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乙炔的實驗室制法 實驗室制乙炔 1、 學會實驗室制取乙炔的原理及方法 2、 掌握乙炔的性質 3、 熟悉儀器的使用，藥品的選擇 CaC2＋2H2O→Ca(OH)2＋C2H2↑ 圓底燒瓶、分液漏斗、小試管、導管、鐵架臺（帶鐵夾） 碳化鈣（CaC2）俗稱電石，飽和食鹽水（水） 步驟 實驗現(xiàn)象 實驗結論及解釋 1．檢查裝置的氣密性 2．在圓底燒瓶里放入幾小塊電石。旋開分液漏斗活塞，逐滴加入飽和食鹽水 劇烈反應，有氣泡產(chǎn)生，并有泡沫 電石與水反應很劇烈，生成了乙炔氣體和氫氧化鈣，放出大量的熱。一般用飽和食鹽水代替水，得到平穩(wěn)的乙炔氣流 3．將產(chǎn)生的氣體依次通入盛有CuSO4溶液、高錳酸鉀酸性溶液、溴的四氯化碳溶液的試管中 酸性高錳酸鉀紫色褪去，溴的四氯化碳溶液褪色 酸性高錳酸鉀強氧化性，與乙炔發(fā)生氧化還原反應，乙炔含有碳碳三鍵，與溴發(fā)生加成反應 相關的反應方程式： CaC2＋2H2O→Ca(OH)2＋C2H2↑ CH≡CH+Br2→CHBr=CHBr CHBr=CHBr+Br2 →CHBr2CHBr2 CaS＋2H2O===Ca(OH)2＋H2S↑ Ca3P2＋6H2O===3Ca(OH)2＋2PH3↑ Ca3As2＋6H2O===3Ca(OH)2＋2AsH3↑ 為什么收集到了乙炔氣體常聞到惡臭氣味？ 由于電石中含有(如CaS、Ca3P2、Ca3As2等)，所以乙炔氣體中混有PH3、H2S等氣體，可以用NaOH溶液或CuSO4溶液除去 能否用啟普發(fā)生器制取乙炔？ 不能用啟普發(fā)生器。碳化鈣與水反應劇烈，啟普發(fā)生器不易控制；反應放出大量熱，易使啟普發(fā)生炸裂；產(chǎn)物Ca(OH)2為糊狀，微溶于水，易堵塞瓶頸。 反應很劇烈，減緩反應的措施有哪些？ 用飽和食鹽水代替水，緩解反應速率，得到平穩(wěn)的乙炔氣流；用分液漏斗代替簡易裝置中的長頸漏斗控制水流量。 如果將盛有CuSO4溶液的試管除去，能證明生成的氣體是乙炔嗎？ 不能，乙炔中往往含有H2S、PH3等雜質，也能與酸性高錳酸鉀溶液、溴反應。盛有CuSO4溶液的洗氣瓶可將雜質除去。CuSO4與H2S生成黑色沉淀CuS 能否利用高錳酸鉀酸性溶液或溴水來區(qū)別乙烯和乙炔？ 不能，乙烯和乙炔都含有不飽和鍵均能使溴水褪色，兩者均能被高錳酸鉀酸性溶液氧化 （1）實驗裝置在使用前要先檢驗氣密性。 （2）盛電石的試劑瓶要及時密封并放于干燥處，嚴防電石吸水而失效。取電石要用鑷子夾取，切忌用手拿。 （3）電石與水反應很劇烈。為得到平穩(wěn)的乙炔氣流，可用飽和食鹽水代替水，并用分液漏斗控制滴入的速度，飽和食鹽水逐滴慢慢地滴入。 （4）制取乙炔時，由于CaC2與水反應劇烈，并產(chǎn)生泡沫，為防止產(chǎn)生的泡沫進入導管，應在導氣管口附近塞入少量棉花。 拓展： 實驗室制C2H2的反應原理是典型的金屬碳化物發(fā)生水解的反應，可類推出其他金屬碳化物與H2O反應的情況，如Al4C3+12H2O→4Al(OH)3↓+3CH4↑ 1．實驗室制取的乙炔氣體中?；煊猩倭縃2S、CO2和水蒸氣，為了得到干燥純凈的乙炔氣體，選擇最簡便的實驗方案有（） A．通過NaOH后，通過濃H2SO4，再通過石灰水 B．通過CuSO4溶液后再通過石灰水 C．通過五氧化二磷，再通過無水CaCl2 D．通過足量的堿石灰 【答案】D 【解析】A、B兩項操作均不能得到干燥的乙炔；C項，不能除去H2S、CO2。 2．下列關于乙炔的描述中，不正確的是（） A．乙炔是無色有特殊臭味的氣體 B．不能用啟普發(fā)生器制取乙炔氣體 C．