Question

5．乙二酸（HOOC-COOH）俗稱草酸．某校學生為探究乙二酸的部分化學性質，進行了下述實驗：

（1）向如圖1的A試管中加入一定量的乙醇、濃硫酸和乙二酸，用酒精燈小火均勻加熱試管 3～5min，在B試管中有油狀液體產生，若反應中生成了分子中含有六個碳原子的化合物，該反應的化學方程式為：HOOCCOOH+2CH₃CH₂OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃CH₂OOC-COOCH₂CH₃+2H₂O；飽和碳酸鈉溶液的作用是：除去酯中混有的乙二酸和乙醇，同時減小酯在水中的溶解度，便于分層析出；A 試管中的物質發生反應可能還會生成一種能使溴水褪色的有機化合物，請寫出生成此化合物的化學方程式：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₂=CH₂↑+H₂O
（2）已知：草酸分解的化學方程式為：H₂C₂O₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO₂↑+CO↑．某校同學設計了一套如圖2所示的實驗裝置（夾持固定裝置已略去，必要時可加熱．），利用分解產物來完成以下性質探究實驗．
將上述反應產生的混合氣體按 C→A（內放置 CuO）→A（內放置 Na₂O₂）→B的順序通入裝置中，回答下列問題：
①需要加熱的儀器裝置有g、k、m（選填 g、k、m、n）；
②A內放置CuO 的作用是除去混合氣體中的CO
③B 中發生反應的化學方程式為2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）乙醇和乙二酸在濃硫酸的作用下，發生酯化反應，若反應中生成了分子中含有六個碳原子的化合物，則在B試管中有油狀液體為CH₃CH₂OOC-COOCH₂CH₃，其中有乙醇、乙二酸等雜質，用飽和碳酸鈉溶液吸收主要目的是得到較純的CH₃CH₂OOC-COOCH₂CH₃，在濃硫酸加熱的條件下，乙醇可能產生乙烯，乙烯能使溴水褪色；
（2）將H₂O、CO₂、CO的混合氣體通過濃硫酸，水份被吸收，得干燥的CO₂、CO，CO₂、CO混合氣體再通過A（內放置 CuO）在加熱條件下將CO氧化成CO₂，再通過A（內放置 Na₂O₂）得O₂，O₂通入B與乙醇形成蒸氣，在銅網作催化劑的條件下加熱得乙醛，B裝置中后面的試管中得乙醛溶液，據此答題；

解答 解：（1）乙醇和乙二酸在濃硫酸的作用下，發生酯化反應，若反應中生成了分子中含有六個碳原子的化合物，則在B試管中有油狀液體為CH₃CH₂OOC-COOCH₂CH₃，反應的化學方程式為：HOOCCOOH+2CH₃CH₂OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃CH₂OOC-COOCH₂CH₃+2H₂O，油狀液體中有乙醇、乙二酸等雜質，用飽和碳酸鈉溶液吸收主要目的是除去酯中混有的乙二酸和乙醇，同時減小酯在水中的溶解度，便于分層析出，得到較純的CH₃CH₂OOC-COOCH₂CH₃，在濃硫酸加熱的條件下，乙醇可能產生乙烯，反應的化學方程式為CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₂=CH₂↑+H₂O，
故答案為：HOOCCOOH+2CH₃CH₂OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₃CH₂OOC-COOCH₂CH₃+2H₂O；除去酯中混有的乙二酸和乙醇，同時減小酯在水中的溶解度，便于分層析出；CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH₂=CH₂↑+H₂O；
（2）將H₂O、CO₂、CO的混合氣體通過濃硫酸，水份被吸收，得干燥的CO₂、CO，CO₂、CO混合氣體再通過A（內放置 CuO）在加熱條件下將CO氧化成CO₂，再通過A（內放置 Na₂O₂）得O₂，O₂通入B加熱條件下與乙醇形成蒸氣，在銅網作催化劑的條件下加熱得乙醛，B裝置中后面的試管中得乙醛溶液，
①根據上面的分析可知，需要加熱的儀器裝置有g、k、m，
故答案為：g、k、m；
②A內放置CuO 的作用是除去混合氣體中的CO，
故答案為：除去混合氣體中的CO；
③B中發生反應為乙醇的催化氧化，反應的化學方程式為2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O，
故答案為：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O．

點評 本本題考查已二酸的分解以及溶液離子濃度的大小比較，題目較為綜合且具有一定難度，做題時注意抓住反應的現象，以此推斷物質可能具有的性質，題目難度中等．