题目内容

4.某化学兴趣小组对实验室乙醇催化氧化实验装置进行了改进,如图:试管A内为高锰酸钾固体,试管B内为无水乙醇,硬质试管C内为绕成螺旋状的细钢丝,干燥管D内为无水硫酸铜粉末.(图中加热仪器、夹持装置等都已略去)
请问答下列问题:
(1)在上述装置中,实验时需耍加热的仪器或部位有ABC(填该仪器或部位对应的字母).
(2)为使B中乙醇平缓气化成蒸汽,常使用的方法是采用水浴加热,C处反应的化学方程式为2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O.
(3)该反应为放热反应,反应一段时间后,撤走C处的酒精灯,C处的现象是红变黑变红,D处左端可观察到白色粉末无水硫酸铜变蓝色.(4)已知乙醛沸点为20.8℃,易挥发,则在E中应盛放冰水混合物,以便在F中收集到液体的乙醛.
(5)整套装置中有一处错误,存在安全隐患,请指出并提出改进方案.
错误之处:E中的试管带有单孔试管塞.
改进方案:改为双孔试管塞,并放置小导管.

分析 (1)依据实验流程和反应原理分析A是加热制氧气;B需要得到乙醇蒸气需要加热;乙醇的催化氧化需要加热;
(2)水浴加热可以使B中乙醇平缓气化成蒸汽,在C处乙醇催化氧化为乙醛和水;
(3)乙醇催化氧化为乙醛和水,金属铜红变黑变红,白色粉末无水硫酸铜遇水变蓝色;
(4)乙醛沸点为20.8℃,所以降低温度可以让乙醛以液体存在;
(5)E中的试管无法获得乙醛,应该加一个小短导管,保证气压畅通.

解答 解:(1)装置中反应流程是需要制备氧气和乙醇蒸气在加热时反应生成乙醛,所以需要加热的装置有:A是加热制氧气,B需要得到乙醇蒸气需要加热;C处乙醇的催化氧化需要加热;故选ABC;
(2)水浴加热可以使B中乙醇平缓气化成蒸汽,在C处乙醇催化氧化为乙醛和水,即2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O,故答案为:采用水浴加热;2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O;
(3)乙醇催化氧化为乙醛和水,金属铜先是被氧化为氧化铜,然后氧化铜被还原为金属铜,金属铜是催化剂,即金属铜的颜色变化:红变黑变红,C处的现象是红变黑变红
,乙醇催化氧化为乙醛和水,D处左端可观察到白色粉末无水硫酸铜遇水变蓝色;故答案为:红变黑变红;白色粉末无水硫酸铜变蓝色;
(4)乙醛沸点为20.8℃,所以降低温度可以让乙醛以液体存在,盛放的是冰水混合物;
(5)E中的试管带有单孔试管塞,气压不畅通,无法获得乙醛,应该加一个小短导管,保证气压畅通.
故答案为:E中的试管带有单孔试管塞;改为双孔试管塞,并放置小导管.

点评 本题考查了物质性质的实验验证和实验方案设计方法,实验现象判断,反应原理的应用,掌握物质性质和实验基本操作是解题关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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15.电离平衡常数(用Ka表示)的大小可以判断电解质的相对强弱.25℃时,有关物质的电离平衡常数如下表所示:
化学式HFH2CO3HClO
电离平衡常数(Ka) 7.2×10-4K1=4.4×10-7
K2=4.7×10-11
 3.0×10-8
(1)已知25℃时,①HF(aq)+OH-(aq)═F-(aq)+H2O(l)△H=-67.7 kJ/mol,
②H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=-57.3 kJ/mol,
氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为HF(aq)?H+(aq)+F-(aq)△H=-10.4kJ•mol-1.
(2)将浓度为0.1 mol/L HF溶液加水稀释一倍(假设温度不变),下列各量增大的是CD.
A.c(H+)               B.c(H+)•c(OH-)
C.$\frac{c({H}^{+})}{c({H}^{-})}$               D.$\frac{c(O{H}^{-})}{c({H}^{+})}$
(3)在20 mL 0.1 mol/L氢氟酸中加入V mL 0.1 mol/L NaOH溶液,测得混合溶液的pH变化曲线如图所示,下列说法正确的是BC.
A.pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中,由水电离出的c(H+)相等
B.①点时pH=6,此时溶液中,c(F-)-c(Na+)=9.9×10-7mol/L
C.②点时,溶液中的c(F-)=c(Na+)
D.③点时V=20 mL,此时溶液中c(F-)<c(Na+)=0.1 mol/L
(4)物质的量浓度均为0.1 mol/L的下列四种溶液:①Na2CO3溶液 ②NaHCO3溶液 ③NaF溶液④NaClO溶液.依据数据判断pH由大到小的顺序是①>④>②>③.
(5)Na2CO3溶液显碱性是因为CO${\;}_{3}^{2-}$水解的缘故,请设计简单的实验事实证明之在碳酸钠溶液中滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去或变浅.
(6)长期以来,一直认为氟的含氧酸不存在.1971年美国科学家用氟气通过细冰末时获得HFO,其结构式为H-O-F.HFO与水反应得到HF和化合物A,每生成1 mol HF转移1mol电子.
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(1)基态硼原子核外电子有5种不同的运动状态,基态氮原子的价层电子排布图为.预计于2017年发射的“嫦娥五号”探测器采用的长征5号运载火箭燃料为偏二甲肼[(CH3)2NNH2].(CH3)2NNH2中N原子的杂化方式为sp3.
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①H3BNH3分子中是否存在配位键是(填“是”或“否”),B、C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为N>O>C>B.
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(3)“嫦娥五号”探测器采用太阳能电池板提供能量,在太阳能电池板材料中除单晶硅外,还有铜,铟,镓,硒等化学物质,回答下列问题:
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