胡寶強(qiáng)
〔關(guān)鍵詞〕 甲烷;乙烯;酸性KMnO4;溴水
〔中圖分類號(hào)〕 G633.8〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 C
〔文章編號(hào)〕 1004—0463(2009)03(A)—0035—01
KMnO4和溴水或溴的四氯化碳溶液都是有機(jī)化學(xué)中常用的試劑,均可用來(lái)檢驗(yàn)不飽和物質(zhì)的存在。如檢驗(yàn)烷烴中混有的烯烴或炔烴時(shí)兩者都可以使用。但是如果用其來(lái)除去烷烴中混有的不飽和烴效果就不同了。
《高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)》(北京師范大學(xué)出版社)第二冊(cè)中,《乙烯的制取和性質(zhì)》的實(shí)驗(yàn)思考題第二題:通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,說(shuō)明可采取什么方法來(lái)除去甲烷中混有的乙烯?教參給出的參考答案就是:將混合氣體通入盛有酸性KMnO4溶液的洗瓶中。
本人在多年的高中化學(xué)教學(xué)中,每一次教完《乙烯烯烴》這一節(jié)后,都必然準(zhǔn)備這樣的思考題:鑒別CH4和C2H4可以選用什么方法?除去甲烷中混有的乙烯要用什么試劑?希望以此讓學(xué)生了解和掌握鑒別甲烷和乙烯的方法:①可通過(guò)燃燒,并觀察火焰的明亮程度來(lái)區(qū)分;②可分別通入酸性KMnO4溶液,觀察是否褪色來(lái)區(qū)分;③可分別通入溴水(或溴的四氯化碳溶液)加以區(qū)分等多種方法。接下來(lái),我就會(huì)向?qū)W生強(qiáng)調(diào)應(yīng)用溴水或溴的四氯化碳溶液而不用KMnO4溶液。原因是酸性KMnO4溶液可以將CH2=CH2氧化生成CO2,雖然除去了乙烯,但又引入了CO2雜質(zhì),因此它還是混合氣體。
然而,在許多課外的練習(xí)題中,也經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)類似的問(wèn)題。例如:
實(shí)驗(yàn)室制乙烯時(shí), 常因溫度過(guò)高而發(fā)生副反應(yīng)。部分乙醇跟濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫、二氧化碳、水蒸氣和炭黑。請(qǐng)用下列編號(hào)為①~⑥的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn), 以驗(yàn)證上述反應(yīng)后的混合氣體中含有二氧化碳、二氧化硫和水蒸氣。其中①中盛有品紅溶液,②中盛有酸性KMnO4溶液,③中盛有品紅溶液。
(1)用裝置的編號(hào)表示其連接順序(按氣體產(chǎn)物從左到右的流向)_________________;
(2)裝置⑤中的固體藥品為_(kāi)________________,用以驗(yàn)證的產(chǎn)物是_________________,現(xiàn)象是_________________;
(3)裝置①中的現(xiàn)象是_________________,驗(yàn)證_________________,裝置②中酸性KMnO4溶液的作用是_________________,裝置③中品紅溶液不褪色說(shuō)明_________________,此時(shí)盛有_________________的裝置④中出現(xiàn)_________________,可以驗(yàn)證_________________氣體的存在。
在這個(gè)題目中,由于反應(yīng)溫度過(guò)高,導(dǎo)致濃硫酸將乙醇氧化而生成C、CO2,濃硫酸本身也被還原為SO2,這其中還有少量的乙烯生成。如果將生成的氣體通入品紅,再用酸性KMnO4溶液來(lái)除去SO2氣體,那么其中混有的少量乙烯也會(huì)被其氧化而生成CO2氣體,最后再用澄清的石灰水檢驗(yàn)CO2的存在,得到的結(jié)論就不可靠了。
本人查閱了相關(guān)資料,也證明了酸性KMnO4溶液能將R-CH=CH2的烯烴氧化生成R-COOH和CO2。說(shuō)明酸性KMnO4溶液肯定能將CH2=CH2氧化為CO2。據(jù)此,本人認(rèn)為上述題目中若將KMnO4溶液換成溴水,將更為合理,得到的結(jié)論也更為可靠。