题目内容

2．已知：以铜作催化剂，用空气氧化醇制取醛，事实上是空气先与铜反应生成氧化铜，热的氧化铜再氧化醇生成醛．某实验室中用甲醇、水、空气和铜粉（或氧化铜）制取甲醛溶液．左表给出甲醇、甲醛的沸点和水溶性：
沸点/℃水溶性
甲醇65与水混溶
甲醛-21与水混溶

如图是两个同学设计的实验装置，右边的反应装置相同，而左边的气体发生装置不同，分别如甲和乙所示，请回答下列问题：
（1）在仪器组装完成后，加装试剂前必须要进行的操作是检查装置气密性．
（2）若按甲装置进行实验，则通入A的X是空气或氧气，B中发生反应的化学方程式为2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O．
（3）若按乙装置进行实验，则B管中应装入的物质是氧化铜，B中发生反应的化学方程式为CH3OH+CuO$→_{△}^{Cu}$Cu+HCHO+H2O．
（4）试管C中应装入的试剂是水．
（5）两套装置中都需要加热的仪器有A、B（填A、B、C）．
（6）若欲得到较浓的甲醛溶液，你认为选用哪套装置较好？甲（填“甲”或“乙”）．
（7）请设计简单的实验，检验实验后C中所得液体确为甲醛溶液．简述所用试剂、操作、现象及结论．在试管中加入少量新制Cu（OH）2悬浊液，取少量C中液体滴入试管中，加热，有红色沉淀生成，证明C中所得液体为甲醛溶液．

分析 本实验为物质的制备实验，组装好装置后，应先检验装置的气密性．若按甲装置进行实验，则通入A的X是空气或氧气，空气中的氧气做氧化剂，B中发生反应的化学方程式为2CH3OH+O2$→_{△}^{Cu}$2HCHO+2H2O．若按乙装置进行实验，因没有通空气（或氧气）做氧化剂，则B管中应装入的物质是CuO做氧化剂用，B中发生反应的化学方程式为CH3OH+CuO$→_{△}^{Cu}$HCHO+H2O+Cu．因甲醇氧化需要加热，因此B处需加热；为了向B处不断的提供甲醇气体，A处应加热．要想检验实验后C中所得液体确为甲醛溶液，利用醛类的性质即可检验．即在试管中加入少量新制Cu（OH）2悬浊液，取少量C中液体滴入试管中，加热，有红色沉淀生成，证明C中所得液体为甲醛溶液．
（1）反应需要密闭容器实验前需要进行装置气密性检查；
（2）若按甲装置进行实验，则通入A的X是空气或氧气，空气中的氧气做氧化剂，B中乙醇在铜的催化作用下发生氧化反应生成乙醛；
（3）依据催化氧化反应的实质分析；乙装置无空气后氧气通入，B装置中加入的应是氧化铜；
（4）甲醛与甲醇都是有毒物质，应进行尾气处理，二者都溶于水，可以用水吸收；
（5）甲醇易挥发，利用水浴加热促进其挥发，甲醇氧化反应需要加热；
（6）氧气的物质的量越大，则甲醇的转化率越大；
（7）利用醛类的性质即可检验．即在试管中加入少量新制Cu（OH）2悬浊液，加热，观察是否有红色沉淀生成．

解答 解：（1）本实验为探究实验，探究以铜作催化剂，用空气氧化醇制取醛的反应历程，因有气体参与反应，所以在仪器组装完成后，加装试剂前必须要进行的操作是检查装置气密性，
故答案为：检查装置气密性；
（2）按甲装置进行实验，B管处装铜粉，则通入A管的X气体为空气或氧气，目的是为了生成氧化铜催化氧化乙醇，反应的化学方程式为：2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O，
故答案为：空气或氧气；2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O；
（3）按乙装置进行实验无空气或氧气通入，根据醇催化氧化的实质是被氧化铜氧化得到醛，所以B管中应装入氧化铜，加热条件下反应生成乙醛，反应的化学方程式为：CH3CH2OH+CuO$→_{△}^{Cu}$Cu+CH3CHO+H2O；
故答案为：氧化铜；CH3OH+CuO$→_{△}^{Cu}$Cu+HCHO+H2O；
（4）甲醛与甲醇都是有毒物质，应进行尾气处理，二者都溶于水，可以用水吸收；
故答案为：水；
（5）利用乙醇、铜或铜的化合物制备乙醛，A处用水浴加热是为了得到乙醇蒸气，醇通过固体铜或氧化铜加热反应生成乙醛，所以醛B处加热是反应所需的反应条件，水浴加热是为了更好滴控制温度和得到平稳的气流，所以两套装置中都需要加热的仪器有A、B，
故答案为：A、B；
（6）甲中氧气是过量的，乙中无氧气，过量氧气能促进甲醇被氧化，从而提高甲醛的产量，所以甲装置较好，
故答案为：甲；
（7）要想检验实验后C中所得液体确为甲醛溶液，利用醛类的性质即可检验．即在试管中加入少量新制Cu（OH）2悬浊液，取少量C中液体滴入试管中，加热，有红色沉淀生成，证明C中所得液体为甲醛溶液．
故答案为：在试管中加入少量新制Cu（OH）2悬浊液，取少量C中液体滴入试管中，加热，有红色沉淀生成，证明C中所得液体为甲醛溶液．

点评 本题考查了醇催化氧化的反应条件、反应实质的分析判断，实验装置的选择原则和反应条件的应用，理解醇氧化为醛反应实质是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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