Question

5．甲醛（HCHO）与葡萄糖相似具有还原性．为探究过量甲醛和新制Cu（OH）₂反应的产物，进行如下研究．

（1）在图1装置中进行实验，向a中加入0.5mol•L^-1CuSO₄溶液50mL和5mol•L^-1NaOH溶液100mL，振荡，再加入40%的甲醛溶液50mL，缓慢加热a 20分钟后冷却至室温．
①仪器b的名称是球形冷凝管；
②能说明甲醛具有还原性的实验现象是a中出现砖红色物质．
（2）上述实验有副反应发生，产生的气体为CO、H₂中的一种或两种．为确认气体成分，将装置A和如图2所示装置连接后进行实验．
依次连接的合理顺序为A→B→E→F→D→C→G，装置B的作用是吸收甲醛蒸气，防止其干扰后续检验．有H₂的实验现象是F中黑色固体变红色，D中固体变蓝色．
（3）已知$\stackrel{催化剂}{→}$$\stackrel{催化剂}{→}$（H₂CO₃）设计实验证明a中甲醛中的碳元素未被氧化成+4价．写出实验操作、现象、结论取少量a中反应后的清液，滴入过量的浓盐酸，未见气泡产生，说明甲醛的碳元素未被氧化成+4价．
（4）反应后a中有红色固体产生，为研究其组成，进行如下实验（以下每步均充分反应）：

已知：CuO$\stackrel{易溶于浓氨水}{→}$[Cu（NH₃）₄]⁺（无色）$\stackrel{在空气中}{→}$[Cu（NH₃）₄]²⁺（蓝色），溶解得深蓝色溶液的离子方程式为2Cu+8NH₃•H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-+6H₂O；
②将容量瓶ii中的溶液稀释100倍后，溶液的颜色与容量瓶i相近．由此可知固体产物的组成及物质的量之比约为n（Cu₂O）：n（Cu）=1：200．

Answer 1

分析 （1）①根据仪器构造可知；
②甲醛具有还原性，和新制氢氧化铜加热反应生成氧化亚铜红色沉淀；
（2）为确认产生的气体为CO、H₂中的一种或两种，装置A连接装置B除去甲醛，防止干扰后续实验验证，利用装置E吸收水蒸气，通过装置F中氧化铜加热反应，利用装置D中无水硫酸铜检验是否生成水蒸气，装置C中澄清石灰水检验是否生成二氧化碳验证气体中是否含一氧化碳，通过装置G收集剩余气体；
（3）甲醛被氧化为甲酸，甲酸被氧化为碳酸，若碱溶液中甲醛被氧化生成碳酸盐，加入浓盐酸会生成二氧化碳气体．据此设计实验验证；
（4）①锥形瓶ⅱ中固体完全溶解得深蓝色溶液是铜、氧气和一水合氨溶液反应生成深蓝色络离子；
②反应现象和元素守恒得到固体物质组成为氧化亚铜和铜，将容量瓶ⅱ中的溶液稀释100倍后，溶液的颜色与容量瓶ⅰ相近说明浓度相同．

解答 解：（1）①仪器b为球形冷凝管；
故答案为：球形冷凝管；
②能说明甲醛具有还原性的实验现象是和新制氢氧化铜加热反应生成氧化亚铜红色沉淀，即a中出现砖红色物质；
故答案为：a中出现砖红色物质；
（2）为确认产生的气体为CO、H₂中的一种或两种，装置A连接装置B除去甲醛，防止干扰后续实验验证，利用装置E吸收水蒸气，通过装置F中氧化铜加热反应，利用装置D中无水硫酸铜检验是否生成水蒸气，装置C中澄清石灰水检验是否生成二氧化碳验证气体中是否含一氧化碳，通过装置G收集剩余气体，依次连接的合理顺序为ABEFDCG，装置B的作用是吸收甲醛蒸气，防止其干扰后续检验；F中黑色固体变红色，D中固体变蓝色说明有氢气生成；
故答案为：E→F→D→C；吸收甲醛蒸气，防止其干扰后续检验；F中黑色固体变红色，D中固体变蓝色；
（3）甲醛被氧化为甲酸，甲酸被氧化为碳酸，若碱溶液中甲醛被氧化生成碳酸盐，加入浓盐酸会生成二氧化碳气体．设计实验证明a中甲醛的碳元素未被氧化成+4价的方法为：取少量a中反应后的清液，滴入过量的浓盐酸，未见气泡产生，说明甲醛的碳元素未被氧化成+4价；
故答案为：取少量a中反应后的清液，滴入过量的浓盐酸，未见气泡产生，说明甲醛的碳元素未被氧化成+4价；
（4）①锥形瓶ⅱ中固体完全溶解得深蓝色溶液是铜、氧气和一水合氨溶液反应生成深蓝色络离子，反应的离子方程式为：2Cu+8NH₃•H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]₂⁺+4OH^-+6H₂O；
故答案为：2Cu+8NH₃•H₂O+O₂=2[Cu（NH₃）₄]²⁺+4OH^-+6H₂O；
②将容量瓶ⅱ中的溶液稀释100倍后，溶液的颜色与容量瓶ⅰ相近．由此可知固体产物的组成及物质的量之比约为n（Cu₂O）：n（Cu）=1：200；
故答案为：n（Cu₂O）：n（Cu）=1：200．

点评 本题考查了物质组成的实验探究、物质性质、反应现象、实验关系分析判断，掌握基础是解题关键，题目难度中等．