Question

5．某一研究性學(xué)習(xí)小組做了以下實(shí)驗(yàn)：在溴水中加入足量乙醛溶液，觀察到溴水褪色現(xiàn)象．
【提出問題】產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是什么？
【提出猜想】①溴水可能與乙醛發(fā)生取代反應(yīng)
②由于乙醛分子中含有不飽和鍵，溴水可能與乙醛發(fā)生加成反應(yīng)；
③乙醛中含有醛基，具有還原性，可能與溴水發(fā)生氧化還原反應(yīng)使溴水褪色．
【設(shè)計(jì)方案】方案一：檢驗(yàn)褪色后溶液的酸堿性
方案二：測定反應(yīng)前溴水中Br₂的物質(zhì)的量和反應(yīng)后Br^-離子的物質(zhì)的量
【實(shí)驗(yàn)探究】按物質(zhì)的量之比為1：5配制1000mL KBrO₃-KBr溶液，該溶液在酸性條件下完全反應(yīng)可生成0.5mol Br₂．取該溶液10mL，加入足量乙醛溶液使其褪色，然后將所得溶液稀釋為100mL，準(zhǔn)確量取其中的10mL，加入過量AgNO₃溶液，過濾、洗滌、干燥后稱量得到固體1.88g．
【解釋與結(jié)論】
（1）假設(shè)測得反應(yīng)前溴水中Br₂的物質(zhì)的量為a mol，
①若測得反應(yīng)后n（Br^-）=0mol，則說明溴水與乙醛發(fā)生了加成反應(yīng)；
②若測得反應(yīng)后n（Br^-）=a mol，則說明溴水與乙醛發(fā)生了取代反應(yīng)；
③若測得反應(yīng)后n（Br^-）=2a mol，則說明溴水使乙醛發(fā)生了氧化反應(yīng)．
（2）若已知CH₃COOAg易溶解于水，試通過計(jì)算判斷溴水與乙醛發(fā)生反應(yīng)的類型為：
反應(yīng)的類型為：氧化反應(yīng)； 理由是：根據(jù)n（Br^-）=2n（Br₂），由于溴水將乙醛氧化為乙酸的同時(shí)，產(chǎn)生的Br^-的物質(zhì)的量是Br₂的物質(zhì)的量的2倍，所以反應(yīng)應(yīng)為氧化反應(yīng)；其反應(yīng)方程式為：CH₃CHO+Br₂+H₂O=CH₃COOH+2HBr．
【反思與評價(jià)】
方案一是否可行？不可行；理由是不管乙醛發(fā)生取代生成HBr，還是發(fā)生氧化反應(yīng)生成CH₃COOH和HBr，都能使反應(yīng)后溶液顯酸性．

Answer 1

分析 【提出猜想】
①溴水可能與乙醛發(fā)生取代反應(yīng)
②乙醛中含有碳氧雙鍵，可能與溴發(fā)生加成反應(yīng)；
③乙醛中含有醛基，可能被溴氧化；
【實(shí)驗(yàn)探究】按物質(zhì)的量之比為1：5配制1000mL KBrO₃-KBr溶液，該溶液在酸性條件下完全反應(yīng)可生成0.5mol Br₂；
取該溶液10mL，溴的物質(zhì)的量=0.5mol×$\frac{1}{100}$=0.005mol，加入足量乙醛溶液使其褪色，然后將所得溶液稀釋為100mL，準(zhǔn)確量取其中的10mL，加入過量AgNO₃溶液，過濾、洗滌、干燥后稱量得到固體0.188g，n（AgBr）=$\frac{0.188g}{188g/mol}$=0.001mol，則100mL該溶液中n（AgBr）=0.001mol×10=0.01mol；
【解釋與結(jié)論】
（1）假設(shè)測得反應(yīng)前溴水中Br₂的物質(zhì)的量為a mol，
①若測得反應(yīng)后n（Br^-）=0mol，則說明溴與乙醛反應(yīng)沒有溴離子生成；
②若測得反應(yīng)后n（Br^-）=a mol，則說明溴水與乙醛反應(yīng)后有一半的溴元素生成溴離子；
③若測得反應(yīng)后n（Br^-）=2a mol，則說明溴完全轉(zhuǎn)化為溴離子，溴作氧化劑；
（2）若已知CH₃COOAg易溶解于水，則反應(yīng)前后C元素化合價(jià)發(fā)生變化，所以該反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，則溴得電子生成溴離子；
【反思與評價(jià)】
乙醛如果發(fā)生取代生成HBr，發(fā)生氧化反應(yīng)生成CH₃COOH和HBr，所以這兩種類型的反應(yīng)都生成酸．

