Question

12．某研究性学习小组用如图1装置（铁架台等支撑仪器略）探究氧化铁与乙醇的反应，并检验反应产物．

（1）组装好仪器后必须进行的操作是检验装置气密性，用2%的CuSO₄溶液和10%的NaOH溶液配制Cu（OH）₂悬浊液的注意事项是在过量NaOH溶液中滴加数滴CuSO₄溶液．
（2）为快速得到乙醇气体，可采取的方法是在烧杯中加入热水（对烧杯加热）；若实验时小试管中的溶液已经开始发生倒吸，你采取的措施是c（填写编号）；
a．取下小试管  b．移去酒精灯   c．将导管从乳胶管中取下 d．以上都可以
（3）如图实验，观察到红色的Fe₂O₃全部变为黑色固体（M），充分反应后停止加热．取下小试管，加热，有砖红色沉淀生成，小试管中发生反应的化学方程式是CH₃CHO+2Cu（OH）₂$\stackrel{△}{→}$Cu₂O↓+CH₃COOH+2H₂O．
（4）为了检验M的组成，进行下列实验．
①M能被磁铁吸引；加入足量稀硫酸，振荡，固体全部溶解，未观察到有气体生成；
②经检验溶液中有铁离子和亚铁离子，检验亚铁离子的方法是取少量溶液于试管中，加入酸性高锰酸钾溶液，若紫红色褪去，则说明有Fe²⁺； 能得出的结论是d（填写编号）．
a．一定有+3价和+2价铁，无0价铁  b．一定有+3价，0价和+2价铁至少有一种
c．一定有+3价和0价铁，无+2价铁  d．一定有+3价、+2价和0价铁
（5）若M的成份可表达为Fe_XO_Y，用CO还原法定量测定其化学组成．称取a g M样品进行定量测定，实验装置和步骤如图2：
①组装仪器；②点燃酒精灯；③加入试剂； ④打开分液漏斗活塞；⑤检查气密性；⑥停止加热；⑦关闭分液漏斗活塞；⑧…．正确的操作顺序是c（填写编号）
a．①⑤④③②⑥⑦⑧b．①③⑤④②⑦⑥⑧
c．①⑤③④②⑥⑦⑧d．①③⑤②④⑥⑦⑧
（6）若实验中每步反应都进行完全，反应后M样品质量减小b g，则Fe_XO_Y中$\frac{x}{y}$=$\frac{2（a-b）}{7b}$．

Answer 1

分析 （1）气体发生的反应是需要装置气密性检验，新制氢氧化铜浊液需要氢氧化钠溶液过量，在碱性溶液中才会和醛基反应生成氧化亚铜红色沉淀；
（2）乙醇易挥发，依据图1装置分析可知，可以对烧杯加热或烧杯中加入热水；阻止倒吸的操作是迅速拆下导气管；
（3）乙醇在催化剂作用下氧化为乙醛，乙醛通入氢氧化铁溶液中加热反应生成红色沉淀为氧化亚铜、乙酸和水；
（4）依据铁离子的实验检验方法分析，亚铁离子具有还原性，加入氧化剂会发生氧化还原反应；乙醇和氧化铁反应过程中可能会生成铁或四氧化三铁，能被磁铁吸引；
（5）实验过程依据反应原理和实验目的分析实验步骤为，组装装置，检验装置气密性，加入试剂，加入水把一氧化碳赶入后续装置，点燃酒精灯加热玻璃管，反应结束后停止加热，关闭分液漏斗活塞，玻璃管称量剩余固体，依据质量变化计算铁元素和氧元素物质的量之比；
（6）依据实验结果得到，铁的氧化物中减少的质量为氧元素的质量为bg，铁的质量为（a-b）g，依据元素物质的量计算得到比值．

解答 解：（1）依据装置图分析可知反应过程需要在气密性好的装置中进行，定量测定，所以气体通过装置，实验前需要检验装置气密性，新制氢氧化铜浊液需要氢氧化钠溶液过量，在碱性溶液中才会和醛基反应生成氧化亚铜红色沉淀，制备过程为在过量NaOH溶液中滴加数滴CuSO₄溶液，
故答案为：检验装置气密性；在过量NaOH溶液中滴加数滴CuSO₄溶液；
（2）依据图1装置分析可知，乙醇易挥发，可以对烧杯加热或烧杯中加入热水；阻止倒吸的操作是迅速拆下导气管，
故答案为：在烧杯中加入热水（对烧杯加热）；c；
（3）乙醇在催化剂作用下氧化为乙醛，乙醛通入氢氧化铁溶液中加热反应生成红色沉淀为氧化亚铜、乙酸和水，反应的化学方程式为：CH₃CHO+2Cu（OH）₂ $\stackrel{△}{→}$ Cu₂O↓+CH₃COOH+2H₂O，
故答案为：CH₃CHO+2Cu（OH）₂ $\stackrel{△}{→}$ Cu₂O↓+CH₃COOH+2H₂O；
（4）依据铁离子的实验检验方法分析，亚铁离子加入紫红色的酸性高锰酸钾溶液，两者发生氧化还原反应溶液褪色，则有Fe²⁺；氧化铁做催化剂参与反应过程，乙醇和氧化铁反应过程中可能会生成铁或四氧化三铁，能被磁铁吸引；
故答案为：取少量溶液于试管中，加入酸性高锰酸钾溶液，若紫红色褪去，则说明有Fe²⁺；d；
（5）实验过程依据反应原理和实验目的分析实验步骤为，组装装置，检验装置气密性，加入试剂，加入水把一氧化碳赶入后续装置，点燃酒精灯加热玻璃管，反应结束后停止加热，关闭分液漏斗活塞，玻璃管称量剩余固体，依据质量变化计算铁元素和氧元素物质的量之比，所以选c，
故答案为：c；        
（6）依据实验结果得到，铁的氧化物中减少的质量为氧元素的质量为bg，铁的质量为（a-b）g，则n（Fe）：n（O）=$\frac{a-b}{56}$：$\frac{b}{16}$=$\frac{2（a-b）}{7b}$，
故答案为：$\frac{2（a-b）}{7b}$．

点评 本题考查了氧化铁与乙醇的反应的性质的实验探究和产物组成的分析判断，掌握二价铁离子的性质，注意实验过程中的反应实质分析判断，现象的理解和应用是解题关键，题目难度中等．