Question

（9分）乙醛在催化劑存在的條件下，可以被空氣氧化成乙酸。依據(jù)此原理設(shè)計實驗制得并在試管C中收集到少量乙酸溶液(如圖所示，試管A中裝有40%的乙醛水溶液、銅粉，試管C中裝有適量蒸餾水；燒杯B中裝有某液體)。已知在60℃～80℃時，用雙連打氣球鼓入空氣即可發(fā)生乙醛的氧化反應(yīng)，連續(xù)鼓入十幾次，反應(yīng)基本完全。有關(guān)物質(zhì)的沸點如下：

物質(zhì)	乙醛	乙酸	甘油	水
沸點/℃	20.8	117.9	290	100

請完成下列問題：

(1)試管A在60℃～80℃時發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為(根據(jù)題意注明反應(yīng)條件)

______________________________________________________________________。

(2)如圖所示，在實驗的不同階段，需要調(diào)整溫度計在試管A內(nèi)的位置，在實驗開始時溫度計水銀球的位置應(yīng)在_____________；當(dāng)試管A內(nèi)主要反應(yīng)完成后，溫度計水銀球的位置應(yīng)在_____________，目的是____________________________。

(3)燒杯B內(nèi)盛裝甘油，甘油浴的作用是：

_____________________________________，______________________________________。

(4)若想檢驗試管C中是否含有產(chǎn)物乙酸，請你在所提供的藥品中進(jìn)行選擇，設(shè)計一個簡便的實驗方案。所提供的藥品有：pH試紙，紅色的石蕊試紙，白色的醋酸鉛試紙，碳酸氫鈉粉末。實驗儀器任選。該方案為(簡述操作過程)：__________________________________________________

 

Answer 1

【答案】

(9分)(1)

(2)試管A的反應(yīng)液中　略低于試管A的支管口處　收集含乙酸的餾分

(3)使試管A內(nèi)的反應(yīng)液均勻受熱發(fā)生反應(yīng)，使生成的乙酸變成蒸氣進(jìn)入試管C

(4)方案一：將少量NaHCO₃粉末放入一支潔凈的試管中，加入少量試管C中的液體，若有氣體產(chǎn)生，則說明試管C中含有產(chǎn)物乙酸；方案二：把一塊pH試紙放在表面皿(或玻璃片)上，用潔凈、干燥的玻璃棒蘸取試管C內(nèi)的液體，點在pH試紙中部，試紙變色后，用標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較來確定溶液的pH，進(jìn)而說明是否有乙酸生成

【解析】思路分析：用雙連打氣球鼓入空氣，使空氣中的氧氣與A中的乙醛在溫度為60—80 ℃時反應(yīng)生成乙酸，因乙酸是液體，要在C中收集到乙酸，須使A中混合液的沸點在117.9 ℃以上，而該反應(yīng)采取了水浴加熱的方式，若要使反應(yīng)正常進(jìn)行，并使乙酸順利蒸出，所選溶液的沸點必須比117.9 ℃高，根據(jù)題中信息，只能選擇甘油。

乙酸最典型的性質(zhì)就是它的酸性，故要檢驗C中是否含有乙酸的設(shè)計方案應(yīng)以此為切入點。分析題中提供的四種試劑，紅色石蕊試紙、白色的醋酸鉛試紙不能選用（因石蕊試液遇酸變紅色；醋酸鉛與乙酸不反應(yīng)），則方案設(shè)計時便可從pH試紙和NaHCO₃粉末著手。

具體解析：

（1）在加熱并有從；催化劑的條件下乙醛可發(fā)生氧化反應(yīng)生成乙酸，方程式為

（2）反應(yīng)開始階段，需要控制溶液的溫度，所以應(yīng)插入溶液中。當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后需要通過蒸餾分離乙酸，才是需要控制蒸汽的溫度，所以應(yīng)放在試管A的支管口處。

（3）因為乙酸的沸點大于100℃，所以燒杯內(nèi)液體的溫度就必須大于乙酸的沸點，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知需要用甘油。

（4）通過乙醛與乙酸性質(zhì)的差異進(jìn)行方案設(shè)計，例如：乙酸與NaHCO₃反應(yīng)產(chǎn)生CO₂或根據(jù)其酸性進(jìn)行檢測。