯: C 2 H 5 OH + HOSO 2 OH →C 2 H 5 OSO 2 H + H 2 O 若反应在较高的温度( 170 ℃) 和酸过量的条件下进行,由于可供给足够的能量去破坏另一碳氢键,而使

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1. 反应原理及温度: 

实验室中用无水酒精和浓硫酸制取乙烯气体,乙醇首先与浓硫酸作用,脱去一分子水生成硫酸氢乙酯:

C2H5OH + HOSO2OH →C2H5OSO2H + H2O

若反应在较高的温度( 170 ℃) 和酸过量的条件下进行,由于可供给足够的能量去破坏另一碳氢键,而使硫酸氢乙酯脱去一分子硫酸生成乙烯:

C2H5OSO2OH→CH2 = CH2↑ + H2SO4

若反应是在较低温度( 140 ℃) 和醇过量的条件下进行,碳氢键的断裂较困难,则硫酸氢乙酯和另一分子醇作用,相互间脱去一分子硫酸,生成乙醚:

C2H5OH + C2H5OSO2OH→ C2H5OC2H5 + H2SO4

消去反应和取代反应往往同时发生,只是温度不同,主次不同,所以,在实验刚开始时,就要用强火加热,使温度迅速升高到170℃,以减少乙醚的生成,提高乙烯的产量. 当有乙烯生成后, 则不宜过于强烈加热,否则会发生其他副反应,使反应难以顺利进行.

2. 浓硫酸的作用及用量: 

浓H2SO4 在该反应中除了起催化作用外,还起脱水作用. 由于乙醇的酯化反应是可逆的,为了充分利用乙醇,使浓H2SO4保持较高的浓度,促使反应向酯化反应的方向进行,就要增加硫酸的用量. 经验表明: 乙醇与浓硫酸的体积比为1∶3 时实验效果比较好,乙醇的酯化程度最高,得到的乙烯也最多. 随着硫酸氢乙酯的分解,乙烯的生成,反应物中硫酸的量逐渐增多,乙醇量相对减少,故硫酸用量再多也是多余的了. 在加热过程中,反应液的颜色由无色变为棕色,甚至黑褐色. 这是因为浓H2SO4具有强氧化性,将部分乙醇氧化成碳、CO、CO2 等,而自身被还原为SO2 ,使制得的乙烯有刺激性气味, 碳的单质则使烧瓶内的液体带上了黑色,发生的主要副反应有:

CH3CH2OH + 2H2SO4( 浓) → 2C + 2SO2↑ + 5H2O

CH3CH2OH + 4H2SO4( 浓) → 2CO↑ + 4SO2↑ + 7H2O

CH3CH2OH + 6H2SO4( 浓) → 2CO2↑ + 6SO2↑ + 9H2O

3. 反应液中加入碎瓷片、沸石、沙子或其他惰性固体的作用: 

因为被加热的是两种液体,反应液的温度又比较高,所以加热时容易使液体暴沸溅出发生危险. 暴沸是由于在有限的空间内产生较大的气泡而造成的,碎瓷片或沸石具有疏松多孔结构,其微孔中吸附有空气,可以形成许多气化中心,液体沸腾时产生的气泡通过小孔变得细小而均匀,防止产生大的气泡,使加热时液体能够保持平稳,有效地避免了剧烈沸腾、液体跳动现象的发生. 值得注意的是,不能在液体沸腾时加入止暴剂,否则很有可能造成暴沸,也不能用已经使用过的止暴剂.

4. 气体产物的净化及检验: 

酸性杂质气体一般用碱石灰或10%的NaOH 溶液净化,主要气体产物可按以下步骤进行检验:

无水硫酸铜→品红溶液→饱和Fe2( SO4)3或Na2SO3溶液→品红溶液→澄清石灰水→溴的CCl4溶液( 溴水或酸性KMnO4溶液) .

提醒: 因为冷的浓硫酸能与乙烯反应,生成新的物质,乙烯不能用浓硫酸来干燥.

CH2 = CH2 + H2SO4( 浓) →CH3CH2OSO3H

(责任编辑:化学自习室)
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