乙炔易與溴水發(fā)生加成反應 D．乙炔分子中所有原子都在同一直線上 【答案】A 3．下列關于乙炔制取的說法不正確的是（） A．為了加快反應速率可用飽和食鹽水代替水反應 B．此反應是放熱反應 C．為了除去雜質氣體，除了用硫酸銅溶液外還可用氫氧化鈉溶液 D．反應中不需要加碎瓷片作沸石 【答案】A 【解析】由于CaC2與H2O反應太劇烈，為減緩反應速率，主要措施：以飽和食鹽水代替水；通過分液漏斗向反應器中緩慢地滴加飽和食鹽水。 4．下圖為實驗室制取乙炔并驗證其性質的裝置圖。下列說法不合理的是（） A．逐滴加入飽和食鹽水可控制生成乙炔的速率 B．用溴水驗證乙炔的性質，不需要除雜 C．KMnO4酸性溶液褪色，說明乙炔具有還原性 D．將純凈的乙炔點燃，有濃烈的黑煙，說明乙炔不飽和程度高 【答案】B 【解析】A．電石跟水反應比較劇烈，若向電石中滴加飽和食鹽水，電石與水反應，消耗水，使得NaCl在電石表面析出，減少了電石與水的接觸，減緩了反應速率，故A正確；B．乙炔氣體中混有的硫化氫可以被Br2氧化，對乙炔性質的檢驗產(chǎn)生干擾，所以應用硫酸銅溶液洗氣，故B錯誤；B．酸性KMnO4溶液具有強氧化性，乙炔使酸性KMnO4溶液褪色，表現(xiàn)了乙炔的還原性，故C正確；D．對于烴類物質而言，不飽和程度越高，則含碳量越高，火焰越明亮，煙越濃，乙炔含有碳碳三鍵，是不飽和程度較高的烴類物質，故D正確。故選B。 5．可用于實驗室制取乙炔的發(fā)生裝置是（） 【答案】C 【解析】實驗室制取乙炔常用電石（固體）與水反應，而A裝置常用由乙醇制備乙烯的實驗；B裝置適用于制備硝基苯的實驗，C裝置選用于固體與液體且不需要加熱反應，乙炔的制備就符合這個條件，D適用于固體加熱型氣體制備，故答案選C。 6．已知：，如果要合成，所用的起始原料可以是（） ①2，4戊二烯和丙炔；②1，3戊二烯和丙炔；③2甲基1,3戊二烯和乙炔；④4甲基2,4戊二烯和乙炔 A．①④ B．②③ C．①③ D．②④ 【答案】B 【解析】由信息：斷鍵后可得到和。若按①斷鍵可得到CH3C≡CH(丙炔)和1，3戊二烯；若按②斷鍵可得到2甲基1，3戊二烯和乙炔②③均正確，B正確；正確選項B。 7．實驗室用如下圖所示裝置來制備乙炔，并驗證乙炔的某些化學性質，制備的乙炔氣體中往往含有少量的H2S氣體，請按下列要求填空： （1）實驗室制乙炔的化學方程式是：_________________；為了得到較為平穩(wěn)的乙炔氣流，裝置A的分液漏斗中常用_____來代替水。 （2）裝置B中CuSO4溶液的作用是。 （3）裝置D中觀察到的現(xiàn)象是。 （4）若稱取m g電石，反應完全后，測得B處溴的CCl4溶液增重n g，則CaC2的純度為_____(用m與n表示)。 【答案】（1）CaC2+2H2O→CH≡CH↑+Ca(OH)2；飽和食鹽水 （2）除去H2S雜質，以防干擾后續(xù)實驗 （3）紫色或紫紅色褪去 （4）32n/13m 【解析】（1）實驗室制備乙炔是利用電石和水反應生成乙炔和氫氧化鈣，反應的化學方程式為：CaC2+2H2O→CH≡CH↑+Ca(OH)2，碳化鈣與水反應很劇烈，用飽和食鹽水可以減緩反應，所以為了得到平穩(wěn)的氣流，用飽和食鹽水代替水，（2）硫化氫氣體具有還原性，也會導致溴水、高錳酸鉀溶液褪色，裝置B中CuSO4溶液的作用是除去乙炔中的硫化氫，Cu2++H2S=CuS↓+2H+，防止干擾后續(xù)檢驗實驗；（3）乙炔氣體通過溴的四氯化碳溶液，會發(fā)生加成反應，裝置C中觀察到的現(xiàn)象是溶液褪色；（4）若稱取m g電石，反應完全后，測得B處溴的CCl4溶液增重n g，則根據(jù)方程式C2H2+2Br2→CHBr2CHBr2可知乙炔的物質的量是n26mol，所以CaC2的純度為n2664m100%=32n/13m。 