Question

（2009?宿遷模擬）某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)了乙醇、乙醛的性質(zhì)后，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)探究．

試回答以下問題：
（1）按上圖（夾持裝置儀器已省略）進(jìn)行乙醇在銅催化條件下與氧氣反應(yīng)制乙醛的實(shí)驗(yàn)，安裝好儀器裝置，在加入藥品前，首先應(yīng)進(jìn)行的操作是

檢查裝置的氣密性

．C中熱水的作用是

產(chǎn)生平穩(wěn)的乙醇蒸氣

．
（2）實(shí)驗(yàn)開始時，先關(guān)閉止水夾a，打開分液漏斗活塞，在銅絲部位加熱片刻，然后打開止水夾a，在 D處觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為

變黑的銅絲又變紅，出現(xiàn)交替變化

，D處反應(yīng)的化學(xué)方程式為

2CH₃CH₂OH+O₂

Cu

△

2CH₃CHO+2H₂O

．
（3）取反應(yīng)后F中的少量溶液滴入新制的氫氧化銅堿性懸濁液中并加熱至沸騰，觀察到有紅色沉淀產(chǎn)生．有同學(xué)認(rèn)為紅色沉淀的成分可能是Cu₂O或Cu或Cu₂O與Cu的混合物．
通過查閱資料獲知：①在酸性條件下，Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O；②Cu、CuO在空氣中高溫灼燒均生成Cu₂O．
為了驗(yàn)證紅色沉淀的成分他們設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)：
方案1 取少量該紅色沉淀，往其中加入足量的稀硝酸，觀察反應(yīng)現(xiàn)象．
方案2 取少量該紅色沉淀，往其中加入足量的稀硫酸，觀察反應(yīng)現(xiàn)象．
方案3 稱取經(jīng)充分干燥的該紅色沉淀a g，在空氣中高溫灼燒，并在干燥器里冷卻，再稱重，反復(fù)多次直至恒重，稱得固體的質(zhì)量為b g，比較a、b的大小關(guān)系．
上述三個方案中能夠確定該紅色沉淀成分的是

方案3

，
其他方案不能確定的原因是

方案1的三種情況現(xiàn)象相同，無法確定；方案2中Cu₂O和Cu₂O與Cu的混合物在稀硫酸中反應(yīng)的現(xiàn)象相同，也無法確定

．

Answer 1

分析：（1）氣體發(fā)生裝置中在反應(yīng)開始前需要進(jìn)行氣密性檢查，C中提供乙醇蒸氣；
（2）實(shí)驗(yàn)開始時，先關(guān)閉止水夾a，打開分液漏斗活塞，在銅絲部位加熱片刻，分析反應(yīng)是生成氧氣充滿 E裝置加熱紅色銅變化為黑色氧化銅，然后打開止水夾a，乙醇蒸氣進(jìn)入和氧化銅作用生成乙醛；
（3））緊緊圍繞“紅色”來猜想，因?yàn)殂~也是紅色的，所以紅色沉淀可能是Cu、Cu₂O或者二者混合物．
方案1：由于Cu、Cu₂O都能與稀硝酸反應(yīng)，進(jìn)行分析；
方案2：Cu₂O與稀硫酸反應(yīng)有Cu生成，有殘渣，Cu不與稀硫酸反應(yīng)有殘渣，進(jìn)行解答；
方案3：銅在空氣中灼燒生成CuO，Cu₂O在空氣中灼燒也生成氧化銅，但兩者增加的質(zhì)量不同；用極值法進(jìn)行分析解答；確定紅色沉淀物；

解答：解：（1）分析裝置圖可知，氣體發(fā)生裝置中在反應(yīng)開始前需要進(jìn)行氣密性檢查，C中提供乙醇蒸氣進(jìn)行催化氧化反應(yīng)；
故答案為：檢查裝置的氣密性；產(chǎn)生平穩(wěn)的乙醇蒸氣；
（2）實(shí)驗(yàn)開始時，先關(guān)閉止水夾a，打開分液漏斗活塞，在銅絲部位加熱片刻，分析反應(yīng)是生成氧氣充滿 E裝置加熱紅色銅變化為黑色氧化銅，然后打開止水夾a，乙醇蒸氣進(jìn)入和氧化銅作用生成乙醛，銅由紅色變化為黑色，隨后又變?yōu)榧t色；反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CH₃CH₂OH+O₂

Cu

△

2CH₃CHO+2H₂O；
故答案為：變黑的銅絲又變紅，出現(xiàn)交替變化；2CH₃CH₂OH+O₂

Cu

△

2CH₃CHO+2H₂O；
（3）方案1：由于Cu、Cu₂O都能與稀硝酸反應(yīng)，得到藍(lán)色溶液，所以方案1不行；
方案2：Cu₂O與稀硫酸反應(yīng)有Cu生成，有殘渣，Cu不與稀硫酸反應(yīng)有殘渣，所以方案2不行；
方案3：銅在空氣中灼燒生成CuO，Cu₂O在空氣中灼燒也生成氧化銅，但兩者增加的質(zhì)量不同．
agCu在空氣中灼燒，完全反應(yīng)后質(zhì)量變?yōu)?span id="bnltjrn" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

5

4

ag，agCu₂O在空氣中灼燒，完全反應(yīng)后質(zhì)量變?yōu)?span id="npnjxff" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

10

9

ag，所以ag紅色沉淀在空氣中灼燒完全反應(yīng)后，當(dāng)b為

5

4

ag時紅色沉淀Cu；當(dāng)b為

10

9

ag，時紅色沉淀 Cu₂O；當(dāng)

10

9

a g＜b＜

5

4

a g，時紅色沉淀為兩者混合物，所以方案3合理，
故答案為：方案3；方案1的三種情況現(xiàn)象相同，無法確定；方案2中Cu₂O和Cu₂O與Cu的混合物在稀硫酸中反應(yīng)的現(xiàn)象相同，也無法確定；

點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計和分析判斷，主要是乙醇的催化氧化反應(yīng)的產(chǎn)物性質(zhì)判斷和反應(yīng)現(xiàn)象應(yīng)用，題目難度中等．