Question

乙醇在一定條件下可被氧化，某同學(xué)利用下列裝置進(jìn)行乙醇的催化氧化實驗，并檢驗其產(chǎn)物，其中C裝置的試管中盛有無水乙醇．已知乙醛在加熱條件下能與新制Cu（OH）₂反應(yīng)生成Cu₂O．

回答下列問題：
（1）請選擇必要的裝置，按氣流方向連接順序為

 

（填儀器接口的字母編號）（加熱和夾持裝置已略去）．
（2）B裝置的分液漏斗中液體藥品是

 

（填化學(xué)式）．該液體還可以與酸性KMnO₄溶液反應(yīng)產(chǎn)生相同的氣體，寫出該反應(yīng)的離子方程式

 

．
（3）F裝置中的固體試劑是

 

，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．反應(yīng)一斷時間后移去酒精燈，反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行，其原因是

 

．
（4）A裝置和D裝置中的實驗現(xiàn)象分別為

 

、

 

．
（5）為了提高乙醇的轉(zhuǎn)化率，可以對C裝置進(jìn)行改進(jìn)，提出你的改進(jìn)意見

 

．

Answer 1

考點：乙醇的催化氧化實驗

專題：實驗題

分析：（1）用乙醇做催化氧化實驗，需要的裝置有產(chǎn)生氧氣、干燥裝置、產(chǎn)生乙醇蒸氣裝置、反應(yīng)裝置、檢驗其產(chǎn)物裝置；
（2）根據(jù)B裝置的作用制取氧氣的原理分析解答，過氧化氫與高錳酸鉀能產(chǎn)生氧氣，過氧化氫被氧化生成氧氣，高錳酸鉀被還原生成Mn²⁺，；
（3）F裝置為乙醇催化氧化，該反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，該反應(yīng)引發(fā)后，不需加熱即可進(jìn)行，在催化劑的條件下乙醇被氧化成乙醛；
（4）醛類能和氫氧化銅懸濁液反應(yīng)生成磚紅色沉淀；裝置D盛有無水硫酸銅，無水硫酸銅和水作用，白色變藍(lán)色，用于檢驗水蒸氣；
（5）為了提高乙醇的轉(zhuǎn)化率，可控制C裝置中水浴的溫度略高于乙醇沸點．

解答： 解：（1）用c發(fā)生制取氧氣，產(chǎn)生的氧氣中含有水蒸氣，所以需要干燥裝置，則應(yīng)選擇裝置hi，乙醇的催化氧化實驗，需產(chǎn)生乙醇蒸氣，則應(yīng)選擇裝置de，無水乙醇與氧氣發(fā)生催化氧化，則應(yīng)選擇裝置jk（或kj），驗證生成的水，則應(yīng)選擇裝置fg（或gf），驗證乙醛，則應(yīng)選擇裝置a，
故答案為：c→hi→de→jk（或kj）→fg（或gf）→a；
（2）用c發(fā)生制取氧氣，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，高錳酸鉀有強(qiáng)氧化性，能將雙氧水氧化為氧氣，錳元素化合價降低了5價，氧元素化合價升高2價，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒，該反應(yīng)的離子方程式為2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑，
故答案為：H₂O₂；2MnO₄^-+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+8H₂O+5O₂↑；
（3）F裝置為乙醇催化氧化，乙醇催化氧化的產(chǎn)物為乙醛，反應(yīng)方程式為：2CH₃CH₂OH+O₂

cu

△

2CH₃CHO+2H₂O，所以F裝置中的固體試劑是銅絲，乙醇催化氧化是一個放熱反應(yīng)，該反應(yīng)引發(fā)后，不需加熱即可進(jìn)行，所以撤掉酒精燈后銅絲保持紅熱，
故答案為：銅絲；2CH₃CH₂OH+O₂

cu

△

2CH₃CHO+2H₂O；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程放出的熱量能維持反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行；
（4）乙醛能和氫氧化銅懸濁液反應(yīng)，生成磚紅色沉淀，所以A中會產(chǎn)生紅色沉淀，裝置D的作用是檢驗水蒸氣，藥品為白色的無水硫酸銅粉末，發(fā)生反應(yīng)為：CuSO₄+5H₂O═CuSO₄?5H₂O，無水硫酸銅變藍(lán)說明混合氣體中有水蒸氣，
故答案為：A中出現(xiàn)磚紅色沉淀；D中白色粉末變?yōu)樗{(lán)色；
（5）C裝置是為乙醇催化氧化提供乙醇蒸氣，所以為了得到平穩(wěn)氣流，且節(jié)約能源，改進(jìn)C裝置，需使用溫度計，控制C裝置中水浴的溫度略高于乙醇沸點，
故答案為：使用溫度計，控制C裝置中水浴的溫度略高于乙醇沸點．

點評：本題通過乙醇的催化氧化實驗，考查了乙醇、乙醛的性質(zhì)以及實驗方案的設(shè)計，題目難度中等，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題，解決問題的能力，掌握乙醇催化氧化的原理是解題的關(guān)鍵．