烃的基本实验
[甲烷与氯气的取代反应]
①反应原理:
(一氯甲烷)
(二氯甲烷)
(氯仿)
(四氯化碳)
②实验现象及解释:
a.量筒内壁中出现油状液体(生成的CH2Cl2、CHCl3、CCl4为不溶于水的液体);
b.量筒内水面上升(反应后气体总体积减小且生成的HCl气体易溶于水);
c.水槽中有晶体析出(生成的HCl气体溶于水后使NaCl溶液过饱和).
③应注意点:a.不要将混合气体放在日光直射的地方,以免引起爆炸;b.反应产物是两种气体(HCl、CH3Cl)和三种液体(CH2Cl2、CHCl3、CCl4)的混合物.
[乙烯的实验室制法]
①反应原理:
CH3CH2OH CH=CH2 H2O
②所需主要仪器和用品:酒精灯,圆底烧瓶,温度计,双孔橡胶塞,碎瓷片.
③发生装置:液 液二 气体型装置.与制C12、HCl气体的发生装置相似,只需将制C12、HCl气体装置中的分液漏斗改为温度计即可.
④收集方法:排水法(不能用排空气法,因为乙烯与空气的密度很接近).
⑤反应液中无水酒精与浓H2SO4的体积比为1∶3.应首先向烧瓶中加入酒精,再慢慢地注入浓H2SO4(类似于浓H2SO4加水稀释)。使用过量浓H2SO4,可提高乙烯的产率,增加乙烯的产量.
⑥浓H2SO4的作用:催化剂和脱水剂.
⑦温度计水银球放置位置:必须插入反应液中(以准确测定反应液的温度).
⑧发生的副反应:
2CH3CH2OH C2H5OC2H5 H2O
(乙醚)
因此,在实验室加热制乙烯时,应迅速使温度上升到170℃,以减少乙醚的生成,提高乙烯的产量。
C2H5OH 4H2SO4(浓)= 4SO2↑ CO2↑ C↓ 7H2O
在加热过程中,反应液的颜色由无色变为棕色,甚至变为黑褐色.这是因为浓H2SO4具有强氧化性,将部分乙醇氧化为炭.由于有上述两个副反应发生,所以在制得的乙烯中会混有CO2、SO2等杂质气体,其中SO2也能使酸性KMnO4溶液或溴水褪色,因此,在做乙烯的性质实验之前,应首先将气体通过碱石灰或碱液以除去SO2.
⑨在圆底烧瓶中加入碎瓷片的目的:防止液体受热时产生暴沸.
[乙炔的实验室制法]
①反应原理:CaC2 2H2O → Ca(OH)2↓ CH≡CH↑
②装置:固 液 → 气体型装置,与制H2、CO2等气体的发生装置相同.用排水集气法收集乙炔.
③所需主要仪器;分液漏斗,平底烧瓶(或大试管、广口瓶、锥形瓶等),双孔橡胶塞.
④不能用启普发生器的原因:a.碳化钙与水的反应较剧烈,使用启普发生器难于控制反应速率;b.反应过程中放出大量热,易使启普发生器炸裂;c.反应生成的Ca(OH)2为浆状物,易堵塞导管.
⑤注意事项:a.为减缓反应速率,得到平稳的乙炔气流,可用饱和NaCl溶液代替水,用块状电石而不用粉末状的电石.b.为防止反应产生的泡沫堵塞导管,应在导气管口附近塞上少量棉花.c.电石中混有CaS、Ca3P2等杂质,它们也跟水反应生成H2S、
PH3等气体,因此,用电石制得的乙炔(俗称电石气)有特殊臭味.把混有上述混合气体的乙炔气通过盛有CuSO4溶液的洗气瓶,可除去H2S、PH3等杂质气体.
[石油的分馏]
①原理:根据石油中所含各种烃的沸点不同,通过加热和冷凝的方法,将石油分为不同沸点范围的蒸馏产物.
②使用的玻璃仪器:酒精灯,蒸馏烧瓶(其中有防止石油暴沸的碎瓷片),温度计,冷凝管,尾接管,锥形瓶.
③温度计水银球位置:蒸馏烧瓶支管口(用以测定蒸气的温度).
④冷凝管中水流方向:由下往上(原因:水能充满冷凝管,水流与蒸气流发生对流,起到充分冷凝的效果).
⑤注意点:a.加热前应先检查装置的气密性.b.石油的分馏是物理变化.c.石油的馏出物叫馏分,馏分仍然是含有多种烃的混合物.