Question

11．Ⅰ．聚四氟乙烯在耐热性和化学稳定性上都超过了其他塑料，号称“塑料之王”，可用于制造飞机、导弹的无油轴承，密封填料，人造血管，滑雪板，不粘锅等．其合成路线如图1所示：

写出下列化学反应方程式．
B→C：2CHClF₂$\stackrel{△}{→}$CF₂=CF₂+2HCl
C→D：nCF₂═CF₂$\stackrel{催化剂}{→}$
Ⅱ．实验室制取乙烯气体时，常因温度过高混合液迅速变黑，并产生具有刺激性气味的气体SO₂．某同学设计了如图2所示的实验装置以确证反应制得的混合气体中含有乙烯和SO₂．

可供选择的试剂：①酸性高锰酸钾溶液、②稀硝酸、③浓硫酸、④品红溶液、⑤石蕊试液、⑥NaOH溶液．
（1）各装置中所盛放的试剂分别是（填写序号）：A④，B⑥，C④，D①．
（2）装置B的作用是除去二氧化硫气体，以免干扰乙烯的实验，装置C的作用是检查二氧化硫是否除尽．
（3）能说明混合气体中含SO₂的实验现象是装置A中品红溶液褪色，确证混合气体中有乙烯的实验现象是装置D中的酸性高锰酸钾褪色．

Answer 1

分析 Ⅰ．氯仿为CHCl₃，二氟一氯甲烷的结构简式为CHClF₂，二氟一氯甲烷在加热条件下生成四氟乙烯，其结构简式为CF₂═CF₂，据元素守恒可知需2mol二氟一氯甲烷制取1mol四氟乙烯，同时又得到HCl．四氟乙烯发生加聚反应得到聚四氟乙烯，其结构简式构为；
Ⅱ．二氧化硫是否存在可用品红溶液检验，检验乙烯可以用溴水或高锰酸钾酸性溶液，乙烯和二氧化硫都能使溴水或高锰酸钾酸性溶液褪色；
乙烯与溴水发生加成反应使溴水褪色：CH₂=CH₂+Br₂→CH₂Br-CH₂Br，乙烯被酸性高锰酸钾氧化使其褪色．二氧化硫与溴水、酸性高锰酸钾发生氧化还原反应，5SO₂+2KMnO₄+2H₂O═K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄，SO₂+Br₂+H₂O═H₂SO₄+2HBr；乙烯不与NaOH溶液反应，但二氧化硫能与碱反应（SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O），故乙烯的检验应放在排除SO₂的干扰后进行，选通过品红溶液褪色检验SO₂的存在；再通过NaOH溶液除去SO₂，再通过品红溶液不褪色确认SO₂已除干净．最后用高锰酸钾酸性溶液褪色实验检验乙烯．

解答 解：Ⅰ．二氟一氯甲烷在加热条件下生成四氟乙烯，据元素守恒可知需2mol二氟一氯甲烷制取1mol四氟乙烯，同时又得到HCl，反应方程式为：2CHClF₂$\stackrel{△}{→}$CF₂=CF₂+2HCl，CF₂═CF₂在催化剂条件下发生加聚反应生成聚四氟乙烯，方程式为nCF₂═CF₂$\stackrel{催化剂}{→}$，
故答案为：2CHClF₂$\stackrel{△}{→}$CF₂=CF₂+2HCl；nCF₂═CF₂$\stackrel{催化剂}{→}$；
Ⅱ．（1）乙烯不与NaOH溶液反应，但二氧化硫能与碱反应（SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O），二氧化硫是否存在可用品红溶液检验，乙烯的检验应放在排除SO₂的干扰后进行，选通过品红溶液褪色检验SO₂的存在；再通过NaOH溶液除去SO₂，再通过品红溶液不褪色确认SO₂已除干净．最后用高锰酸钾酸性溶液褪色实验检验乙烯，
故答案为：④；⑥；④；①；
（2）乙烯和二氧化硫都能使溴水或高锰酸钾酸性溶液褪色，二氧化硫的存在影响乙烯的检验，故检验乙烯时应先除去二氧化硫，所以装置B的作用是除去二氧化硫气体，以免干扰乙烯的实验，通过NaOH溶液除去SO₂，再通过品红溶液不褪色确认SO₂已除干净，所以装置C的作用是检查二氧化硫是否除尽，
故答案为：除去二氧化硫气体，以免干扰乙烯的实验；检查二氧化硫是否除尽；
（3）二氧化硫是否存在可用品红溶液检验，所以能说明混合气体中含SO₂的实验现象是装置A中品红溶液褪色，最后用高锰酸钾酸性溶液褪色实验检验乙烯，装置D中的酸性高锰酸钾溶液褪色，说明含有乙烯，
故答案为：装置A中品红溶液褪色；装置D中的酸性高锰酸钾褪色．

点评 本题考查有机物的合成，题目难度不大，注意根据物质的名称能正确写出有机物的结构简式，本题考查乙烯的化学性质、制备以及常见气体的检验，题目难度不大，注意实验的先后顺序