某化学小组同学利用一定浓度的 H 2 O 2 溶液制备 O 2 ,再用 O 2 氧化 C 2 H 5 OH ,并检验氧化产物。
Ⅰ.制备 O 2
该小组同学设计了如下气体发生装置 ( 夹持装置省略 )
( 1 ) 甲装置中主要仪器的名称为 ___________ 。
( 2 ) 乙装置中,用粘合剂将 MnO 2 制成团,放在多孔塑料片上,连接好装置,气密性良好后打开活塞 K 1 ,经长颈漏斗向试管中缓慢加入 3% H 2 O 2 溶液至 ___________ 。欲使反应停止,关闭活塞 K 1 即可,此时装置中的现象是 ___________ 。
( 3 ) 丙装置可用于制备较多 O 2 ,催化剂铂丝可上下移动。制备过程中如果体系内压强过大,安全管中的现象是 ___________ ,此时可以将铂丝抽离 H 2 O 2 溶液,还可以采取的安全措施是 ___________ 。
( 4 ) 丙装置的特点是 ___________ ( 填序号 ) 。
a .可以控制制备反应的开始和结束
b .可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应的速率
c .与乙装置相比,产物中的 O 2 含量高、杂质种类少
Ⅱ.氧化 C 2 H 5 OH
该小组同学设计的氧化 C 2 H 5 OH 的装置如图 ( 夹持装置省略 )
( 5 ) 在图中方框内补全干燥装置和干燥剂。 ___________
Ⅲ.检验产物
( 6 ) 为检验上述实验收集到的产物,该小组同学进行了如下实验并得出相应结论。
实验序号 | 检验试剂和反应条件 | 现象 | 结论 |
① | 酸性 KMnO 4 溶液 | 紫红色褪去 | 产物含有乙醛 |
② | 新制 Cu(OH) 2 ,加热 | 生成砖红色沉淀 | 产物含有乙醛 |
③ | 微红色含酚酞的 NaOH 溶液 | 微红色褪去 | 产物可能含有乙酸 |
实验 ① ~ ③中的结论不合理的是 ___________ ( 填序号 ) ,原因是 ___________ 。
( 1 ) 分液漏斗 锥形瓶
( 2 ) 刚好没过 MnO 2 固体 试管内的 H 2 O 2 溶液被压入长颈漏斗中,与 MnO 2 分离
( 3 ) 液面上升 打开弹簧夹 K 2
( 4 ) ab
( 5 )
( 6 ) ① 乙醇也能使酸性 KMnO 4 溶液褪色
【分析】
用双氧水和催化剂制取氧气。制得的氧气经干燥后进入盛有乙醇的圆底烧瓶中,和热的乙醇一起进入硬质玻璃管中,在铜的催化作用下发生乙醇的催化氧化反应生成乙醛。生成的乙醛进入试管中,被冷凝收集。
( 1 ) 根据仪器构造可知,甲装置中主要仪器的名称为分液漏斗和锥形瓶;
( 2 ) 乙装置是启普发生器的简易装置,可以随时控制反应的发生和停止。用粘合剂将 MnO 2 制成团,放在多孔塑料片上,连接好装置,气密性良好后打开活塞 K 1 ,经长颈漏斗向试管中缓慢加入 3% H 2 O 2 溶液至刚好没过 MnO 2 固体,此时可以产生氧气,氧气通过导管导出。欲使反应停止,关闭活塞 K 1 ,此时由于气体还在产生,使容器内压强增大,可观察到试管内的 H 2 O 2 溶液被压入长颈漏斗中,与 MnO 2 分离;
( 3 ) 丙装置用圆底烧瓶盛装 H 2 O 2 溶液,可用于制备较多 O 2 ,催化剂铂丝可上下移动可以控制反应速率。制备过程中如果体系内压强过大, H 2 O 2 溶液会被压入安全管中,可观察到安全管中液面上升,圆底烧瓶中液面下降。此时可以将铂丝抽离 H 2 O 2 溶液,使反应速率减慢,还可以打开弹簧夹 K 2 ,使烧瓶内压强降低;
( 4 ) a .催化剂铂丝可上下移动可以控制制备反应的开始和结束, a 正确;
b .催化剂与液体接触的面积越大,反应速率越快,可通过调节催化剂与液体接触的面积来控制反应的速率, b 正确;
c .丙装置用圆底烧瓶盛装 H 2 O 2 溶液,与乙装置相比,可用于制备较多 O 2 ,但产物中的 O 2 含量和杂质种类和乙中没有区别, c 错误;
故选 ab ;
( 5 ) 氧气可以用浓硫酸干燥,所以可以用一个洗气瓶,里面盛装浓硫酸干燥氧气,如图 ;
( 6 ) 实验 ①不合理,因为乙醇有挥发性,会混入生成的乙醛中,乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以酸性高锰酸钾溶液褪色不能证明产物中含有乙醛。
乙酸:
俗称醋酸,具有强烈刺激性气味的无色液体。沸点117.9℃,熔点16.6℃。温度低于熔点时,乙酸凝结成类似冰一样的晶体,纯净的乙酸称为冰醋酸。乙酸溶于水和乙醇。
乙酸分子的组成与结构:
乙酸的性质:
俗称醋酸,具有强烈刺激性气味的无色液体。沸点117.9℃,熔点16.6℃。温度低于熔点时,乙酸凝结成类似冰一样的晶体,纯净的乙酸称为冰醋酸。乙酸溶于水和乙醇。
(1)乙酸的酸性:乙酸的酸性促使它还可以与碳酸钠、氢氧化铜、苯酚钠等物质反应。
2CH3COOH+Na2CO3=2CH3COONa+CO2↑+H2O
2CH3COOH+Cu(OH)2=Cu(CH3COO)2+2H2O
CH3COOH+C6H5ONa=C6H5OH(苯酚)+CH3COONa
(2)乙酸与金属反应:
2Na+2CH3COOH→2CH3COONa+H2↑
(3)乙酸的酯化反应:
在浓硫酸作用下乙酸和乙醇反应酯化反应
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
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