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，連續(xù)鼓入十幾次，反應基本完全。有關物質的沸點如下：

物質	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)生的主要反應的化學方程式為(根據(jù)題意注明反應條件)

______________________________________________________________________。

(2)如圖所示，在實驗的不同階段，需要調整溫度計在試管A內的位置，在實驗開始時溫度計水銀球的位置應在_____________；當試管A內主要反應完成后，溫度計水銀球的位置應在_____________，目的是____________________________。

(3)燒杯B內盛裝甘油，甘油浴的作用是：

_____________________________________，______________________________________。

(4)若想檢驗試管C中是否含有產物乙酸，請你在所提供的藥品中進行選擇，設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內的反應液均勻受熱發(fā)生反應，使生成的乙酸變成蒸氣進入試管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，若有氣體產生，則說明試管C中含有產物乙酸；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內的液體，點在pH試紙中部，試紙變色后，用標準比色卡比較來確定溶液的pH，進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，而該反應采取了水浴加熱的方式，若要使反應正常進行，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。

乙酸最典型的性質就是它的酸性，故要檢驗C中是否含有乙酸的設計方案應以此為切入點。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），則方案設計時便可從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)生氧化反應生成乙酸，方程式為

（2）反應開始階段，需要控制溶液的溫度，所以應插入溶液中。當反應結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的差異進行方案設計，例如：乙酸與NaHCO₃反應產生CO₂或根據(jù)其酸性進行檢測。