向溴水中加入足量乙醛溶液,可以看到溴水褪色。据此对溴水与乙醛发生的有机反应类型进行如下探究,请你完成下列填空:
Ⅰ.猜测:
(1)溴水与乙醛发生取代反应;
(2)溴水与乙醛发生加成反应;
(3)溴水与乙醛发生___反应。
Ⅱ.设计方案并论证:
为探究哪一种猜测正确,某研究性学习小组提出了如下两种实验方案:
方案1:检验褪色后溶液的酸碱性。
方案2:测定反应前用于溴水制备的Br2的物质的量和反应后Br-离子的物质的量。
(1)方案1是否可行?___?理由是___。
(2)假设测得反应前用于溴水制备的Br2的物质的量为amol,
若测得反应后n(Br-)=___mol,则说明溴水与乙醛发生加成反应;
若测得反应后n(Br-)=___mol,则说明溴水与乙醛发生取代反应;
若测得反应后n(Br-)=___mol,则说明猜测(3)正确。
Ⅲ.实验验证:某同学在含0.005molBr2的10mL溶液中,加入足量乙醛溶液使其褪色;再加入过量AgNO3溶液,得到淡黄色沉淀1.88g(已知反应生成有机物与AgNO3不反应)。根据计算结果,推知溴水与乙醛反应的离子方程式为___。
Ⅳ.拓展:
请你设计对照实验,探究乙醛和乙醇的还原性强弱(填写下表)。
实验操作步骤 | 实验现象 | 结论 |
___ | ___ | ___ |
(1). 氧化 (2). 不可行 (3). 溴水与乙醛发生取代反应有HBr生成,乙醛被氧化生成乙酸和HBr,溶液均呈酸性 (4). 0 (5). a (6). 2a (7). CH3CHO+Br2+H2O=CH3COOH+2H++2Br- (8). 在两支洁净的试管中分别加入2ml新制银氨溶液,各滴入几滴乙醛和乙醇,振荡,水浴加热 (9). 滴加乙醛的试管中有银镜生成,而滴加乙醇的试管无现象 (10). 乙醛的还原性比乙醇强
【解析】
I(3)根据乙醛中官能团的性质分析;
Ⅱ.(1)根据乙醛与溴水反应的产物分析;
(2)由于乙醛是足量,溴水中的溴全部参与反应:取代反应后生成n(Br-)=a mol,加成反应后n(Br-)=0 mol,氧化反应后n(Br-)=2amol;
Ⅲ.加入过量AgN03溶液,得到淡黄色沉淀为AgBr,根据质量求出其物质的量,再分析反应;
Ⅳ.乙醛能与银氨溶液发生氧化反应,乙醇不能,依此设计实验。
【详解】I(3)乙醛中官能团为−CHO,−CHO具有还原性,可被氧化,所以可能发生氧化反应;
Ⅱ.(1)方案1中,无论取代(生成HBr)或氧化乙醛(生成CH3COOH),均使反应后溶液显酸性,故不可行;
(2)由于乙醛是足量的,乙醛中官能团为−CHO,溴水中的溴全部参与反应:取代反应后生成n(Br-)=a mol,加成反应后n(Br-)=0 mol,氧化反应后n(Br-)=2amol;
Ⅲ得到固体
为AgBr的质量,n(AgBr)=
,n(Br−)=2n(Br2),则反应为氧化反应,其离子方程式为:CH3CHO+Br2+H2O=CH3COOH+2H++2Br-;
Ⅳ乙醛能与银氨溶液发生氧化反应,乙醇不能,依此设计实验;
实验操作步骤 | 实验现象 | 结论 |
在两支洁净的试管中分别加入2mL新制银氨溶液,各滴入几滴乙醛和乙醇,振荡,水浴加热 | 滴加乙醛的试管中有银镜生成,而滴加乙醇的试管无现象 | 乙醛的还原性比乙醇强 |
乙醛分子结构:
乙醛的性质:
1、物理性质
乙醛是无色、有刺激性气味的液体,密度小于水,沸点为20.8℃。乙醛易挥发,易燃烧,能与水、乙醇、氯仿等互溶。冈为乙醛易挥发,易燃烧,故在使用纯净的乙醛或高浓度的乙醛溶液时要注意防火。
3.化学性质
乙醛分子中的醛基()对乙醛的主要化学性质起决定作用。
(1)加成反应
乙醛分子中醛基上的碳氧双键与碳碳双键相似,能够发生加成反应。如使乙醛蒸气和氢气的混合气体通过热的催化剂,乙醛与氢气即发生加成反应:
说明:a.乙醛的催化加氢反应也是还原反应。
b.常见的能发生加成反应的官能团(或基团)有等,但它们发生加成反应的条件不同。
c.由乙醇的催化氧化反应和乙醛的催化加氢反应可知,乙醇和乙醛可在一定条件下相互转化:
(2)氧化反应
①与银氨溶液的反应——银镜反应
Ag(NH3)2OH(氢氧化二氨合银)是一种弱氧化剂,能把乙醛氧化成乙酸,乙酸又与氨反应生成乙酸铵,而Ag+被还原成金属银附着在试管壁上,形成银镜,所以,这个反应叫做银镜反应。银镜反应常用来检验醛基的存在。工业上可利用这一反应原理,把银均匀地镀在玻璃上制成镜子或保温瓶胆(生产上常用含有醛基的葡萄糖作为还原剂)。
注意a.实验所用试管(玻璃)要洁净。
b.银氨溶液要新配制的,配制银氨溶液是向 AgNO3稀溶液中逐滴加入稀氨水,直到最初生成的沉淀恰好溶解为止。要防止氨水过量,并且必须随配随用,不可久置,否则会生成容易爆炸的物质。
c.实验条件是水浴加热,不能直接加热煮沸。
②与新制氢氧化铜的反应在试管里加入10%的NaOH溶液2mL,滴入2%的CuSO4溶液4~6滴,得到新制的氢氧化铜,振荡后加入乙醛溶液0.5mL,加热煮沸。观察并记录实验现象。
实验现象:生成红色沉淀。
实验结论:在加热的条件下,乙醛能与新制的氢氧化铜发生化学反应。
乙醛与新制的氢氧化铜反应的实验中,涉及的主要化学反应是反应中新制的氢氧化铜将乙醛氧化为乙酸,它本身被还原为氧化亚铜(Cu2O)。Cu2O是红色固体,不溶于水,也不与乙酸反应。
乙醛与新制的氢氧化铜的反应原理,可用于在实验室里检验醛基的存在,在医疗上检验尿糖。
说明:a.制备新制的Cu(OH)2是在NaOH溶液中滴加少量CuSO4溶液,应保持碱过量;
b.反应条件必须是加热到沸腾。
③与氧气的反应乙醛如在一定温度和催化剂存在的条件下,也能被空气中的氧气氧化成乙酸:
在点燃的条件下,乙醛能在空气或氧气中燃烧。 乙醛完全燃烧的化学方程式为:
注意a.在工业上,可以利用乙醛的催化氧化反应制取乙酸。
b.银氨溶液、新制氢氧化铜的氧化性很弱,乙醛能被这样的弱氧化剂氧化,原因是乙醛的还原性很强。由此推理,乙醛也易被酸性高锰酸钾溶液、溴水等氧化,高锰酸钾、溴被还原而使溶液褪色。
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