Question

3．某實驗小組用下列裝置進行乙醇催化氧化的實驗．

（1）實驗過程中在不斷鼓入空氣的情況下，熄滅酒精燈，反應仍能繼續(xù)進行，說明該乙醇催化反應是放熱反應．
（2）甲和乙兩個水浴作用不相同．
甲的作用是加熱；乙的作用是冷卻．
（3）反應進行一段時間后，干燥試管a中能收集到不同的物質(zhì)，它們是乙醛、乙醇、水．集氣瓶中收集到的氣體的主要成分是氮氣．
（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．要除去該物質(zhì)，可現(xiàn)在混合液中加入c（填寫字母），然后，再通過蒸餾即可得到乙醛．
a．氯化鈉溶液　　b．苯　　c．碳酸氫鈉溶液 　d．四氯化碳
（5）圖中丙處導管應傾斜的原因是使冷凝的乙醇蒸汽易于回流．
（6）本實驗中若不鼓入空氣，其他操作不變，乙處試管內(nèi)也得到了乙醛，則發(fā)生的化學方程式為CH₃CH₂OH$\stackrel{△}{→}$CH₃CHO+H₂．

Answer 1

分析 實驗室探究乙醇的催化氧化反應，可將甲進行水浴加熱，能使甲中乙醇平穩(wěn)氣化成乙醇蒸氣，則進入銅網(wǎng)的氣體為空氣和乙醇的混合氣體，在加熱條件下，分別發(fā)生2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；CH₃CH₂OH+CuO$\stackrel{△}{→}$CH₃CHO+Cu+H₂O，可觀察到銅網(wǎng)出現(xiàn)紅色和黑色交替的現(xiàn)象，進入乙中的氣體經(jīng)冷卻后，可在試管中得到乙醛、乙醇和水，氮氣難溶于水，集氣瓶中收集的氣體為氮氣．
（1）熄滅酒精燈，反應仍然能夠繼續(xù)反應，說明該反應為放熱反應；
（2）裝置甲的作用是將乙醇變成乙醇蒸氣，所以需要熱水；乙裝置是冷卻乙醛，需要冷水；
（3）根據(jù)物質(zhì)的沸點高低不同來確定獲得的物質(zhì)，結合空氣的成分以及發(fā)生的反應確定剩余的氣體成分；
（4）能使紫色石蕊試紙變紅的是酸，碳酸氫鈉可以和乙酸反應，通過蒸餾方法分離出乙醛；
（5）乙醇易揮發(fā)，圖中丙處導管應傾斜的原因是使冷凝的乙醇蒸汽易于回流；
（6）若不鼓入空氣，其他操作不變，乙處試管內(nèi)也得到了乙醛，則乙醇分解生成乙醛和氫氣．

解答 解：由流程可知，甲中水浴加熱，空氣與乙醇氣體在硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生催化氧化反應生成乙醛，乙中為冷水，試管C中收集到乙醛、水、乙醇，空氣中氧氣參加反應，則最后排水法收取的氣體主要為氮氣．
（1）把酒精燈撤走，控制一定的鼓氣速度，銅絲能長時間保持紅熱直到實驗結束，說明反應引發(fā)后，不需加熱即可進行到底，說明該反應是放熱的反應，
故答案為：放熱；
（2）甲裝置常常浸在溫度為70～80的水浴中，水浴能使容器受熱均勻，能使甲中乙醇平穩(wěn)氣化成乙醇蒸氣；乙裝置中為冷水浴，使生成的乙醛在乙中經(jīng)冷卻而收集，
故答案為：加熱；冷卻；
（3）乙醇的催化氧化實驗中的物質(zhì)：乙醇、乙醛和水的沸點高低不同，在干燥試管a中能收集這些不同的物質(zhì)，空氣的成分主要是氮氣和氧氣，氧氣參加反應后剩余的主要是氮氣，
故答案為：乙醛、乙醇、水；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，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，
故答案為：乙酸；c；
（5）乙醇易揮發(fā)，圖中丙處導管用傾斜的導管便于使冷凝的乙醇蒸汽易于回流，
故答案為：使冷凝的乙醇蒸汽易于回流；       
（6）若不鼓入空氣，其他操作不變，乙處試管內(nèi)也得到了乙醛，則乙醇分解生成乙醛和氫氣，該反應為CH₃CH₂OH$\stackrel{△}{→}$CH₃CHO+H₂，
故答案為：CH₃CH₂OH$\stackrel{△}{→}$CH₃CHO+H₂．

點評 本題以乙醇的催化氧化為載體，綜合考查學生的分析能力和實驗能力，為高考常見題型，注意把握實驗的原理以及操作方法，（6）為解答的難點，注意利用信息分析解答，題目難度中等．