Question

9．有關(guān)催化劑的催化機(jī)理等問題可以從“乙醇催化氧化實驗”得到一些認(rèn)識，某同學(xué)設(shè)計了如圖裝置（夾持裝置儀器已省略），其實驗操作為：按圖安裝好，先關(guān)閉活塞a、b、c，在銅絲的中間部分加熱片刻．然后打開活塞a、b、c，通過控制活塞a和b，而有節(jié)奏（間歇性）通入氣體，即可在M處觀察到明顯的實驗現(xiàn)象．試回答以下問題：

（1）A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，B的作用：干燥O₂；C中熱水的作用：C中熱水使D中乙醇變?yōu)檎魵膺M(jìn)入M中參加反應(yīng)．
（2）M處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CH₃CH₂OH+O₂ $→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O．
（3）M管中可觀察到的現(xiàn)象：受熱部分的銅絲由于間歇性地鼓入空氣而交替出現(xiàn)變黑，變紅的現(xiàn)象，從中可認(rèn)識到該實驗過程中催化劑參加（填“參加”或“不參加”）化學(xué)反應(yīng)，還可以認(rèn)識到催化劑起催化作用需要一定的溫度．
（4）驗證乙醇氧化產(chǎn)物的試劑是新制氫氧化銅懸濁液，并寫出對應(yīng)的化學(xué)方程式2CH₃CH₂OH+O₂ $→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O．
（5）若試管F中收集到的液體用紫色石蕊試紙檢驗，試紙顯紅色，說明液體中還含有CH₃COOH，要除去該物質(zhì)，可先在混合液中加入c（填寫字母）．
a、氯化鈉溶液      b、苯     c、碳酸氫鈉溶液     d、四氯化碳．

Answer 1

分析 （1）A中是過氧化氫在二氧化錳催化作用下生成水和氧氣；B是吸收氧氣中的水蒸氣；C是加熱乙醇得到乙醇蒸氣進(jìn)入M；
（2）M處是乙醇的催化氧化反應(yīng)生成乙醛；
（3）銅絲做催化劑，和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，和乙醇反應(yīng)又生成銅；催化劑參加反應(yīng)過程，催化作用需要一定的溫度；
（4）乙醇氧化為乙醛，依據(jù)醛基檢驗方法進(jìn)行設(shè)計實驗，可以利用新制的氫氧化銅加熱檢驗；
（5）紫色石蕊試紙檢驗，試紙顯紅色，說明氧化產(chǎn)物含有乙酸可以加入碳酸氫鈉溶液除去．

解答 解：（1）A中是過氧化氫在二氧化錳催化作用下生成水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；B是吸收氧氣中的水蒸氣；C是加熱乙醇得到乙醇蒸氣進(jìn)入M，
故答案為：2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；干燥O₂；C中熱水使D中乙醇變?yōu)檎魵膺M(jìn)入M中參加反應(yīng)；
（2）M處發(fā)生的反應(yīng)是乙醇的催化氧化反應(yīng)生成乙醛，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2CH₃CH₂OH+O₂ $→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O，
故答案為：2CH₃CH₂OH+O₂ $→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O；
（3）銅絲做催化劑，和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，和乙醇反應(yīng)又生成銅，熱部分的銅絲由于間歇性地鼓入空氣而交替出現(xiàn)變黑，變紅的現(xiàn)象；催化劑參加反應(yīng)過程，催化作用需要一定的溫度，
故答案為：受熱部分的銅絲由于間歇性地鼓入空氣而交替出現(xiàn)變黑，變紅的現(xiàn)象；參加；溫度；
（4）乙醇氧化為乙醛，依據(jù)醛基檢驗方法進(jìn)行設(shè)計實驗，可以利用新制的氫氧化銅加熱生成磚紅色沉淀判斷反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₃CHO+2Cu（OH）₂$\stackrel{△}{→}$CH₃COOH+Cu₂O↓+2H₂O，
故答案為：新制氫氧化銅懸濁液，CH₃CHO+2Cu（OH）₂$\stackrel{△}{→}$CH₃COOH+Cu₂O↓+2H₂O；
（5）若試管F中收集到的液體用紫色石蕊試紙檢驗，試紙顯紅色．說明產(chǎn)物中含有乙酸，加入試劑
a、氯化鈉溶液不能除去，故a不符合；
b、苯不能除去乙酸，故b不符合；　　
c、碳酸氫鈉溶液 和乙酸反應(yīng)生成鹽除去，故c符合；　　
d、四氯化碳不能除去乙酸，故d不符合；
故答案為：CH₃COOH；c．

點評 本題考查了物質(zhì)現(xiàn)在的實驗驗證方法和實驗設(shè)計，主要是過氧化氫的分解反應(yīng)，乙醇的催化氧化產(chǎn)物判斷和檢驗，題目難度中等．