Question

有关催化剂的催化机理等问题可从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识．下图是某化学兴趣小组设计的乙醇催化氧化的实验装置。(提示：通常用新制的Cu(OH)₂悬浊液产生砖红色沉淀来检验物质中含有醛基)。

请据图回答以下问题：

（1）仪器连接安装完毕，进行实验前如何检验装置的气密性？答：_____________；

（2）对A中的乙醇采用水浴加热的目的是____________；

（3）实验时，点燃B处的酒精灯后，先____________，再集中火焰加热铜丝，随后向装置中不断地缓缓鼓入空气，此时B中观察到的现象是____________，发生的主要反应的化学方程式为____________，当反应进行一段时间后，移去酒精灯，继续不断缓缓地鼓入空气，B中仍重复如上现象，说明B处发生的反应是一个____________反应(填“吸热”或“放热”)．

（4）装置C的作用是____________，能在此处观察到的现象是____________；

（5）装置D中的现象是____________。

Answer

（1）关闭活塞K2，打开K1，点燃B处酒精灯，A中液体压入长管中；停止加热冷却至室温，A中恢复原状(或关闭K1，打开K2，点燃B处酒精灯，D中长管口冒气泡；停止加热冷却至室温，D中液体倒吸入长管形成一段水柱)，说明气密性良好；

（2）为使A中乙醇较长时间地平稳地气化成乙醇蒸气；

（3）预热直玻璃管 铜丝由红色变为黑色，很快又变为红色，2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 放热；

（4）检验乙醇氧化产生的H2O 白色粉末变为蓝色晶体；

（5）产生砖红色沉淀

【解析】

试题分析：（1）装置气密性检验的原理是：通过气体发生器与液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象(如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等)来判断装置气密性的好坏，方法为：关闭活塞K2，打开K1，点燃B处酒精灯，A中液体压入长管中；停止加热冷却至室温，A中恢复原状(或关闭K1，打开K2，点燃B处酒精灯，D中长管口冒气泡；停止加热冷却至室温，D中液体倒吸入长管形成一段水柱)，说明气密性良好；故答案为：关闭活塞K2，打开K1，点燃B处酒精灯，A中液体压入长管中；停止加热冷却至室温，A中恢复原状(或关闭K1，打开K2，点燃B处酒精灯，D中长管口冒气泡；停止加热冷却至室温，D中液体倒吸入长管形成一段水柱)，说明气密性良好；

（2）对A中的乙醇采用水浴加热的目的是为使A中乙醇较长时间地平稳地气化成乙醇蒸气；故答案为：为使A中乙醇较长时间地平稳地气化成乙醇蒸气；

（3）乙醇催化氧化过程中，铜先与氧气加热反应生成氧化铜，氧化铜再与乙醇反应生成乙醛和铜、水，所以实验时，点燃B处的酒精灯后，先预热直玻璃管，再集中火焰加热铜丝，看到的现象为：丝由红色变为黑色，很快又变为红色，反应方程式：2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O，移去酒精灯，继续不断缓缓地鼓入空气，B中仍重复如上现象，说明该反应为放热反应，放出的热量能够维持反应的进行；故答案为：预热直玻璃管 铜丝由红色变为黑色，很快又变为红色，2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 放热；

（4）硫酸铜为白色固体，极易结合水生成蓝色的五水硫酸铜，通常用此检验水的存在；故答案为：检验乙醇氧化产生的H2O 白色粉末变为蓝色晶体；

（5）乙醛含有醛基能够与新制的氢氧化铜反应生成砖红色的氧化亚铜、乙酸和水，所以看到的现象为：产生砖红色沉淀；故答案为：产生砖红色沉淀

【考点定位】考查乙醇的催化氧化实验

【名师点晴】本题考查了乙醇的催化氧化，明确乙醇的性质及催化氧化反应的原理是解题关键。本实验验证乙醇的催化氧化，B是发生该催化反应的装置，A是提供反应物乙醇和O2的装置，C、D是验证产物的装置。本题涉及的基础知识有：乙醇与与金属钠反应生成乙醇钠和氢气，断开的羟基上的氢氧键；乙醇在铜或银作催化下与O2反应生成乙醛和水，断开的是羟基上的氢氧键和与羟基所连的碳的氢；金属铜在乙醇氧化生成乙醛的反应中作催化剂，螺旋状的铜丝放在酒精灯外焰部分加热，铜被氧气氧化为黑色氧化铜，氧化铜能将乙醇氧化为乙醛，自身被还原成铜。