8．下圖中每一方框的字母代表一種反應物或生成物： 已知氣態(tài)烴D(其密度在同溫同壓下是氫氣密度的13倍)與物質F反應時產(chǎn)生明亮而帶濃烈黑煙的火焰。請寫出下列字母代表的物質的化學式(分子式)： A．________、B．________、D．________、E．________、H．________。 【答案】　CaC2　H2O　C2H2　CO2　Ca(HCO3)2 【解析】　①由烴D的密度是同溫同壓下H2密度的13倍，求出其相對分子質量為26，確定D為C2H2。②根據(jù)D與F反應時產(chǎn)生明亮而帶黑煙的火焰，確定F為O2。③由2C2H2＋5O24CO2＋2H2O可知，B、E分別為CO2或H2O。④實驗室制C2H2，一般是CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋CH≡CH↑，可知A、B分別是CaC2或H2O。⑤綜合③④，確定A為CaC2，B為H2O，E為CO2。⑥其余物質中，C為Ca(OH)2，G為CaCO3，H為Ca(HCO3)2。 9．為了探究乙炔與溴水的加成反應，甲同學設計并進行了如下實驗：先取一定量工業(yè)用電石與水反應，將生成的氣體通入溴水中，發(fā)現(xiàn)溶液褪色，即證明乙炔與溴水發(fā)生了加成反應。 乙同學發(fā)現(xiàn)在甲同學的實驗中，褪色后的溶液里有少許淡黃色渾濁，推測在制得乙炔中還可能含有少量還原性的雜質氣體，由此他提出必須先除去雜質，再與溴水反應，請你回答下列問題： （1）甲同學設計的實驗________(填“能”或“不能”)驗證乙炔與溴水發(fā)生加成反應，其理由是________(填序號)。 a．使溴水褪色的反應，未必是加成反應 b．使溴水褪色的反應，就是加成反應 c．使溴水褪色的物質，未必是乙炔 d．使溴水褪色的物質，就是乙炔 （2）乙同學推測此乙炔中必定含有的一種雜質氣體是________，它與溴水反應的化學方程式是________________________________；在驗證過程必須全部除去。 （3）為驗證這一反應是加成反應而不是取代反應，丙同學提出可用pH試紙來測試反應后溶液的酸性，理由是__________________________________。 （4）設計方案以電石(CaC2)、H2、Cl2、蒸餾水為原料，合成聚氯乙烯塑料，寫出涉及反應的化學方程式。 ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 【答案】（1）不能　ac （2）H2S　Br2＋H2S===S↓＋2HBr （3）若發(fā)生取代反應，必定生成HBr，溶液酸性將明顯增強，故可用pH試紙來驗證 （4）H2＋Cl22HCl、CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋CH≡CH↑、CH≡CH＋HClCH2=CHCl、nCH2=CHCl 【解析】（1）根據(jù)“乙同學發(fā)現(xiàn)在甲同學的實驗中，褪色后的溶液里有少許淡黃色渾濁，推測在制得的乙炔中還可能含有少量還原性的雜質氣”，因此可得出“使溴水褪色的物質，未必是乙炔；使溴水褪色的反應，未必是加成反應”的結論。故甲同學設計的實驗不能證明乙炔與溴水發(fā)生了加成反應。（2）根據(jù)褪色后的溶液里有少許淡黃色渾濁，可推知是硫，說明乙炔氣體中含有硫化氫雜質，它與溴水反應的化學方程式是Br2＋H2S===S↓＋2HBr。（3）pH試紙是驗證溶液的酸堿性的，實際上暗示“若發(fā)生取代反應，必定生成HBr”的結論，因此可用pH試紙檢驗溶液酸性有無明顯增強，即可得出結論。