Question

14．某實驗小組用下列裝置進(jìn)行乙醇催化氧化的實驗，并檢驗反應(yīng)的主產(chǎn)物．

（1）實驗過程中銅網(wǎng)出現(xiàn)紅色和黑色交替的現(xiàn)象，請用化學(xué)反應(yīng)方程式解釋這一現(xiàn)象2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO、CH₃CH₂OH+CuO$\stackrel{△}{→}$CH₃CHO+Cu+H₂O．在不斷鼓入空氣的情況下，熄滅酒精燈，反應(yīng)仍能繼續(xù)進(jìn)行，說明乙醇氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）．
（2）甲和乙兩個水浴作用不相同．甲的作用是加熱產(chǎn)生乙醇蒸氣；乙的作用是冷凝產(chǎn)物．
（3）反應(yīng)進(jìn)行一段時間后，干燥試管a中能收集到的有機(jī)物都有CH₃CHO、C₂H₅OH （填結(jié)構(gòu)簡式）．該反應(yīng)的主產(chǎn)物與新制氫氧化銅發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是：CH₃CHO+2Cu（OH）₂+NaOH$\stackrel{△}{→}$CH₃COONa+Cu₂O↓+3H₂O，集氣瓶中收集到的氣體的主要成分是N₂（填化學(xué)式）．
（4）若試管a中收集到的液體有刺激性氣味，用紫色石蕊試紙檢驗，試紙顯紅色，說明液體中還含有CH₃COOH （填結(jié)構(gòu)簡式），要除去該物質(zhì)，可先在混合液中加入c （填寫字母），然后蒸餾，得到主產(chǎn)物．
a．飽和氯化鈉溶液    b．苯    c．飽和碳酸氫鈉溶液      d．四氯化碳．

Answer 1

分析 （1）乙醇在銅做催化劑條件被氧氣氧化成乙醛，屬于加氧的氧化反應(yīng)，方程式為：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{銅}$2CH₃CHO+2H₂O，熄滅酒精燈，反應(yīng)仍能繼續(xù)進(jìn)行，說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
（2）依據(jù)乙醇和乙醛的物理性質(zhì)：二者都容易揮發(fā)．乙醇是反應(yīng)物，應(yīng)轉(zhuǎn)化成乙醇蒸汽進(jìn)入到硬質(zhì)試管內(nèi)參與反應(yīng)；乙醛是產(chǎn)物，降低溫度使其轉(zhuǎn)化成液態(tài)，所以前者用熱水浴，后者用冷水浴；
（3）根據(jù)物質(zhì)的沸點高低不同來確定獲得的物質(zhì)，該反應(yīng)的主產(chǎn)物為乙醛，與新制氫氧化銅發(fā)生反應(yīng)生成乙酸鈉、氧化亞銅和水，結(jié)合空氣的成分以及發(fā)生的反應(yīng)確定剩余的氣體成分；
（4）酸能使紫色石蕊試紙顯紅色，乙酸具有酸的通性，碳酸氫鈉可以和乙酸反應(yīng)，其余不可．

解答 解：（1）銅絲變黑是因為發(fā)生反應(yīng)：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；后來變紅是因為發(fā)生反應(yīng)：CH₃CH₂OH+CuO$\stackrel{△}{→}$CH₃CHO+Cu+H₂O，該反應(yīng)是乙醇的催化氧化，銅在反應(yīng)中做催化劑；
熄滅酒精燈，反應(yīng)仍能繼續(xù)進(jìn)行，說明該反應(yīng)時一個放熱反應(yīng)，
故答案為：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO、CH₃CH₂OH+CuO$\stackrel{△}{→}$CH₃CHO+Cu+H₂O；放熱；
（2）根據(jù)反應(yīng)流程可知：在甲處用熱水浴加熱使乙醇揮發(fā)與空氣中的氧氣混合，有利于下一步反應(yīng)；乙處作用為冷水浴，降低溫度，使生成的乙醛冷凝成為液體，沉在試管的底部，
故答案為：加熱產(chǎn)生乙醇蒸氣；冷凝產(chǎn)物；
（3）乙醇的催化氧化實驗中的物質(zhì)：乙醇、乙醛的沸點高低不同，在試管a中能收集這些不同的物質(zhì)，該反應(yīng)的主產(chǎn)物為乙醛，與新制氫氧化銅發(fā)生反應(yīng)CH₃CHO+2Cu（OH）₂+NaOH$\stackrel{△}{→}$CH₃COONa+Cu₂O↓+3H₂O，空氣的成分主要是氮氣和氧氣，氧氣參加反應(yīng)后剩余的主要是氮氣，
故答案為：乙醛、乙醇；CH₃CHO+2Cu（OH）₂+NaOH$\stackrel{△}{→}$CH₃COONa+Cu₂O↓+3H₂O；氮氣；
（4）若試管a中收集到的液體用紫色石蕊試紙檢驗，試紙顯紅色，說明液體中還含有乙酸，四個選擇答案中，只有碳酸氫鈉可以和乙酸反應(yīng)，生成乙酸鈉、水和二氧化碳，實現(xiàn)兩種互溶物質(zhì)的分離用蒸餾法，然后蒸餾，得到主產(chǎn)物，
故答案為：乙酸；c．

點評 本題考查了乙醇的催化氧化實驗，掌握化學(xué)實驗基本操作以及乙醇的催化氧化反應(yīng)歷程是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．