Question

如图所示为某化学兴趣小组设计的乙醇催化氧化并验证氧化产物的实验装置（图中加热仪器、铁架台等夹持装置均未画出）．图中：A为无水乙醇（沸点78℃），B为绕成螺旋状的细铜丝，C为无水CuSO₄粉末，D为碱石灰，E为高锰酸钾固体，F为新制的Cu（OH）₂碱性悬浊液．

（1）在上述装置中，实验时需加热的仪器为（填代号A、B、C…）

 

．
（2）为使A中液体平稳气化，常采用的方法是

 

．
（3）实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象，请写出乙醇发生催化氧化反应的化学方程式

 

．
（4）能证明乙醇反应后产物的实验现象是

 

，F处发生反应的化学方程式为

 

．

Answer 1

分析：乙醇在铜催化作用下被氧气氧化为乙醛和水．A装置处：得到乙醇蒸气；B装置处：是利用乙醇蒸气和氧气再铜做催化剂加热反应生成甲醛和水；C处：白色粉末变成蓝色晶体；碱石灰是吸收水蒸气，D处：吸收水份以防止对后续反应的干扰；F处：是乙醛通入新制氢氧化铜中加热反应：产生砖红色沉淀；E处：是实验是制氧气，试剂加在大试管中的固体加热生成氧气：实验室制氧气的试剂是：高锰酸钾（或氯酸钾和二氧化锰混合物）；
（1）依据实验流程和反应原理分析F是加热制氧气；A需要得到乙醇蒸气需要加热；乙醇的催化氧化需要加热；乙醛通入氢氧化铜溶液需要加热反应生成砖红色沉淀；
（2）加热时采用水浴加热可以让乙醇平稳气化成乙醇蒸气；
（3）黑色的氧化铜能和乙醇反应生成乙醛、红色的铜和水；
（4）乙醇催化氧化生成的产物为乙醛和水，装置中C处无水硫酸铜变蓝色，说明有水生成，加热煮沸F试管，产生砖红色的沉淀，说明有乙醛生成．

解答：解：Ⅰ．（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，通入氢氧化铜中需要加热才会出现砖红色沉淀，所以需要加热的装置有：F是加热制氧气，A需要得到乙醇蒸气需要加热；B处乙醇的催化氧化需要加热；乙醛通入E氢氧化铜溶液需要加热反应生成砖红色沉淀，
故答案为：A、B、E、F；
（2）A为无水乙醇（沸点78℃），水浴能使容器受热均匀，能使A中乙醇液体平稳气化成乙醇蒸气，
故答案为：将试管放入78℃的水浴中加热；   
（3）黑色的氧化铜能和乙醇反应生成乙醛、铜和水反应为：2CH₃CH₂OH+O₂ 

Cu

△

2CH₃CHO+2H₂O，
故答案为：2CH₃CH₂OH+O₂ 

Cu

△

2CH₃CHO+2H₂O；    
（4）水能使无水硫酸铜变蓝；F处：在加热条件下，乙醛和新制的Cu（OH）₂悬浊液反应：CH₃CHO+2Cu（OH）₂+NaOH

△

CH₃COONa+Cu₂O↓+3H₂O（或 CH₃CHO+2Cu（OH）₂

△

CH₃COOH+Cu₂O↓+2H₂O ），生成砖红色氧化亚铜沉淀，如果C处无水硫酸铜变蓝，加热煮沸F，生成砖红色沉淀，说明乙醇被氧化后的产物是水和乙醛，
故答案为：C处固体由白色变为蓝色，F处产生砖红色沉淀； CH₃CHO+2Cu（OH）₂+NaOH

△

CH₃COONa+Cu₂O↓+3H₂O（或 CH₃CHO+2Cu（OH）₂

△

CH₃COOH+Cu₂O↓+2H₂O ）．

点评：本题考查了乙醇的催化氧化实验，掌握物质性质和实验基本操作是解题关键，题目难度中等．