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10.某實驗小組做乙醛和新制氫氧化銅的反應時,發現NaOH的用量對反應產物有影響,于是他們采用控制變量的方法,均使用0.5mL 40%的乙醛溶液進行下列實驗.
編號2%CuSO4溶液的體積10%NaOH溶液的體積振蕩后
的現象
pH加乙醛水浴加熱后的沉淀顏色
12mL3滴淺藍綠色沉淀5~6淺藍綠色沉淀
2a15滴淺藍色沉淀7~8黑色沉淀
31mL1mL藍色懸濁沉淀較少9~10紅褐色沉淀
4b2mL藍色懸濁沉淀較多11~12紅色沉淀
51mL3mL藍紫色溶液12~13----
(1)上表中a、b應為B(填字母序號).
A.15滴,1mL                       B.2mL,1mL
C.15滴,2mL                       D.2mL,2mL
(2)查閱資料可知,實驗1中的淺藍綠色沉淀的主要成份為Cu2(OH)2SO4,受熱不易分解.寫出生成Cu2(OH)2SO4反應的化學方程式2NaOH+2CuSO4═Cu2(OH)2SO4↓+Na2SO4.基于實驗1、2的現象可以得出結論:NaOH用量較少時,乙醛未參與氧化反應,(或是含銅元素的化合物在發生變化).
(3)小組同學推測實驗3中的紅褐色沉淀可能是CuO和Cu2O的混合物,其依據是依據現象提出依據:實驗2中的黑色沉淀可能是CuO;實驗4中的紅色沉淀可能是Cu2O,所以實驗3中的紅褐色沉淀,可能是CuO和Cu2O的混合物.
依據理論提出依據:當NaOH用量逐漸增多時,產生的Cu(OH)2一部分受熱分解生成黑色的CuO;另一部分被乙醛還原為Cu2O紅色沉淀,所以實驗3中的紅褐色沉淀,可能是CuO和Cu2O的混合物.
(4)由實驗4可以得出結論:當NaOH的用量較大時,新制氫氧化銅可以與乙醛發生反應,生成Cu2O紅色沉淀.該反應的化學方程式為CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH$\stackrel{△}{→}$CH3COONa+Cu2O↓+3H2O.
(5)為了進一步證明實驗4中紅色沉淀的成分,該小組同學查閱資料得知:Cu2O在堿性條件下穩定,在酸性溶液中可轉化為Cu2+、Cu.并進行了以下實驗.
。畬嶒4反應后的試管靜置,用膠頭滴管吸出上層清液.
ⅱ.向下層濁液中加入過量稀硫酸,充分振蕩、加熱,應觀察到的現象是溶液變為藍色,有紅色固體.
(6)小組同學繼續查閱資料得知:Cu(OH)2可與OH-繼續反應生成藍紫色溶液([Cu(OH)4]2-),由此提出問題:[Cu(OH)4]2-能否與乙醛發生反應,生成紅色沉淀?設計實驗解決這一問題,合理的實驗步驟是將1mL2%CuSO4溶液與3mL(或>3mL)10%NaOH溶液混合振蕩后(或取實驗5的藍紫色溶液),加入0.5mL40%的乙醛溶液,水浴加熱.基于上述實驗,該小組同學獲得結論:乙醛參與反應生成紅色沉淀時,需控制體系的pH>10.

分析 (1)本實驗探究NaOH的用量對反應產物的影響,實驗1和 2,3和4中NaOH的量不同,硫酸銅的量必須相同;
(2)依據原子守恒書寫NaOH與2CuSO4生成Cu2(OH)2SO4的化學方程式;實驗1、2沒有出現紅色沉淀,說明乙醛未參與氧化反應;
(3)此題答案可從“現象”或“理論”兩個角度提出依據.
(4)乙醛能夠被新制氫氧化銅氧化為乙酸,乙酸與NaOH反應生成乙酸鈉;
(5)Cu2O在酸性溶液中可轉化為Cu2+、Cu,銅離子為藍色,Cu為紅色;
(6)探究[Cu(OH)4]2-能否與乙醛發生反應,生成紅色沉淀,可以加入過量NaOH溶液.

解答 解:(1)本實驗探究NaOH的用量對反應產物的影響,實驗1和 2,3和4中NaOH的量不同,硫酸銅的量必須相同,故答案為:B;
(2)NaOH與2CuSO4生成Cu2(OH)2SO4,據原子守恒,化學方程式為2NaOH+2CuSO4═Cu2(OH)2SO4↓+Na2SO4,實驗1、2沒有出現紅色沉淀,說明乙醛未參與氧化反應,
故答案為:2NaOH+2CuSO4═Cu2(OH)2SO4↓+Na2SO4;乙醛未參與氧化反應,(或是含銅元素的化合物在發生變化);
(3)依據現象提出依據:實驗2中的黑色沉淀可能是CuO;實驗4中的紅色沉淀可能是Cu2O,所以實驗3中的紅褐色沉淀,可能是CuO和Cu2O的混合物.
依據理論提出依據:當NaOH用量逐漸增多時,產生的Cu(OH)2一部分受熱分解生成黑色的CuO;另一部分被乙醛還原為Cu2O紅色沉淀,所以實驗3中的紅褐色沉淀,可能是CuO和Cu2O的混合物,
故答案為:依據現象提出依據:實驗2中的黑色沉淀可能是CuO;實驗4中的紅色沉淀可能是Cu2O,所以實驗3中的紅褐色沉淀,可能是CuO和Cu2O的混合物.
依據理論提出依據:當NaOH用量逐漸增多時,產生的Cu(OH)2一部分受熱分解生成黑色的CuO;另一部分被乙醛還原為Cu2O紅色沉淀,所以實驗3中的紅褐色沉淀,可能是CuO和Cu2O的混合物;
(4)乙醛能夠被新制氫氧化銅氧化為乙酸,乙酸與NaOH反應生成乙酸鈉,反應的化學方程式為CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH $\stackrel{△}{→}$ CH3COONa+Cu2O↓+3H2O,
故答案為:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH $\stackrel{△}{→}$ CH3COONa+Cu2O↓+3H2O;
(5)Cu2O在酸性溶液中可轉化為Cu2+、Cu,所以溶液變藍色,生成紅色固體,故答案為:溶液變為藍色,有紅色固體;
(6)探究[Cu(OH)4]2-能否與乙醛發生反應,生成紅色沉淀,可以加入過量NaOH溶液,將1 mL 2%CuSO4溶液與3 mL(或>3 mL)10%NaOH溶液混合振蕩后(或取實驗5的藍紫色溶液),加入0.5 mL 40%的乙醛溶液,水浴加熱,
故答案為:將1 mL 2%CuSO4溶液與3 mL(或>3 mL)10%NaOH溶液混合振蕩后(或取實驗5的藍紫色溶液),加入0.5 mL 40%的乙醛溶液,水浴加熱.

點評 本題通過乙醛和新制氫氧化銅的反應時,NaOH的用量對反應產物的影響考查了實驗現象的分析、實驗設計以及化學方程式書寫等知識,題目難度較大.

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