（4）用題目提供的原料合成聚氯乙烯塑料的過程如下： 9．甲烷、乙烯、乙炔是幾類常見烴的代表物。將如圖裝置放置在光亮的地方，隨后觀察到如下實驗現(xiàn)象：大試管內壁上有油狀液滴生成、飽和食鹽水中有少量固體析出、黃綠色氣體顏色變淺、試管內液面有所上升。 （1）油狀液滴的成分可能是CCl4和________________________________（填物質）。 （2）水槽中盛放飽和食鹽水而不是蒸餾水是為了抑制________（填物質）與水的反應。 （3）飽和食鹽水中有少量固體析出，請用溶解平衡移動原理解釋__________________ __________________________________________________。 從下圖中選擇制取氣體的合適裝置： （4）裝置C的名稱為__________________，實驗室通常制備C2H2的裝置_______（選填編號），該反應的化學方程式為_______________________________________________。 （5）可用于實驗室制取乙烯的發(fā)生裝置是_______（選填編號）。反應液加入碎瓷片的目的是__________________。制得的乙烯中常含有SO2和CO2，設計實驗證明乙烯能使溴水褪色：_________________________________________________________________。 【答案】（1）CHCl3和CH2Cl2（CH3Cl有沒有都不扣分） （2）氯氣 （3）飽和食鹽水中存在氯化鈉的溶解平衡：NaCl(s)Na++Cl－，甲烷與氯氣反應生成氯化氫溶于水，氯離子濃度增大，平衡逆向移動，析出氯化鈉固體 （4）啟普發(fā)生器；B；CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑ （5）A；防暴沸；將產(chǎn)生的氣體先通過足量氫氧化鈉溶液，再通過品紅溶液，品紅溶液不褪色，最后通過溴水 【解析】（1）CH4與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl，其中CH3Cl是氣體，CH2Cl2、CHCl3、CCl4是油狀液體，難溶于水，HCl極易溶于水，故HCl生成后溶于了飽和食鹽水中，油狀液滴的成分有CH2Cl2、CHCl3、CCl4，故答案為：CHCl3（或CH2Cl2）；（2）由于HCl極易溶于水，而氯氣在水中的溶解度不大，且氯氣和水的反應為可逆反應，故水槽中盛放飽和食鹽水不影響HCl的溶解，而能降低氯氣的溶解度，故目的是為了抑制氯氣和水的反應，故答案為：氯氣；（3）飽和食鹽水中存在氯化鈉的溶解平衡：NaCl(s)Na++Cl－，甲烷與氯氣反應生成氯化氫溶于水，氯離子濃度增大，平衡逆向移動，析出氯化鈉固體；（4）根據(jù)儀器的構造可知，裝置C的名稱為啟普發(fā)生器，實驗室利用碳化鈣與水反應制備乙炔屬于固體與液體不加熱制取氣體，故通常制備C2H2的裝置B，反應的化學方程式為CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑；（5）實驗室利用無水乙醇在濃硫酸催化下迅速加熱至170℃制取乙烯屬于液體混合物加熱制取氣體，發(fā)生裝置選A；反應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，必須用氫氧化鈉溶液吸收后通入溴水檢驗是否使其褪色，設計實驗證明乙烯能使溴水褪色的方案為：將產(chǎn)生的氣體先通過足量氫氧化鈉溶液，再通過品紅溶液，品紅溶液不褪色，最后通過溴水。