Question

I.探究乙烯与溴的加成反应，甲同学设计并进行如下实验：先取一定量的工业用乙烯气体（在储气瓶中），使气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙烯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物质，推测在工业上制得的乙烯中还可能含有少量还原性的气体杂质，由此他提出必须先除去杂质，然后再使乙烯与溴水反应。

请你回答下列问题：

（1）甲同学的实验中有关的化学方程式为___________。 

（2）甲同学设计的实验____（填“能”或“不能”）验证乙烯与溴发生加成反应，其理由是____。 

①使溴水褪色的反应，未必是加成反应    ②使溴水褪色的反应，就是加成反应

③使溴水褪色的物质，未必是乙烯        ④使溴水褪色的物质，就是乙烯

（3）乙同学推测此乙烯中必定含有的一种杂质气体是____。在验证过程中必须全部除去杂质气体，除去该杂质的试剂可选用________。 

（4）为了验证乙烯与溴水的反应是加成反应而不是取代反应，可采取的方法有________。

II.探究苯与溴发生反应的原理用如图所示装置进行实验并分离提纯反应的产物。请回答下列问题：

（1）冷凝管所起的作用为冷凝回流和导气，冷凝水从______口进入（填“a或“b”）。

（2）实验开始时，关闭K₂、开启K₁和分液漏斗活塞，滴加苯和液溴的混合液，反应开始。 Ⅲ中小试管内苯的作用是_____________。能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是_____________。Ⅳ中球形干燥管的作用是_________________。

（3）欲结束实验时，需进行的操作为：待三颈烧瓶中的反应进行到仍有气泡冒出时，关闭分液漏斗活塞，再___________（填有关K₁、K₂的操作）。

Answer

CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br 不能 ①③ H2S CuSO4溶液(或NaOH溶液等) 用pH试纸测定溶液pH a 吸收溴蒸气 Ⅲ中硝酸银溶液内有浅黄色沉淀生成 防止倒吸 松开K2夹，关闭K1夹

【解析】

Ⅰ乙烯能与溴水发生加成反应而使其褪色，由于乙同学还观察到褪色后的溶液中有淡黄色浑浊出现，因此，气体中一定还含有杂质，并可根据现象猜测其为H2S；由于硫化氢具有还原性可以与溴单质发生氧化还原反应而使溴水褪色，所以这种情况下，若不对气体进行除杂，则无法证明溴水褪色是因为发生乙烯和溴单质的加成导致；由于乙烯与溴单质加成反应生成的是1,2-二溴乙烷，其不溶于水，所以溶液呈中性，而溴单质若与乙烯发生取代反应，则会生成HBr，从而使溶液显现酸性，因此可通过测溶液的酸碱性验证乙烯与溴水发生的是加成反应。

Ⅱ苯与液溴在铁的催化下发生的取代反应是放热反应，因此会使溴单质从三颈烧瓶中蒸发出去；为了验证反应原理是取代反应，只需验证有HBr出现即可，即通过试管中的硝酸银溶液是否出现淡黄色沉淀进行验证；那么为了排除蒸发来的溴单质的干扰，需要小试管中的苯对其进行吸收；装置(Ⅳ)是尾气处理装置，用倒置的球形干燥管，目的是防止倒吸。

Ⅰ(1)乙烯与溴水发生加成反应生成1，2-二溴乙烷，反应方程式为：CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br；

(2)通过分析可知，工业用乙烯气体中是含有杂质硫化氢的，因此溴水褪色原因不明，有可能是杂质和溴水反应，即使是乙烯反应，但不能确定是加成反应；

(3)通过分析可知，工业用乙烯气体中含有杂质硫化氢；除去H2S气体可用CuSO4溶液(或NaOH溶液等)；

(4) 由于乙烯与溴单质加成反应生成的是1,2-二溴乙烷，其不溶于水，所以溶液呈中性，而溴单质若与乙烯发生取代反应，则会生成HBr，从而使溶液显现酸性，因此可用pH试纸测溶液的酸碱性予以验证。

Ⅱ(1)根据装置图中冷凝管的摆放方式可知，冷凝管所起的作用为冷凝回流和导气，冷凝水从下口进入，即a口进入；

(2)通过分析可知，Ⅲ中小试管内苯的作用是吸收溴蒸气；能说明苯与液溴发生了取代反应的现象是Ⅲ中硝酸银溶液内有浅黄色沉淀生成；Ⅳ中球形干燥管的作用是防止倒吸；

(3)欲结束实验时，为了防止三颈烧瓶内的HBr逸出污染空气，故需要让(1)烧杯中的水倒吸入三颈烧瓶内，将HBr吸收，因此需进行的操作为：待三颈烧瓶中的反应进行到仍有气泡冒出时，关闭分液漏斗活塞，再松开K2夹，关闭K1夹。