烃类相关实验剖析
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烃类的相关实验考查涉及烷烃、烯烃、炔烃、苯及其同系物的性质，考查方式既有课本相关实验的深入探讨，也有以课本知识为基础的实验探究。本文予以分类示例，探讨如下。
1. 烷烃相关实验
例1 某学校课外实验小组欲探究甲烷的性质，实验小组成员发现实验台有两个盖有毛玻璃片的集气瓶（其中一瓶为甲烷、一瓶为氯气）等，小组成员从实验台上拿出一支规格为20 mL的刻度试管，想在试管中取5 mL甲烷、15 mL氯气的混合气体进行实验探究。请你帮助他们完成下列问题：
（1）用最简单的方法区别两个集气瓶中的气体： 。
（2）有同学提出用分液漏斗、双孔橡胶塞、玻璃管等仪器组装，可以将集气瓶中的气体，取到刻度试管中。请你画出在刻度试管中取用5 mL甲烷、15 mL氯气的混合气体的操作装置，说明简单的操作方法： 。
（3）在水槽中将橡皮塞塞在集有混合气体的试管口上，取出，放置在 （填写下面的序号）的地方，探究甲烷与氯气的取代反应；写出该反应中的一个化学方程式： ，足够长的一段时间后，用手握住试管，口朝下，伸入水中，在水下拔下橡皮塞，可以观察到的现象是 。
A.黑暗中 B.阳光直射的地方
C.室内自然光 D.任何地方
解析 （1）通过观察法可以区别，有颜色的集气瓶中为氯气，另一集气瓶中为甲烷。（2）用排饱和食盐水的方法可以分别收集一定体积的气体。（3）烷烃的取代反应需要的光为自然光，不能在阳光直射下，否则会导致反应太快而爆炸。
答案 （1）有颜色的一瓶中为氯气，另外一瓶中为甲烷
（2）装置如下图所示。先将双孔塞塞到盛有氯气的集气瓶口上，打开分液漏斗旋塞，使食盐水缓缓流下，收集15 mL氯气；然后将双孔塞换到盛有甲烷的集气瓶上，再打开分液漏斗旋塞，排出试管中所有的饱和氯化钠溶液即可
[集气瓶][饱和氯化钠溶液]
（3）C CH4+Cl2CH3Cl+HCl（或CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HCl或CH2Cl2+Cl2CHCl3+HCl或CHCl3+Cl2CCl4+HCl） 试管内有水柱慢慢上升
点拨 甲烷与氯气的取代反应是教材“科学探究”的内容，本题是在该实验的基础上进行扩展。如怎样收集一定量氯气和甲烷，甲烷与氯气的反应条件以及反应产物，这些都需要同学们对基础知识的掌握足够扎实，才可以做到举一反三，不要忽略课本基本知识，它们是我们解决复杂问题的工具。
2. 烯烃相关实验
例2 某化学兴趣小组用图1所示装置进行探究实验。当温度迅速上升后，可观察到试管中溴水褪色，烧瓶中液体呈棕黑色。
[浓硫酸][乙醇][碎瓷片][浓溴水]
图1
（1）烧瓶中液体呈棕黑色的原因是 。
（2）一些同学认为：溴水褪色的现象不能证明反应中有乙烯生成，且乙烯具有不饱和性，因为棕黑色物质会与浓硫酸反应生成某气体，该气体使溴水褪色的化学方程式为 。另一些同学经过仔细观察后认为：试管中另一个现象可证明反应中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性。这个现象是 。
（3）为了控制烧瓶中液体的温度，该小组改用图2装置实验时，先将烧瓶置于油（沸点、熔点均高于300℃）中，然后加热，并控制温度在170℃左右。结果试管中溴水未完全褪色，液面上形成一层深红色液体。产生这个现象的原因是烧瓶中发生反应生成液体X，生成X的反应化学方程式为 。若还用图2装置制取较多乙烯，正确的加热操作顺序是先 ，后 。
[浓硫酸][乙醇][碎瓷片][浓溴水][油]
图2
（4）处理上述实验后的烧瓶中废液的正确操作是 。
A. 将废液倒入下水道中
B. 将废液倒入空废液缸中
C. 将水倒入烧瓶中
D. 将废液倒入盛有水的塑料桶中
解析 （1）（2）浓硫酸作为乙醇转化为乙烯的催化剂，与此同时，浓H2SO4使部分乙醇脱水碳化，单质C与浓H2SO4会在加热条件下继续反应产生SO2，SO2的还原性使溴水褪色其反应为SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4。同时乙烯会与溴水中的溴作用生成比水重的油状物溴乙烷。（3）乙醇在140℃浓硫酸作用下生成乙醚，在加热时注意先将油加热至170℃；将烧瓶置于油中。（4）最后的废液应倒入盛有水的器皿中。
答案 （1）浓H2SO4使部分乙醇脱水碳化
（2）SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4 溴水下层有不溶于水的油状物溴乙烷生成
（3）2CH3CH2OH[浓H2SO4140℃]CH3CH2OCH2CH3+H2O 将油加热至170℃ 将烧瓶置于油中
（4）D
点拨 实验室制乙烯的反应是有机实验题中经常考查的内容，对于该反应的实验原理必须很清楚，才可能解决相关问题。本题中所提到的实验现象，必须和制乙烯反应中所涉及的副反应相联系，这样才能使问题简单化。本题考查了同学们综合运用所学化学知识和方法，解决综合性问题的能力以及建立绿色化学的思想。
3. 炔烃相关实验
