Question

19．如图所示为某化学兴趣小组设计的乙醇催化氧化的实验装置（图中加热仪器、铁架台、铁夹等均未画出）．图中，A为无水乙醇（沸点为78℃），B为绕成螺旋状的细铜丝或银丝，C为无水硫酸铜粉末，D为碱石灰，F为含有氢氧化钠的Cu（OH）₂悬浊液．（提示：乙醛具有与葡萄糖相似的性质）

（1）加热E处固体，目的是获得氧气．若E处是KClO₃与MnO₂的混合物，试写出反应的化学方程式：2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑．
（2）为了使A中的乙醇平稳汽化成蒸气，可采用的加热方法是略高于78℃的热水浴加热；D处使用碱石灰的作用是防止F中的水蒸气进入硬质玻璃管中．
（3）写出乙醇催化氧化的化学反应方程式2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O．
（4）图中C处和F处的现象分别为白色固体变蓝、产生砖红色沉淀．

Answer 1

分析 该装置为乙醇催化氧化的实验装置，装置中：装置E制备氧气，装置A提供乙醇蒸气，装置B是乙醇蒸气和氧气在催化剂作用下发生氧化反应生成乙醛和水，C处放置白色的无水硫酸铜，白色粉末无水硫酸铜遇水变蓝色检验水的生成，干燥管D中盛有碱石灰，防止F中的水蒸气进入硬质玻璃管中，干扰C处的实验，装置F通入氢氧化铜中加热出现砖红色沉淀检验乙醛的生成，
（1）依据装置图可知E是提供氧气的装置，加热E处固体，目的是制氧气；
（2）乙醇沸点小于100°C，为使A中乙醇平稳汽化成乙醇蒸气，可以采取水浴加热试管A；D处使用碱石灰的作用是防止水蒸气进入C，影响生成水的检验；
（3）乙醇催化氧化可以生成乙醛；
（4）C处放置白色的无水硫酸铜，白色粉末无水硫酸铜遇水变蓝色，乙醛与新制的氢氧化铜发生氧化还原反应生成砖红色的氧化亚铜．

解答 解：（1）依据装置图可知E是提供氧气的装置，加热E处固体，目的是制氧气，若E处是KClO₃与MnO₂的混合物，KClO₃在MnO₂的催化剂作用下分解生成氯化钾和氧气，2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑，
故答案为：获得氧气；2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（2）直接加热时，生成乙醇蒸汽的速率较大，乙醇和氧化铜反应不完全，造成资源浪费，为了使A中的乙醇平稳气化成蒸气，可采用水浴加热的方法；
乙醇和氧化铜反应生成乙醛、铜和水，加热F处时，F装置中的水蒸气也使无水硫酸铜变蓝，所以对乙醇和氧化铜反应生成的水蒸气造成干扰，所以D装置目的是吸收F装置中的水蒸气，防止F处产生的水蒸气对无水硫酸铜产生影响．
故答案为：略高于78℃的热水浴加热；防止F中的水蒸气进入硬质玻璃管中；
（3）乙醇中含-OH，能发生催化氧化生成乙醛，其反应方程式为：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O，
故答案为：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O；
（4）白色粉末无水硫酸铜遇水变蓝色能检验水的生成，乙醇蒸气和氧气在催化剂作用下发生氧化反应生成乙醛和水，C处放置白色的无水硫酸铜遇水变蓝色，装置F放置氢氧化铜，乙醛与新制的氢氧化铜发生氧化还原反应生成砖红色的氧化亚铜，
故答案为：白色固体变蓝；产生砖红色沉淀．

点评 本题考查了乙醇的化学性质，实验过程分析判断，可以根据所学知识进行回答，题目难度不大．