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烷烃、烯烃和炔烃的重要实验
一
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甲烷的氯代反应
【知识梳理】
1. 操作:取一个100mL的大量筒(或集气瓶),用排饱和食盐水的方法先后收集20mLCH4和80mLCl2,放在光亮的地方(注意:不要放在阳光直射的地方,以免引起爆炸),等待片刻,观察发生的现象。
2. 现象:大约3min后,可观察到混合气体颜色变浅,气体体积缩小,量筒壁上出现油状液体,量筒内饱和食盐水液面上升,可能有晶体析出(会生成HCl,增加了饱和食盐水中氯离子的浓度)。
3. 解释:生成卤代烃
二
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乙烯的实验室制法
【知识梳理】
1. 反应原料:乙醇、浓硫酸
2. 反应原理:CH3CH2OH CH2=CH2↑ + H2O
副反应:2CH3CH2OHCH3CH2OCH2CH3 + H2O
C2H5OH + 6H2SO4(浓)6SO2↑+ 2CO2↑+ 9H2O
3. 发生装置和收集装置:
发生装置:l + l g (圆底烧瓶、酒精灯、温度计等)
收集装置:排水法,不能用排空气法。
4. 尾气处理:点燃法
【深度讲解】
⑴ 配制乙醇和浓硫酸体积比为1:3的混合液应注意:应将浓硫酸缓缓注入乙醇并不断摇匀。使用过量的浓硫酸可提高乙醇的利用率,增加乙烯的产量。
⑵ 温度计水银球(或液泡)应插入反应混和液,液面以下,但不能接触瓶底,以便控制反应温度为170℃。
⑶ 反应时应迅速升温到170℃。(目的是为了减少副反应的发生)
⑷ 为防止加热过程中液体爆沸,应在反应液中加少许碎瓷片。
⑸ 如控温不当,会发生副反应,是制得的乙烯中混有CO2、SO2、乙醚等杂质,必须通过浓NaOH溶液(或碱石灰)后,才能收集到比较纯净的乙烯。
⑹ 若实验时,已开始给浓硫酸跟乙醇的混合物加热一段时间,忽然记起要加碎瓷片,应先停止加热,冷却到室温后,在补加碎瓷片。
⑺ 浓硫酸的作用是:催化剂、脱水剂。
⑻ 实验结束时,要先将导气管从水中取出,再熄灭酒精灯,反之,会导致水被倒吸。要想不被倒要把水中的导管先拿出来
⑼ 点燃乙烯前要验纯。
三
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乙炔的实验室制法
【知识梳理】
1. 反应原料:电石(主要成分为CaC2)、水(用饱和食盐水代替)
2. 反应原理:
CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + CH≡CH↑
副反应: CaS + 2H2O Ca(OH)2 + H2S↑
Ca3P2 + 6H2O 3Ca(OH)2 + 2PH3↑
Ca3As2 + 6H2O 3Ca(OH)2 + 2AsH3↑
3. 发生装置和收集装置:
发生装置:S + l g
(广口瓶(或锥形瓶、烧瓶、大试管等)、分液漏斗等)
收集装置:排水法。
4. 尾气处理:点燃法
【深度讲解】
⑴ 不能用启普发生器制乙炔:
a. 反应产物Ca(OH)2微溶于水,呈糊状堵塞反应容器,使水面难以升降;
b. 反应速率快且放出大量的热,会损坏启普发生器。
⑵ 电石与水反应很剧烈,应选用分液漏斗,通过控制水流的速度,来控制产生乙炔的速度。
⑶ 电石与水反应剧烈,用饱和食盐水代替水可减缓反应速率,获得平稳的乙炔气流。
⑷ 由于电石中含有其他杂质(如:CaS、Ca3P2、Ca3As2等)。使制得的乙炔中含有(H2S、PH3、AsH3等)难闻的气体。要想制得较纯净的CH≡CH可将气体通过盛有CuSO4溶液或NaOH溶液的洗气瓶。
⑸ 得到平稳的乙炔气流:①常用饱和氯化钠溶液代替水(减小浓度) ②分液漏斗控制流速 ③并加棉花,防止泡沫喷出。
【拓展】⑴ 由于电石中含有其他杂质(如:CaS、Ca3P2、Ca3As2等)。使制得的乙炔中含有(H2S、PH3、AsH3等)难闻的气体。要想制得较纯净的CH≡CH可将气体通过盛有 CuSO4溶液的洗气瓶。
⑵ 电石与水反应很剧烈,可以采取下列措施来控制反应速率:
① 用饱和食盐水代替水。
② 通过分液漏斗滴加饱和食盐水。
四
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石蜡的催化裂化
【知识梳理】
(1)反应原料:石蜡、氧化铝(或分子筛)
(2)原理:CnH2n+2 Cn1H2n1 + Cn2H2n2 +2
(3)反应装置:
【深度讲解】
⑴ 氧化铝或分子筛的作用:催化剂。
⑵ 装置Ⅱ中冷水的作用:冷凝裂化气。
⑶ 装置Ⅱ中小试管中收集到的液体的成分有烷烃和烯烃。
⑷ 装置Ⅲ中小试管中的现象是酸性KmnO4溶液褪色。
五
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石油的分馏
【知识梳理】
1. 反应原料:原油
2. 反应原理:利用加热和冷凝(蒸馏),把石油分成不同沸点范围的馏分。
3. 反应装置:蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、冷凝器(冷凝管)、锥形瓶等。
【深度讲解】
⑴ 温度计水银球(或液泡)应位于蒸馏烧瓶支管口略低处,测定的是馏分蒸气的温度。
⑵ 冷凝器中冷凝水的流向与气流反向相反,应从下口入水上口出水。
⑶ 为防止爆沸,反应混合液中需加入少量碎瓷片。
芳香烃的重要实验
一
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苯与溴的反应
【知识梳理】
1. 反应原料:苯、液溴、铁。
2. 反应原理:
3. 反应装置:S + l g (具支试管、(或锥形瓶、广口瓶、烧瓶、大试管等)、分液漏斗等)
4. 尾气处理:吸收法(用碱液吸收,一般用NaOH溶液)
【深度讲解】
⑴ 将反应混合物倒入水中,呈褐色不溶于水的液体,是因为未反应的溴溶解在溴苯中的缘故,可用碱溶液(NaOH溶液)反复洗涤在分液。
⑵ 不能用甲苯的方法来除去溴苯中溶解的溴,因为苯也能溶解溴苯。
⑶ AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成,说明有HBr气体生成,该反应应为取代反应。
⑷ 若无吸收管,则AgNO3溶液中有浅黄色沉淀生成,不能说明该反应为取代
反应,因为Br2(g)溶于水形成溴水也能使AgNO3溶液中产生浅黄色沉淀。
⑸ 吸收管中CCl4的作用是吸收Br2(g),防止对HBr检验的干扰。
⑹ 原料:溴应是液溴。加入铁粉起催化作用,但实际上起催化作用的是 FeBr3 。
现象:剧烈反应,红棕色气体充满烧瓶(反应放热)。导管口有棕色油状液体滴下。锥形瓶中导管口附近出现白雾,(是溴化氢遇空气中的水蒸气形成的氢溴酸小液滴_)。
⑺ 添加药品顺序:苯,溴,铁的顺序加药品
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