乙炔实验:高考化学热点揭秘!
乙炔实验:高考化学热点揭秘!
乙炔(C₂H₂)是一种重要的有机化合物,其实验室制取和化学性质是高考化学的重点考察内容。本文将详细介绍乙炔的实验室制取方法、化学性质实验,并结合高考真题进行分析,同时强调实验安全和环保注意事项。
乙炔的实验室制取
乙炔在实验室中通常通过电石(CaC₂)与水反应制取,反应方程式为:
CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂↑ + Ca(OH)₂
实验装置:采用启普发生器或类似的气体发生装置,电石放在多孔隔板上,水从长颈漏斗加入,生成的乙炔气体通过导管收集。
操作步骤:
- 检查装置的气密性
- 加入适量的电石和水
- 收集生成的乙炔气体(通常用排水法)
- 实验结束后,关闭活塞,停止反应
安全注意事项:
- 乙炔与空气混合易形成爆炸性气体,因此实验应在通风良好的环境中进行
- 控制反应速率,避免剧烈反应
- 乙炔气体应远离火源和高温
乙炔的化学性质实验
乙炔的化学性质活泼,主要体现在加成反应和氧化反应上。
加成反应
乙炔与溴水反应:乙炔能使溴水褪色,生成无色的1,2-二溴乙烷。
C₂H₂ + Br₂ → CH₂BrCH₂Br
实验现象:溴水由橙色变为无色。
氧化反应
乙炔与高锰酸钾反应:乙炔能使酸性高锰酸钾溶液褪色,被氧化成二氧化碳。
5C₂H₂ + 24KMnO₄ + 28H₂SO₄ → 24MnSO₄ + 5CO₂↑ + 24K₂SO₄ + 29H₂O
实验现象:高锰酸钾溶液由紫红色变为无色。
高考真题分析
乙炔的制取和性质是高考化学的热点,常以选择题或实验题的形式出现。例如:
(2023年全国甲卷)下列实验操作能达到实验目的的是( )
A. 用启普发生器制取乙炔
B. 用酸性高锰酸钾溶液除去乙烷中的乙烯
C. 用溴水鉴别乙炔和乙烯
D. 用点燃的方法鉴别乙炔和甲烷
解析:A选项正确,启普发生器适用于固体与液体反应且反应速率可调的气体制取;B选项错误,酸性高锰酸钾会同时氧化乙烯和乙烷;C选项错误,乙炔和乙烯都会使溴水褪色;D选项正确,乙炔燃烧火焰明亮带浓烟,甲烷则没有明显烟雾。
实验安全与环保
乙炔实验的安全性至关重要:
- 实验室应保持良好通风
- 使用专用气体收集装置
- 乙炔尾气需经过处理后再排放,常用活性炭吸附法和催化燃烧法
拓展知识
乙炔在工业上广泛应用于金属焊接和切割,与氧气混合可产生高达3500℃的高温火焰。此外,乙炔还用于生产各种有机化合物,如氯乙烯、丙烯酸等。
掌握乙炔的实验室制取和化学性质,不仅有助于高考化学的备考,更能为未来学习有机化学打下坚实的基础。通过实验,我们不仅能观察到化学反应的奇妙现象,更能深刻理解化学原理,激发对化学学科的兴趣。