Question

10．某实验小组做乙醛和新制氢氧化铜的反应时，发现NaOH的用量对反应产物有影响，于是他们采用控制变量的方法，均使用0.5mL 40%的乙醛溶液进行下列实验．

编号	2%CuSO4溶液的体积	10%NaOH溶液的体积	振荡后 的现象	pH	加乙醛水浴加热后的沉淀颜色
1	2mL	3滴	浅蓝绿色沉淀	5～6	浅蓝绿色沉淀
2	a	15滴	浅蓝色沉淀	7～8	黑色沉淀
3	1mL	1mL	蓝色悬浊沉淀较少	9～10	红褐色沉淀
4	b	2mL	蓝色悬浊沉淀较多	11～12	红色沉淀
5	1mL	3mL	蓝紫色溶液	12～13	----

（1）上表中a、b应为B（填字母序号）．
A．15滴，1mL                       B．2mL，1mL
C．15滴，2mL                       D．2mL，2mL
（2）查阅资料可知，实验1中的浅蓝绿色沉淀的主要成份为Cu₂（OH）₂SO₄，受热不易分解．写出生成Cu₂（OH）₂SO₄反应的化学方程式2NaOH+2CuSO₄═Cu₂（OH）₂SO₄↓+Na₂SO₄．基于实验1、2的现象可以得出结论：NaOH用量较少时，乙醛未参与氧化反应，（或是含铜元素的化合物在发生变化）．
（3）小组同学推测实验3中的红褐色沉淀可能是CuO和Cu₂O的混合物，其依据是依据现象提出依据：实验2中的黑色沉淀可能是CuO；实验4中的红色沉淀可能是Cu₂O，所以实验3中的红褐色沉淀，可能是CuO和Cu₂O的混合物．
依据理论提出依据：当NaOH用量逐渐增多时，产生的Cu（OH）₂一部分受热分解生成黑色的CuO；另一部分被乙醛还原为Cu₂O红色沉淀，所以实验3中的红褐色沉淀，可能是CuO和Cu₂O的混合物．
（4）由实验4可以得出结论：当NaOH的用量较大时，新制氢氧化铜可以与乙醛发生反应，生成Cu₂O红色沉淀．该反应的化学方程式为CH₃CHO+2Cu（OH）₂+NaOH$\stackrel{△}{→}$CH₃COONa+Cu₂O↓+3H₂O．
（5）为了进一步证明实验4中红色沉淀的成分，该小组同学查阅资料得知：Cu₂O在碱性条件下稳定，在酸性溶液中可转化为Cu²⁺、Cu．并进行了以下实验．
ⅰ．将实验4反应后的试管静置，用胶头滴管吸出上层清液．
ⅱ．向下层浊液中加入过量稀硫酸，充分振荡、加热，应观察到的现象是溶液变为蓝色，有红色固体．
（6）小组同学继续查阅资料得知：Cu（OH）₂可与OH^-继续反应生成蓝紫色溶液（[Cu（OH）₄]^2-），由此提出问题：[Cu（OH）₄]^2-能否与乙醛发生反应，生成红色沉淀？设计实验解决这一问题，合理的实验步骤是将1mL2%CuSO₄溶液与3mL（或＞3mL）10%NaOH溶液混合振荡后（或取实验5的蓝紫色溶液），加入0.5mL40%的乙醛溶液，水浴加热．基于上述实验，该小组同学获得结论：乙醛参与反应生成红色沉淀时，需控制体系的pH＞10．

Answer 1

分析 （1）本实验探究NaOH的用量对反应产物的影响，实验1和 2，3和4中NaOH的量不同，硫酸铜的量必须相同；
（2）依据原子守恒书写NaOH与2CuSO₄生成Cu₂（OH）₂SO₄的化学方程式；实验1、2没有出现红色沉淀，说明乙醛未参与氧化反应；
（3）此题答案可从“现象”或“理论”两个角度提出依据．
（4）乙醛能够被新制氢氧化铜氧化为乙酸，乙酸与NaOH反应生成乙酸钠；
（5）Cu₂O在酸性溶液中可转化为Cu²⁺、Cu，铜离子为蓝色，Cu为红色；
（6）探究[Cu（OH）₄]^2-能否与乙醛发生反应，生成红色沉淀，可以加入过量NaOH溶液．

解答 解：（1）本实验探究NaOH的用量对反应产物的影响，实验1和 2，3和4中NaOH的量不同，硫酸铜的量必须相同，故答案为：B；
（2）NaOH与2CuSO₄生成Cu₂（OH）₂SO₄，据原子守恒，化学方程式为2NaOH+2CuSO₄═Cu₂（OH）₂SO₄↓+Na₂SO₄，实验1、2没有出现红色沉淀，说明乙醛未参与氧化反应，
故答案为：2NaOH+2CuSO₄═Cu₂（OH）₂SO₄↓+Na₂SO₄；乙醛未参与氧化反应，（或是含铜元素的化合物在发生变化）；
（3）依据现象提出依据：实验2中的黑色沉淀可能是CuO；实验4中的红色沉淀可能是Cu₂O，所以实验3中的红褐色沉淀，可能是CuO和Cu₂O的混合物．
依据理论提出依据：当NaOH用量逐渐增多时，产生的Cu（OH）₂一部分受热分解生成黑色的CuO；另一部分被乙醛还原为Cu₂O红色沉淀，所以实验3中的红褐色沉淀，可能是CuO和Cu₂O的混合物，
故答案为：依据现象提出依据：实验2中的黑色沉淀可能是CuO；实验4中的红色沉淀可能是Cu₂O，所以实验3中的红褐色沉淀，可能是CuO和Cu₂O的混合物．
依据理论提出依据：当NaOH用量逐渐增多时，产生的Cu（OH）₂一部分受热分解生成黑色的CuO；另一部分被乙醛还原为Cu₂O红色沉淀，所以实验3中的红褐色沉淀，可能是CuO和Cu₂O的混合物；
（4）乙醛能够被新制氢氧化铜氧化为乙酸，乙酸与NaOH反应生成乙酸钠，反应的化学方程式为CH₃CHO+2Cu（OH）₂+NaOH $\stackrel{△}{→}$ CH₃COONa+Cu₂O↓+3H₂O，
故答案为：CH₃CHO+2Cu（OH）₂+NaOH $\stackrel{△}{→}$ CH₃COONa+Cu₂O↓+3H₂O；
（5）Cu₂O在酸性溶液中可转化为Cu²⁺、Cu，所以溶液变蓝色，生成红色固体，故答案为：溶液变为蓝色，有红色固体；
（6）探究[Cu（OH）₄]^2-能否与乙醛发生反应，生成红色沉淀，可以加入过量NaOH溶液，将1 mL 2%CuSO₄溶液与3 mL（或＞3 mL）10%NaOH溶液混合振荡后（或取实验5的蓝紫色溶液），加入0.5 mL 40%的乙醛溶液，水浴加热，
故答案为：将1 mL 2%CuSO₄溶液与3 mL（或＞3 mL）10%NaOH溶液混合振荡后（或取实验5的蓝紫色溶液），加入0.5 mL 40%的乙醛溶液，水浴加热．

点评 本题通过乙醛和新制氢氧化铜的反应时，NaOH的用量对反应产物的影响考查了实验现象的分析、实验设计以及化学方程式书写等知识，题目难度较大．