解答 解：【提出猜想】
②乙醛分子中有C=O不飽和鍵，可能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)使溴水褪色；
③乙醛中含有醛基，具有還原性，可能與溴水發(fā)生氧化還原反應(yīng)使溴水褪色，
故答案為：②由于乙醛分子中含有不飽和鍵，溴水可能與乙醛發(fā)生加成反應(yīng)；
         ③由于乙醛含有醛基，具有還原性，溴水可能將乙醛氧化為乙酸；
【實(shí)驗(yàn)探究】按物質(zhì)的量之比為1：5配制1000mL KBrO₃-KBr溶液，該溶液在酸性條件下完全反應(yīng)可生成0.5mol Br₂；
取該溶液10mL，溴的物質(zhì)的量=0.5mol×$\frac{1}{100}$=0.005mol，加入足量乙醛溶液使其褪色，然后將所得溶液稀釋為100mL，準(zhǔn)確量取其中的10mL，加入過量AgNO₃溶液，過濾、洗滌、干燥后稱量得到固體0.188g，n（AgBr）=$\frac{0.188g}{188g/mol}$=0.001mol，則100mL該溶液中n（AgBr）=0.001mol×10=0.01mol；
【解釋與結(jié)論】
假設(shè)測得反應(yīng)前溴水中Br₂的物質(zhì)的量為a mol，
①若測得反應(yīng)后n（Br^-）=0mol，則說明溴與乙醛反應(yīng)沒有溴離子生成，則發(fā)生的反應(yīng)應(yīng)該是加成反應(yīng)；
②若測得反應(yīng)后n（Br^-）=a mol，則說明溴水與乙醛反應(yīng)后有一半的溴元素生成溴離子，說明發(fā)生的反應(yīng)是取代反應(yīng)；
③若測得反應(yīng)后n（Br^-）=2a mol，則說明溴完全轉(zhuǎn)化為溴離子，溴作氧化劑，說明發(fā)生的反應(yīng)是氧化反應(yīng)；
故答案為：加成；取代；氧化反應(yīng)；
（2）已知CH₃COOAg易溶解于水，得到n（AgBr）=0.01mol，n（AgBr ）=n（Br^-）=0.01mol，n（Br₂）=0.005mol，所以n（Br^-）=2n（Br₂），由于溴水將乙醛氧化為乙酸的同時(shí)，產(chǎn)生的Br^-的物質(zhì)的量是Br₂的物質(zhì)的量的2倍，所以反應(yīng)應(yīng)為氧化反應(yīng)，反應(yīng)方程式為CH₃CHO+Br₂+H₂O=CH₃COOH+2HBr，
故答案為：氧化反應(yīng)；根據(jù)n（Br^-）=2n（Br₂），由于溴水將乙醛氧化為乙酸的同時(shí)，產(chǎn)生的Br^-的物質(zhì)的量是Br₂的物質(zhì)的量的2倍，所以反應(yīng)應(yīng)為氧化反應(yīng)；CH₃CHO+Br₂+H₂O=CH₃COOH+2HBr；
【反思與評價(jià)】
方案一中，乙醛發(fā)生取代生成HBr，還是發(fā)生氧化反應(yīng)生成CH₃COOH和HBr，都能使反應(yīng)后溶液顯酸性，故方案一不可行．
故答案為：不可行；不管乙醛發(fā)生取代生成HBr，還是發(fā)生氧化反應(yīng)生成CH₃COOH和HBr，都能使反應(yīng)后溶液顯酸性．

點(diǎn)評 本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，明確各個(gè)反應(yīng)生成物特點(diǎn)是解本題關(guān)鍵，側(cè)重考查學(xué)生分析推斷及計(jì)算能力，把握常見有機(jī)反應(yīng)類型特點(diǎn)及其反應(yīng)原理，題目難度不大．