问题 实验题

(9分)乙醛在催化剂存在的条件下,可以被空气氧化成乙酸。依据此原理设计实验制得并在试管C中收集到少量乙酸溶液(如图所示,试管A中装有40%的乙醛水溶液、铜粉,试管C中装有适量蒸馏水;烧杯B中装有某液体)。已知在60℃~80℃时,用双连打气球鼓入空气即可发生乙醛的氧化反应,连续鼓入十几次,反应基本完全。有关物质的沸点如下:

物质乙醛乙酸甘油
沸点/℃20.8117.9290100

请完成下列问题:

(1)试管A在60℃~80℃时发生的主要反应的化学方程式为(根据题意注明反应条件)

______________________________________________________________________。

(2)如图所示,在实验的不同阶段,需要调整温度计在试管A内的位置,在实验开始时温度计水银球的位置应在_____________;当试管A内主要反应完成后,温度计水银球的位置应在_____________,目的是____________________________。

(3)烧杯B内盛装甘油,甘油浴的作用是:

_____________________________________,______________________________________。

(4)若想检验试管C中是否含有产物乙酸,请你在所提供的药品中进行选择,设计一个简便的实验方案。所提供的药品有:pH试纸,红色的石蕊试纸,白色的醋酸铅试纸,碳酸氢钠粉末。实验仪器任选。该方案为(简述操作过程):__________________________________________________

答案

(9分)(1)

(2)试管A的反应液中 略低于试管A的支管口处 收集含乙酸的馏分

(3)使试管A内的反应液均匀受热发生反应,使生成的乙酸变成蒸气进入试管C

(4)方案一:将少量NaHCO3粉末放入一支洁净的试管中,加入少量试管C中的液体,若有气体产生,则说明试管C中含有产物乙酸;方案二:把一块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上,用洁净、干燥的玻璃棒蘸取试管C内的液体,点在pH试纸中部,试纸变色后,用标准比色卡比较来确定溶液的pH,进而说明是否有乙酸生成

思路分析:用双连打气球鼓入空气,使空气中的氧气与A中的乙醛在温度为60—80 ℃时反应生成乙酸,因乙酸是液体,要在C中收集到乙酸,须使A中混合液的沸点在117.9 ℃以上,而该反应采取了水浴加热的方式,若要使反应正常进行,并使乙酸顺利蒸出,所选溶液的沸点必须比117.9 ℃高,根据题中信息,只能选择甘油。

乙酸最典型的性质就是它的酸性,故要检验C中是否含有乙酸的设计方案应以此为切入点。分析题中提供的四种试剂,红色石蕊试纸、白色的醋酸铅试纸不能选用(因石蕊试液遇酸变红色;醋酸铅与乙酸不反应),则方案设计时便可从pH试纸和NaHCO3粉末着手。

具体解析:

(1)在加热并有从;催化剂的条件下乙醛可发生氧化反应生成乙酸,方程式为

(2)反应开始阶段,需要控制溶液的温度,所以应插入溶液中。当反应结束后需要通过蒸馏分离乙酸,才是需要控制蒸汽的温度,所以应放在试管A的支管口处。

(3)因为乙酸的沸点大于100℃,所以烧杯内液体的温度就必须大于乙酸的沸点,根据表中数据可知需要用甘油。

(4)通过乙醛与乙酸性质的差异进行方案设计,例如:乙酸与NaHCO3反应产生CO2或根据其酸性进行检测。

问答题

以下是甲、乙两同学对有关镁与盐酸反应的系列研究:

研究一:镁与盐酸反应过程中的能量变化以及反应速率的变化:

(1)实验时需将镁条进行打磨,其目的是______.

(2)反应中试管外壁发烫,说明镁与稀盐酸反应是______反应(填“吸热”或“放热”),化学方程式为______

(3)实验测得镁片产生气体的速率(v)与时间(t)的关系如图所示,则t1~t2时间内反应速率逐渐加快的主要原因是______.

研究二:反应后所得溶液的酸碱性探究

【发现问题】(1)反应后甲同学用pH试纸测定试管中溶液的酸碱性,发现pH小于7,说明甲同学所得溶液呈______性,(选填“酸”“碱”或“中”).

(2)反应后乙同学的试管中镁条有剩余,向试液中滴入两滴酚酞溶液,振荡显红色,说明乙同学所得溶液呈______性.

【查阅资料】(1)镁能与热水反应生成氢氧化镁和氢气;

(2)冷水中氢氧化镁难溶于水,其溶解能力随温度升高而升高.

【提出猜想】甲同学:猜想Ⅰ:稀盐酸过量,使溶液pH小于7;

猜想Ⅱ:氯化镁溶液pH小于7.

乙同学:猜想Ⅰ:氯化镁溶液使酚酞变红色;

猜想Ⅱ:温度升高后镁与水反应生成了氢氧化镁使酚酞变红色.

【实践与思考】为验证猜想,甲、乙两同学均需测定______溶液的酸碱性,实验表明该溶液显弱酸性.

乙同学为完成猜想Ⅱ,在滴有两滴酚酞的热水中放入一段打磨过的镁条,观察到溶液很快变为红色,同时还观察到镁条表面有气体生成.请你写出镁与水反应的化学反应方程式______.

【结论】镁与稀盐酸反应,镁反应完全后所得溶液显酸性;镁与稀盐酸反应,镁过量时所得溶液显碱性.

名词解释