Question

【題目】（一） 某實驗小組的同學們用下列裝置進行乙醇催化氧化的實驗.（部分夾持儀器已略去）已知：乙醇的沸點為 78℃，易溶于水；乙醛的沸點為 20.8℃，易溶于水。

（1） 乙醇催化氧化的化學方程是_________。

（2）裝置甲中熱水的主要作用是_________。

（3）裝置乙中冷水的主要作用是_________，其溫度要求是_________，為達到該溫度，可進行的操作是_________。

（4）實驗開始前，加熱銅網，觀察到的現象是_________，該反應的化學方程式是_________；鼓入空氣和乙醇蒸氣后，銅網處觀察到的現象是_________，此反應中，銅的作用是_________。

（5） 在不斷鼓入空氣的情況下,熄滅酒精燈,反應仍能繼續進行,說明該反應_________（填“吸熱”或“放熱”）；集氣瓶中收集到的氣體的主要成分是_________。

（6）實驗結束后，取出裝置乙中的試管，打開橡膠塞，能聞到_________。

（二） 化學興趣小組的同學們設計了如下裝置驗證乙醇催化氧化的產物（加熱儀器、夾持裝置已略

去）。

已知： 乙醇的沸點為 78℃， 易溶于水； 乙醛的沸點為 20.8℃， 易溶于水。

（1）乙醇催化氧化的化學方程式是___________。

（2）實驗時上述裝置中需要加熱的是__________（填字母，下同），其中應該先加熱的是_______， 為使裝置A中的乙醇成為蒸氣， 最簡單的加熱方法是_________。

（3）實驗室制取氧氣的化學方程式是___________。

（4）實驗開始后，裝置B中能觀察到的現象是___________；裝置C中能觀察到的現象是__________， 由此得出的結論是_____________。

（5）裝置 E 的作用是________， 能初步判定反應后有乙醛生成的依據是_____________。

（6）裝置 D中的藥品是__________， 其作用是_________________。

Answer 1

【答案】（一） 加熱乙醇，使其成為蒸氣 冷凝乙醛 小于20.8℃ 向水中加入少量冰塊 銅網變黑 變黑的銅網重新變紅 催化劑 放熱 氮氣 強烈的刺激性氣味

(二) AB B 水浴加熱 銅絲由紅變黑，再由黑變紅 無水硫酸銅粉末由白色變為藍色 乙醇催化氧化的產物有水 吸收乙醛 防止倒吸 裝置E中的物質有強烈刺激性氣味 堿石灰 防止外界的水蒸氣進入導管使無水硫酸銅變藍

【解析】

本實驗主要考察的是乙醇的催化氧化。在課本中，乙醇的催化氧化的實驗操作是將灼燒過的銅絲插入到乙醇中。在本題的兩個實驗中，乙醇放置在一個裝置中，無法直接和銅網（絲）接觸，且題中告知乙醇的沸點，則可以使用氣態的乙醇去反應。在實驗（一）中，裝置甲的作用是提供氣態的乙醇，裝置乙的作用是收集乙醛（題中告知乙醛的沸點為20.8℃，說明乙醛也易揮發）。在實驗（二）中，裝置A的作用是提供氣態的乙醇，裝置C的作用是檢驗產物——水蒸氣，裝置D的作用是干燥乙醛，裝置E的作用是收集乙醛（乙醛易溶于水）。還要注意的是，乙醇的催化氧化實際上是兩步反應，Cu先被氧化為CuO，乙醇和灼熱的CuO反應生成乙醛和Cu。

（一）（1）乙醇催化氧化的化學方程式為：；

（2）由于乙醇無法直接和銅網接觸，所以需要將乙醇汽化，裝置甲中的熱水是為了加熱乙醇，使其變為蒸汽；

（3）題中告知乙醛的沸點為20.8℃，易溶于水，說明乙醛易揮發，可以用水吸收乙醛，則裝置乙中冷水的作用是吸收乙醛，溫度小于20.8℃，以減少乙醛的揮發；為了保證低溫，往往考慮使用冰水浴，所以可以在冷水中加入少量冰塊；

（4）銅網受熱，可以看到銅網變黑，其化學方程式為；鼓入乙醇蒸汽后，乙醇和黑色的CuO在加熱的情況下反應，CuO變回了Cu，則可以觀察到黑色的銅網變紅；在整個過程中，Cu先是變為CuO，再是變回了Cu，相當于沒有發生變化，起到了催化劑的作用；

（5）反應需要加熱進行，在熄滅酒精燈的情況下，反應仍能進行，說明有熱量提供以滿足該反應的需要，則該反應是放熱反應；整個反應過程中，涉及到的氣體有空氣、乙醇氣體、乙醛氣體，其中乙醇氣體參與反應或者被乙裝置吸收，乙醛氣體被乙裝置吸收，空氣中的氧氣參與反應，氮氣不參加任何反應，則集氣瓶中主要的成分為氮氣；

（6）乙裝置中的主要液體為乙醛溶液，打開瓶塞后，可以聞到強烈的刺激性氣味；

（二）（1）乙醇催化氧化的化學方程式為：；

（2）該反應的條件為加熱，，所以B處需要加熱，實驗中還需要乙醇氣體，所以A處也需要加熱，則需要加熱的有A、B；該反應的實際情況中，乙醇是和CuO反應的，所以要先加熱B以獲得CuO；為使乙醇變為蒸氣，最簡單的方法是水浴加熱，因為水浴加熱時，乙醇受熱均勻，可以獲得平穩的乙醇氣流；

（3）實驗室制備干燥的O2的方程為：；

（4）實驗開始后，Cu先變為CuO，CuO再和乙醇氣體反應變回Cu，所以B處可以看到紅色的銅絲先變黑，再變紅；反應中，有水蒸氣生成，則可以看到C處的無水CuSO4粉末變為藍色，說明該反應有水生成；

（5）E的作用為吸收乙醛，因為題中已經告知乙醛的沸點為20.8℃，且易溶于水，且E裝置在反應裝置的最后；乙醛具有刺激性氣味，所以可以根據氣味來判斷是否有乙醛生成；

（6）D中的藥品應該是堿石灰，因為E中含有水，水蒸氣會沿導管進入C中，這樣會影響無水CuSO4粉末對產物生成的水的檢驗，所以應該在C、E之間連接一個干燥裝置，目的是防止防止外界的水蒸氣進入導管使無水CuSO4粉末變藍。