Question

12．某實驗小組用下列裝置進行乙醇催化氧化的實驗．

（1）實驗過程中銅網(wǎng)出現(xiàn)紅色和黑色交替的現(xiàn)象，請寫出相應的化學反應方程式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，反應仍能繼續(xù)進行，說明該乙醇氧化反應是放熱反應．
（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中能收集到多種物質(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)，可先在混合液中加入c（填字母）．
a．氯化鈉溶液  b．苯   c．碳酸氫鈉溶液  d．四氯化碳
然后，再通過蒸餾（填實驗操作名稱）即可除去．

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，而集氣瓶中收集的氣體主要為氮氣，另外如乙酸的酸性比碳酸強，則在碳酸鈉溶液中加入乙酸，可生成二氧化碳氣體，以此解答該題．

解答 解：（1）進入乙中的氣體為空氣和乙醇，加熱時，銅和氧氣反應生成氧化銅，方程式為2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，氧化銅和乙醇在加熱條件下發(fā)生氧化還原反應可生成乙醛和銅，反應的方程式為CH₃CH₂OH+CuO$\stackrel{△}{→}$CH₃CHO+Cu+H₂O，實驗時，先加熱玻璃管乙中的鍍銀鋼絲，約1分鐘后鼓入空氣，此時銅絲即呈紅熱狀態(tài)，若把酒精燈撤走，控制一定的鼓氣速度，銅絲能長時間保持紅熱直到實驗結束，說明反應引發(fā)后，不需加熱即可進行到底，說明該反應是放熱的反應，
故答案為：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；CH₃CH₂OH+CuO$\stackrel{△}{→}$CH₃CHO+Cu+H₂O；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，生成的乙醛以及剩余的乙醇可在乙中經(jīng)冷卻而收集，
故答案為：冷卻；
（3）乙醇催化氧化生成乙醛和水，乙醇蒸氣冷卻后為液體；空氣中的氧氣反應，所以最后收集的其他主要為氮氣，
故答案為：乙醛、乙醇、水；氮氣；
（4）乙酸易溶于水和有機溶劑，可與碳酸氫鈉溶液反應生成乙酸鈉，可用碳酸氫鈉溶液除雜，在反應后得到產(chǎn)物中加熱碳酸氫鈉，蒸餾可將乙醇、乙醛分離，
故答案為：c；蒸餾．

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，難度不大．