一个学生做乙醛的还原性实验时,取1mol·L-1的CuSO4溶液和0.5mol·L-1的NaOH溶液1mL,在一支洁净的试管内混合后,向其中又加入0.5mL40%的乙醛,加热至沸腾,结果无红色沉淀出现。实验失败的原因可能是( )
A.未充分加热 B.加入乙醛太少
C.加入NaOH溶液的量不够 D.加入CuSO4溶液的量不够
C
【解析】
A.乙醛和新制的Cu(OH)2反应:CH3CHO+NaOH+2Cu(OH)2→CH3COONa+Cu2O↓+3H2O,加热至沸腾,加热已经很充分了,故A错误;
B.该反应的本质是:乙醛中的醛基具有还原性,新制的氢氧化铜具有氧化性,醛基把氢氧化铜中的+2价的铜还原为氧化亚铜,所加乙醛的量能保证反应正常发生且有明显现象,故B错误;
C.n(CuSO4)=1mol/L×0.001L═0.001mol,根据反应CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaSO4可知:n(NaOH)=2n(CuSO4)=0.002mol ,n(NaOH)=0.5mol/L×V, V=4mL,反应需要在氢氧化钠过量的条件下进行,故应该加入0.5mol/L NaOH溶液的体积大于4mL,实际只加了1mL,NaOH溶液的量不够,无法保证碱性的环境,故没有红色沉淀产生,C正确;
D. 由C的分析可知,氢氧化钠的用量不足,不是硫酸铜的量不足,故D错误。
故选C。
【点睛】
乙醛与新制的Cu(OH)2反应,该反应的本质是:乙醛中的醛基具有还原性,新制的Cu(OH)2具有氧化性,醛基与氢氧化铜中的+2价的铜发生氧化还原反应,操作的关键是碱要过量。
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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