Hình vẽ dưới đây mô tả phương pháp điều chế và thử tính chất của khí X trong phòng thí nghiệm.
a. Xác định khí X, dung dịch Y và viết phương trình hóa học của phản ứng điều chế X.
b. Vì sao phải thêm H2SO4 đặc từ từ vào cồn 96° đồng thời khuấy và làm mát? Vì sao không nên đun trực tiếp bình cầu trên ngọn lửa đèn cồn?
c. Vì sao có thể thu khí X bằng phương pháp dời nước? Vì sao phải bỏ phần khí thoát ra đầu tiên trước khi thu khí X?
d. Nêu hiện tượng khi sục khí X vào nước Br2 loãng hoặc dung dịch KMnO4 loãng. Viết phương trình hóa học của các phản ứng xảy ra.
(a) Khí X là CH2=CH2; dung dịch Y là dung dịch NaOH.
Phản ứng: C2H5OH (H2SO4 đặc, t°) —> CH2=CH2 + H2O
(b) Quá trình trộn lẫn H2SO4 đặc và cồn 96° tỏa nhiều nhiệt, nếu làm ngược lại chất lỏng có thể sôi và bắn ra ngoài. Khi pha trộn ta cần làm mát để tránh nhiệt độ tăng làm phản ứng xảy ra ngay.
Không đun trực tiếp bình cầu mà đun thông qua lưới tản nhiệt để nhiệt được tản ra đều, nếu đun trực tiếp nhiệt tập trung vào 1 vị trí sẽ khiến nhiệt độ tăng cục bộ, bình cầu có nguy cơ nứt vỡ đồng thời thúc đẩy phản ứng phụ.
(c) Khí X thu bằng phương pháp dời H2O vì X không phản ứng với nước, không tan trong nước. Khí thoát ra đầu tiên chứa nhiều tạp chất là không khí trong bình cầu, bình lọc Y và ống dẫn, vì vậy ta bỏ đi phần khí này.
(d) Khí X làm nhạt màu nâu đỏ của Br2:
CH2=CH2 + Br2 —> BrCH2-CH2Br
Khí X làm nhạt màu tím của dung dịch KMnO4, đồng thời xuất hiện kết tủa nâu đen:
3CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O —> 3HOCH2-CH2OH + 2KOH + 2MnO2