Question

某化學課外活動小組研究乙醇氧化的實驗并驗證其產物，設計了甲、乙兩套裝置（圖中的夾持儀器均未畫出，“△”表示酒精燈熱源），每套裝置又可劃分為①、②、③三部分．儀器中盛放的試劑為：a-無水乙醇（沸點：78℃）；b-銅絲；c-無水硫酸銅；d--新制氫氧化銅懸濁液．

（1）簡述兩套方案各自的優點：
甲：

 

，
乙：

 

．
（2）集中兩套方案的優點，組成一套比較合理完善的實驗裝置，可按氣流由左至右的順序表示為

 

（例如甲①，乙②）．
（3）若要保證此實驗有較高的效率，還需補充的儀器有

 

．理由是

 

．
（4）實驗中能驗證乙醇氧化產物的實驗現象是

 

．
（5）裝置中，若撤去第①部分，其他操作不變，則無水硫酸銅無明顯變化，其余現象與（4）相同，推斷燃燒管中主要反應的化學方程式：

 

．
（6）已知4.6g乙醇完全燃燒生成CO₂和液態水放出的熱量為akJ，請寫出表示乙醇燃燒熱的熱化學方程式

 

．

Answer 1

考點：性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：（1）根據兩套裝置的不同之處來回答各自的優點；
（2）根據兩套裝置的優點來組裝新的儀器裝置；
（3）根據反應給定的物質的沸點以及反應的事實來選擇儀器；
（4）乙醛屬于醛類，可以和氫氧化銅懸濁液反應生成磚紅色沉淀和水；
（5）根據反應發生的結果來書寫化學方程式；
（6）依據燃燒熱的定義解答，表示燃燒熱的熱化學方程式中可燃物為1mol，產物為穩定氧化物；依據4.6g乙醇完全燃燒生成CO₂和液態水時放熱akJ，結合燃燒熱的定義計算求出1mol乙醇完全燃燒放出的熱量，然后寫出熱化學方程式．

解答： 解：（1）甲中用分液漏斗，而乙中是長頸漏斗，用分液漏斗可以控制液體的流量，控制反應的進行，甲采用水浴加熱，可形成較平穩的乙醇氣流，使反應更充分，而乙中不是，甲中的②裝置采用斜、長導管，斜、長導管起到冷凝回流乙醇蒸汽的作用 但是乙中沒有，在乙裝置中，①③兩處用了干燥管，可防止溶液中的水與無水硫酸銅反應，避免干擾生成物的驗證，但是甲中沒有，
故答案為：甲：①中用分液漏斗可以控制液體的流量，控制反應的進行；②中用熱水浴加熱，可形成較平穩的乙醇氣流，使反應更充分；③中的斜、長導管起到冷凝回流乙醇蒸汽的作用 （三點中答出兩點即可）；乙：①與③中的干燥管可防止溶液中的水與無水硫酸銅反應，避免干擾生成物的驗證；
（2）根據兩套裝置的優點來組裝新的儀器裝置為：乙①；甲②；乙③，故答案為：乙①、甲②、乙③；
（3）無水乙醇的沸點是78℃，要保證此實驗有較高的效率，應注意溫度的控制，保證乙醇以蒸汽形式去參與反應，可以控制水浴溫度在78℃或略高于78℃，使乙醇蒸汽平穩流出，減少揮發，
故答案為：溫度計；控制水浴溫度在78℃或略高于78℃，使乙醇蒸汽平穩流出，減少揮發，提高反應效率；
（4）乙醇催化氧化產物是乙醛，屬于醛類，可以和氫氧化銅懸濁液反應生成磚紅色沉淀和水，故答案為：c處無水硫酸銅變藍，d處生成紅色沉淀；
（5）裝置中，若撤去第①部分，則無氧氣存在時，乙醇會在催化劑作用下分解為乙醛和氫氣，即C₂H₅OH

Cu

△

CH₃CHO+H₂↑，故答案為：C₂H₅OH

Cu

△

CH₃CHO+H₂↑；
（6）燃燒熱是指：在25℃、101KPa時，1mol純凈物完全燃燒生成穩定的氧化物放出的熱量；4.6g乙醇完全燃燒生成CO₂和液態水時放熱akJ，則1mol乙醇，質量為46g，完全燃燒生成穩定的氧化物放出的熱量為10kJ，其燃燒熱的熱化學方程式為C₂H₅OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-10akJ?mol^-1，
故答案為：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-10akJ?mol^-1．

點評：本題是一道考察乙醇性質的綜合題目，考查學生分析和解決問題的能力，難度較大．