Question

10．實(shí)驗(yàn)室可利用乙二醇、銅或銅的化合物制備乙二醛，右圖是某興趣小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置，右邊的反應(yīng)裝置相同，而左邊的氣體發(fā)生裝置不同，試管C中裝有水（加熱裝置未畫出）．試回答：
（1）兩套裝置中的A、B處都需加熱，A處用水浴加熱，主要優(yōu)點(diǎn)是試管受熱均勻；產(chǎn)生的氣流平穩(wěn)均勻．
（2）若按甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，B管處裝銅粉，則通入A管的X是空氣（或氧氣），B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH₂OHCH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$OCH-CHO+2H₂O．
（3）若按乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則B管中應(yīng)裝氧化銅，B中反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH₂OHCH₂OH+2CuO$\stackrel{△}{→}$2Cu+OCH-CHO+2H₂O．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，取C試管中的溶液滴入新制備的銀氨溶液中并采用水浴加熱可觀察到有銀鏡生成，寫出該過程的化學(xué)方程式OCH-CHO+4Ag（NH₃）₂OH$\stackrel{△}{→}$H₄NOOC-COONH₄+4Ag↓+6NH₃+2H₂O．
（5）實(shí)驗(yàn)完成時(shí)先打開D處的活塞，再撤去酒精燈，試說明這樣做的目的是防止倒吸．

Answer 1

分析 （1）水浴加熱優(yōu)點(diǎn)：受熱均勻，可以得到平穩(wěn)的乙二醇蒸汽；
（2）按甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，B管處裝銅粉，則通入A管的X氣體為空氣或氧氣，目的是為了生成氧化銅催化氧化乙二醇生成乙二醛；
（3）按乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)無空氣或氧氣通入，而氧化銅在加熱條件下能夠氧化乙二醇生成乙二醛；
（4）根據(jù)醛基和銀氨溶液反應(yīng)生成單質(zhì)銀、羧酸銨，氨氣和水，依據(jù)醛基氧化實(shí)質(zhì)寫出化學(xué)方程式；
（5）實(shí)驗(yàn)完成時(shí)先打開D處的鐵夾，再撤去酒精燈，可以防止裝置內(nèi)壓強(qiáng)降低引起的倒吸．

解答 解：（1）用水浴加熱，試管內(nèi)的液體受熱均勻，產(chǎn)生的氣流平穩(wěn)均勻；
故答案為：試管受熱均勻；產(chǎn)生的氣流平穩(wěn)均勻；
（2）按甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，B管處裝銅粉，則通入A管的X氣體為空氣或氧氣，目的是為了生成氧化銅催化氧化乙二醇，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH₂OHCH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$OCH-CHO+2H₂O；
故答案為：空氣（或氧氣）；CH₂OHCH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$OCH-CHO+2H₂O；
（3）按乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)無空氣或氧氣通入，根據(jù)醇催化氧化的實(shí)質(zhì)是被氧化銅氧化得到醛，所以B管中應(yīng)裝入氧化銅，加熱條件下反應(yīng)生成乙二醛，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH₂OHCH₂OH+2CuO$\stackrel{△}{→}$2Cu+OCH-CHO+2H₂O；
故答案為：氧化銅；CH₂OHCH₂OH+2CuO$\stackrel{△}{→}$2Cu+OCH-CHO+2H₂O；
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，生成的乙二醛易溶于水，取C試管中的溶液滴入新制備的銀氨溶液中并采用水浴加熱可觀察到有銀鏡生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：OCH-CHO+4Ag（NH₃）₂OH$\stackrel{△}{→}$H₄NOOC-COONH₄+4Ag↓+6NH₃+2H₂O；
故答案為：OCH-CHO+4Ag（NH₃）₂OH$\stackrel{△}{→}$H₄NOOC-COONH₄+4Ag↓+6NH₃+2H₂O；
（5）實(shí)驗(yàn)完成時(shí)先打開D處的鐵夾，再撤去酒精燈，可以防止裝置內(nèi)壓強(qiáng)降低引起的倒吸；
故答案為：防止倒吸．

點(diǎn)評(píng) 本題以乙二醛的制備為載體，考查醇催化氧化反應(yīng)本質(zhì)、醛的性質(zhì)、對(duì)裝置的理解與評(píng)價(jià)等，理解醇氧化為醛的反應(yīng)實(shí)質(zhì)是解題關(guān)鍵，是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)與學(xué)生總能力的考查，題目難度中等．