Question

12．某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验．

（1）实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象，请写出相应的化学反应方程式2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；CH₃CH₂OH+CuO$\stackrel{△}{→}$CH₃CHO+Cu+H₂O．
在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明该乙醇氧化反应是放热反应．
（2）甲和乙两个水浴作用不相同．
甲的作用是加热；乙的作用是冷却．
（3）反应进行一段时间后，干燥试管a中能收集到多种物质，它们是乙醛、乙醇、水．集气瓶中收集到的气体的主要成分是氮气．
（4）若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验，试纸显红色，说明液体中还含有乙酸．要除去该物质，可先在混合液中加入c（填字母）．
a．氯化钠溶液  b．苯   c．碳酸氢钠溶液  d．四氯化碳
然后，再通过蒸馏（填实验操作名称）即可除去．

Answer 1

分析 实验室探究乙醇的催化氧化反应，可将甲进行水浴加热，能使甲中乙醇平稳气化成乙醇蒸气，则进入铜网的气体为空气和乙醇的混合气体，在加热条件下，分别发生2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；CH₃CH₂OH+CuO$\stackrel{△}{→}$CH₃CHO+Cu+H₂O，可观察到铜网出现红色和黑色交替的现象，进入乙中的气体经冷却后，可在试管中得到乙醛、乙醇和水，而集气瓶中收集的气体主要为氮气，另外如乙酸的酸性比碳酸强，则在碳酸钠溶液中加入乙酸，可生成二氧化碳气体，以此解答该题．

解答 解：（1）进入乙中的气体为空气和乙醇，加热时，铜和氧气反应生成氧化铜，方程式为2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，氧化铜和乙醇在加热条件下发生氧化还原反应可生成乙醛和铜，反应的方程式为CH₃CH₂OH+CuO$\stackrel{△}{→}$CH₃CHO+Cu+H₂O，实验时，先加热玻璃管乙中的镀银钢丝，约1分钟后鼓入空气，此时铜丝即呈红热状态，若把酒精灯撤走，控制一定的鼓气速度，铜丝能长时间保持红热直到实验结束，说明反应引发后，不需加热即可进行到底，说明该反应是放热的反应，
故答案为：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO；CH₃CH₂OH+CuO$\stackrel{△}{→}$CH₃CHO+Cu+H₂O；放热；
（2）甲装置常常浸在温度为70～80的水浴中，水浴能使容器受热均匀，能使甲中乙醇平稳气化成乙醇蒸气，生成的乙醛以及剩余的乙醇可在乙中经冷却而收集，
故答案为：冷却；
（3）乙醇催化氧化生成乙醛和水，乙醇蒸气冷却后为液体；空气中的氧气反应，所以最后收集的其他主要为氮气，
故答案为：乙醛、乙醇、水；氮气；
（4）乙酸易溶于水和有机溶剂，可与碳酸氢钠溶液反应生成乙酸钠，可用碳酸氢钠溶液除杂，在反应后得到产物中加热碳酸氢钠，蒸馏可将乙醇、乙醛分离，
故答案为：c；蒸馏．

点评 本题以乙醇的催化氧化为载体，综合考查学生的分析能力和实验能力，为高考常见题型，注意把握实验的原理以及操作方法，难度不大．