例3 为探究乙炔与溴的加成反应，甲同学设计并进行如下实验：先取一定量工业用电石与水反应，将生成的气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙炔与溴水发生了加成反应。乙同学发现甲同学的实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色沉淀，推测在制得的乙炔中还可能含有少量还原性的杂质气体，由此他提出必须先除去它，再与溴水反应，请回答下列问题：
（1）写出甲同学实验中两个主要的化学方程式： 、 。
（2）甲同学设计的实验 （填“能”或“不能”）验证乙炔与溴发生加成反应，其理由是 。
A. 使溴水褪色的反应，未必是加成反应
B. 使溴水褪色的反应，就是加成反应
C. 使溴水褪色的物质，未必是乙炔
D. 使溴水褪色的物质，就是乙炔
（3）乙同学推测此乙炔中必定含有一种杂质气体是 ，它与溴水反应的化学方程式是 ；在验证过程中必须全部除去。
（4）请你选用下列四个装置（可重复使用）来实现乙同学的实验方案，将它们的编号填入方框，并写出装置内所放的化学药品。
[（电石、水） （ ） （ ） （溴水）] [b] [d] [a][b][c][d]
（5）为验证这一反应是加成而不是取代反应，丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性，理由是 。
解析 （1）电石与水反应生成乙炔，乙炔可与溴单质发生加成反应。（2）（3）乙炔与溴单质反应使其褪色，也有可能发生的是取代反应，电石中含有的CaS会与水反应生成H2S气体，该气体也可与溴单质反应使其褪色。（4）固液反应制取气体常用c装置，该反应放热故不能用启普发生器，用CuSO4溶液可除去乙炔中的H2S气体，再次用到CuSO4溶液可检验H2S是否完全除去。（5）若乙炔和溴单质发生取代反应，会生成HBr使溶液显酸性，故可用测溶液PH来验证反应类型。
答案 （1）CaC2+2H2OC2H2+Ca（OH）2， C2H2+Br2CHBr=CHBr或C2H2+2Br2CHBr2CHBr2 （2）不能 ①③ （3）H2S Br2+H2S=S+2HBr （4） c b CuSO4溶液 CuSO4溶液 （5）若发生取代反应，必定生成HBr，溶液酸性将会明显增强，故可用pH试纸测溶液酸碱性。
点拨 本题是对实验室制取的乙炔气体成分以及乙炔与溴单质发生反应的反应类型进行探讨的探究性实验。通过和溴单质反应有浅黄色沉淀生成，推出有H2S气体，H2S气体的除杂一般用CuSO4溶液。乙炔和溴单质反应从反应类型上分析可能发生取代或加成反应，根据产物的特点得出正确结论。面对探究性试题中的信息，同学们要仔细分析题意，学会处理信息，学会运用信息，将提取出的有用信息运用于具体问题的解答。
4. 苯相关实验
例4 溴苯是一种化工原料，实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下：
[＼&苯＼&溴＼&溴苯＼&密度/g・cm-3＼&0.88＼&3.10＼&1.50＼&沸点/℃＼&80＼&59＼&156＼&水中溶解度＼&微溶＼&微溶＼&微溶＼&]
[NaOH][a][b][c][d]
按下列合成步骤回答问题：
（1）在a中加入15 mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL液态溴。向a中滴入几滴溴，有白色烟雾产生，是因为生成了 气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是 。
（2）液溴滴完后，经过下列步骤分离提纯：
①向a中加入10 mL水，然后过滤除去未反应的铁屑；
②滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤，NaOH溶液洗涤的作用是 ；
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤，加入氯化钙的目的是 。
（3）经以上分离操作后，粗溴苯中还含有的主要杂质为 ，要进一步提纯，下列操作中必须的是 （填入正确选项前的字母）。
A. 重结晶 B. 过滤 C. 蒸馏 D. 萃取
（4）在该实验中，a的容积最适合的是 （填入正确选项前的字母）。
A. 25 mL B. 50 mL C. 250 mL D. 500 mL
解析 （1）苯和液溴反应生成溴苯和溴化氢，且该反应为放热反应，液溴和溴化氢会挥发出来，酸性气体可用碱液吸收。（2）溴苯中会混入未反应完的液溴和生成的溴化氢，用碱液可吸收酸性杂质，且通常情况下溴苯在NaOH溶液中不易水解，可用其除杂。无水氯化钙常用作干燥剂吸水。（3）溴苯是由苯和液溴反应制得的，苯也易混到其中，且不易除去，可互溶的有机物通常用蒸馏的方法除去。（4）三颈烧瓶加入反应液时体积不能超过它的[12]，故a的容积最适合的是50 mL。
答案 （1）HBr 吸收HBr和Br2 （2）除去HBr和未反应的Br2 干燥 （3）苯 C （4）B
点拨 对教材中提到的实验，在搞清基本原理的基础上，对所涉及的相关知识要进行一定扩展和延伸。这样在掌握课本基础知识的前提下，可提高同学们分析与解决问题的能力、实验操作与实验方案的评价能力等。