Question

12．氫氧化銅是一種常用試劑．如：利用新制氫氧化銅驗證乙醛的還原性．
（1）新制氫氧化銅懸濁液的配制：在試管里加入10%的氫氧化鈉溶液2mL，滴入2%的硫酸銅溶液4～6滴，振蕩．這樣操作的目的是確保NaOH過量．
（2）下面是某研究性學習小組開展的探究性學習活動：
提出問題：對“乙醛與新制氫氧化銅懸濁液反應生成的紅色沉淀是Cu₂O”提出質疑，他們認為紅色沉淀不一定是氧化亞銅．為了確定紅色沉淀的成分，進行了如下探究：
提出猜想：紅色沉淀可能是Cu或Cu₂O或Cu與Cu₂O的混合物．
查閱資料：①氧化亞銅屬于堿性氧化物；②+1價的銅離子在酸性條件下易發生自身氧化還原反應；③在空氣中灼燒氧化亞銅生成氧化銅．
設計方案：
方案1：取該紅色沉淀于足量的稀硝酸中，觀察溶液顏色變化；
方案2：取該紅色沉淀溶于足量的稀硝酸中，觀察是否有殘渣；
方案3：稱取該紅色沉淀ag，在空氣中充分灼燒至完全變黑，并在干燥器里冷卻，再稱量，反復多次，直到固體恒重，稱得質量為bg，比較a、b的大小；
方案4：取紅色沉淀放于大試管里，加入酸化的硝酸銀溶液，觀察是否有銀白色的銀析出．
你認為合理的方案是方案3．
（3）質量分數為11.6%的某飽和一元醛水溶液5g，跟足量新制的Cu（OH）₂懸濁液反應，生成Cu₂O1.44g．這種醛是丙醛，結構簡式為CH₃CH₂CHO．它與足量新制Cu（OH）₂懸濁液反應的化學方程式為CH₃CH₂CHO+2Cu（OH）₂+NaOH$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂COONa+Cu₂O↓+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）新制氫氧化銅懸濁液必須呈堿性，所以配制時NaOH要過量；
（2）Cu和Cu₂O都是紅色沉淀，所以該紅色物質可能是Cu或Cu₂O或Cu與Cu₂O的混合物；
Cu與Cu₂O都能與硝酸反應生成藍色的硝酸銅溶液，Cu₂O與弱氧化性酸反應生成銅鹽和Cu單質；Cu與Cu₂O都能在空氣中加熱被氧化生成CuO，所以固體質量都增加，增加的質量不同；
（3）n（Cu₂O）=$\frac{1.44g}{144g/mol}$=0.01mol，m（醛）=5g×11.6%=0.58g，如果是甲醛溶液與新制氫氧化銅懸濁液反應，甲醛與Cu₂O的關系式是1：2，則甲醛的物質的量是0.05mol，其質量=0.005mol×30g/mol=0.15g＜0.58g，所以不是甲醛；
飽和一元醛與新制氫氧化銅懸濁液反應方程式為RCHO+2Cu（OH）₂+NaOH$\stackrel{△}{→}$RCOONa+Cu₂O↓+3H₂O，根據方程式知，醛與Cu₂O的關系式是1：1，所以醛的物質的量是0.01mol，其摩爾質量=$\frac{0.58g}{0.01mol}$=58g/mol，為丙醛．

解答 解：（1）新制氫氧化銅懸濁液必須呈堿性，所以配制時NaOH要過量，所以這樣操作的目的是確保NaOH過量，故答案為：確保NaOH過量；
（2）Cu和Cu₂O都是紅色沉淀，所以該紅色物質可能是Cu或Cu₂O或Cu與Cu₂O的混合物；
方案1：Cu與Cu₂O都能與硝酸反應生成藍色的硝酸銅溶液，所以根據溶液顏色不能確定紅色沉淀成分，故不合理；
方案2：Cu₂O和弱氧化性酸反應生成銅鹽和Cu單質，但和硝酸反應時即使生成Cu，Cu能與稀硝酸反應生成可溶性的硝酸銅，所以沒有沉淀產生，故不合理；
方案3：Cu與Cu₂O都能在空氣中加熱被氧化生成CuO，所以固體質量都增加，增加的質量不同，所以可以根據a、b數值判斷紅色物質成分，故合理；
方案4：Cu與Cu₂O都與稀硝酸生成銅離子，所以不能置換出硝酸銀溶液中的Ag，故不合理；
通過以上分析知，只有方案3合理；
故答案為：紅色沉淀可能是Cu或Cu₂O或Cu與Cu₂O的混合物；方案3；
（3）n（Cu₂O）=$\frac{1.44g}{144g/mol}$=0.01mol，m（醛）=5g×11.6%=0.58g，如果是甲醛溶液與新制氫氧化銅懸濁液反應，甲醛與Cu₂O的關系式是1：2，則甲醛的物質的量是0.05mol，其質量=0.005mol×30g/mol=0.15g＜0.58g，所以不是甲醛；
飽和一元醛與新制氫氧化銅懸濁液反應方程式為RCHO+2Cu（OH）₂+NaOH$\stackrel{△}{→}$RCOONa+Cu₂O↓+3H₂O，根據方程式知，醛與Cu₂O的關系式是1：1，所以醛的物質的量是0.01mol，其摩爾質量=$\frac{0.58g}{0.01mol}$=58g/mol，為丙醛，其結構簡式為CH₃CH₂CHO，丙醛與新制氫氧化銅懸濁液反應方程式為CH₃CH₂CHO+2Cu（OH）₂+NaOH$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂COONa+Cu₂O↓+3H₂O，
故答案為：丙醛；CH₃CH₂CHO；CH₃CH₂CHO+2Cu（OH）₂+NaOH$\stackrel{△}{→}$CH₃CH₂COONa+Cu₂O↓+3H₂O．

點評 本題以丙醛為載體考查探究物質的組成及實驗方案評價，為高頻考點，明確物質的性質是解本題關鍵，側重考查學生分析計算能力，注意Cu與Cu₂O性質的相同點和不同點，Cu₂O與鹽酸或硝酸反應現象不同，注意（3）題排除甲醛的方法，題目難度中等．