Question

19．如圖所示為某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)的乙醇催化氧化的實(shí)驗(yàn)裝置（圖中加熱儀器、鐵架臺、鐵夾等均未畫出）．圖中，A為無水乙醇（沸點(diǎn)為78℃），B為繞成螺旋狀的細(xì)銅絲或銀絲，C為無水硫酸銅粉末，D為堿石灰，F(xiàn)為含有氫氧化鈉的Cu（OH）₂懸濁液．（提示：乙醛具有與葡萄糖相似的性質(zhì)）

（1）加熱E處固體，目的是獲得氧氣．若E處是KClO₃與MnO₂的混合物，試寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑．
（2）為了使A中的乙醇平穩(wěn)汽化成蒸氣，可采用的加熱方法是略高于78℃的熱水浴加熱；D處使用堿石灰的作用是防止F中的水蒸氣進(jìn)入硬質(zhì)玻璃管中．
（3）寫出乙醇催化氧化的化學(xué)反應(yīng)方程式2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O．
（4）圖中C處和F處的現(xiàn)象分別為白色固體變藍(lán)、產(chǎn)生磚紅色沉淀．

Answer 1

分析 該裝置為乙醇催化氧化的實(shí)驗(yàn)裝置，裝置中：裝置E制備氧氣，裝置A提供乙醇蒸氣，裝置B是乙醇蒸氣和氧氣在催化劑作用下發(fā)生氧化反應(yīng)生成乙醛和水，C處放置白色的無水硫酸銅，白色粉末無水硫酸銅遇水變藍(lán)色檢驗(yàn)水的生成，干燥管D中盛有堿石灰，防止F中的水蒸氣進(jìn)入硬質(zhì)玻璃管中，干擾C處的實(shí)驗(yàn)，裝置F通入氫氧化銅中加熱出現(xiàn)磚紅色沉淀檢驗(yàn)乙醛的生成，
（1）依據(jù)裝置圖可知E是提供氧氣的裝置，加熱E處固體，目的是制氧氣；
（2）乙醇沸點(diǎn)小于100°C，為使A中乙醇平穩(wěn)汽化成乙醇蒸氣，可以采取水浴加熱試管A；D處使用堿石灰的作用是防止水蒸氣進(jìn)入C，影響生成水的檢驗(yàn)；
（3）乙醇催化氧化可以生成乙醛；
（4）C處放置白色的無水硫酸銅，白色粉末無水硫酸銅遇水變藍(lán)色，乙醛與新制的氫氧化銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成磚紅色的氧化亞銅．

解答 解：（1）依據(jù)裝置圖可知E是提供氧氣的裝置，加熱E處固體，目的是制氧氣，若E處是KClO₃與MnO₂的混合物，KClO₃在MnO₂的催化劑作用下分解生成氯化鉀和氧氣，2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑，
故答案為：獲得氧氣；2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（2）直接加熱時(shí)，生成乙醇蒸汽的速率較大，乙醇和氧化銅反應(yīng)不完全，造成資源浪費(fèi)，為了使A中的乙醇平穩(wěn)氣化成蒸氣，可采用水浴加熱的方法；
乙醇和氧化銅反應(yīng)生成乙醛、銅和水，加熱F處時(shí)，F(xiàn)裝置中的水蒸氣也使無水硫酸銅變藍(lán)，所以對乙醇和氧化銅反應(yīng)生成的水蒸氣造成干擾，所以D裝置目的是吸收F裝置中的水蒸氣，防止F處產(chǎn)生的水蒸氣對無水硫酸銅產(chǎn)生影響．
故答案為：略高于78℃的熱水浴加熱；防止F中的水蒸氣進(jìn)入硬質(zhì)玻璃管中；
（3）乙醇中含-OH，能發(fā)生催化氧化生成乙醛，其反應(yīng)方程式為：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O，
故答案為：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O；
（4）白色粉末無水硫酸銅遇水變藍(lán)色能檢驗(yàn)水的生成，乙醇蒸氣和氧氣在催化劑作用下發(fā)生氧化反應(yīng)生成乙醛和水，C處放置白色的無水硫酸銅遇水變藍(lán)色，裝置F放置氫氧化銅，乙醛與新制的氫氧化銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成磚紅色的氧化亞銅，
故答案為：白色固體變藍(lán)；產(chǎn)生磚紅色沉淀．

點(diǎn)評 本題考查了乙醇的化學(xué)性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)過程分析判斷，可以根據(jù)所學(xué)知識進(jìn)行回答，題目難度不大．