Question

19．如圖所示為某化學興趣小組設計的乙醇催化氧化的實驗裝置（圖中加熱儀器、鐵架臺、鐵夾等均未畫出）．圖中，A為無水乙醇（沸點為78℃），B為繞成螺旋狀的細銅絲或銀絲，C為無水硫酸銅粉末，D為堿石灰，F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）

（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，試寫出反應的化學方程式：2KClO₃$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑．
（2）為了使A中的乙醇平穩汽化成蒸氣，可采用的加熱方法是略高于78℃的熱水浴加熱；D處使用堿石灰的作用是防止F中的水蒸氣進入硬質玻璃管中．
（3）寫出乙醇催化氧化的化學反應方程式2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O．
（4）圖中C處和F處的現象分別為白色固體變藍、產生磚紅色沉淀．

Answer 1

分析 該裝置為乙醇催化氧化的實驗裝置，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生氧化反應生成乙醛和水，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色檢驗水的生成，干燥管D中盛有堿石灰，防止F中的水蒸氣進入硬質玻璃管中，干擾C處的實驗，裝置F通入氫氧化銅中加熱出現磚紅色沉淀檢驗乙醛的生成，
（1）依據裝置圖可知E是提供氧氣的裝置，加熱E處固體，目的是制氧氣；
（2）乙醇沸點小于100°C，為使A中乙醇平穩汽化成乙醇蒸氣，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入C，影響生成水的檢驗；
（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色，乙醛與新制的氫氧化銅發生氧化還原反應生成磚紅色的氧化亞銅．

解答 解：（1）依據裝置圖可知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}\;}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（2）直接加熱時，生成乙醇蒸汽的速率較大，乙醇和氧化銅反應不完全，造成資源浪費，為了使A中的乙醇平穩氣化成蒸氣，可采用水浴加熱的方法；
乙醇和氧化銅反應生成乙醛、銅和水，加熱F處時，F裝置中的水蒸氣也使無水硫酸銅變藍，所以對乙醇和氧化銅反應生成的水蒸氣造成干擾，所以D裝置目的是吸收F裝置中的水蒸氣，防止F處產生的水蒸氣對無水硫酸銅產生影響．
故答案為：略高于78℃的熱水浴加熱；防止F中的水蒸氣進入硬質玻璃管中；
（3）乙醇中含-OH，能發生催化氧化生成乙醛，其反應方程式為：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{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色能檢驗水的生成，乙醇蒸氣和氧氣在催化劑作用下發生氧化反應生成乙醛和水，C處放置白色的無水硫酸銅遇水變藍色，裝置F放置氫氧化銅，乙醛與新制的氫氧化銅發生氧化還原反應生成磚紅色的氧化亞銅，
故答案為：白色固體變藍；產生磚紅色沉淀．

點評 本題考查了乙醇的化學性質，實驗過程分析判斷，可以根據所學知識進行回答，題目難度不大．