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4.某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验.

(1)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,请写出相应的化学反应方程式2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO、CH3CH2OH+CuO$\stackrel{△}{→}$CH3CHO+Cu+H2O
(2)甲水浴的作用是加热使乙醇挥发.
(3)反应进行一段时间后,干燥试管a中能收集到不同的物质,它们是乙醛、乙醇、水.集气瓶中收集到的气体的主要成分是氮气.
(4)若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明液体中还含有乙酸.要除去该物质,可先在混合液中加入c(填写字母).
a.氯化钠溶液                  b.苯    c.碳酸氢钠溶液                d.四氯化碳
然后,再通过蒸馏(填实验操作名称)即可除去.

分析 乙醇催化氧化:装置甲的作用是将乙醇变成乙醇蒸气,乙醇在铜做催化剂条件被氧气氧化成乙醛,方程式为:2CH3CH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH3CHO+2H2O,装置乙是冷却乙醛,试管a中收集到的液体主要为乙醛,集气瓶中收集到的气体的主要成分是氮气.
(1)乙醇的催化氧化反应实质是:金属铜被氧气氧化为黑色氧化铜,氧化铜将乙醇氧化为乙醛,同时生成铜,金属铜起催化剂作用;
(2)装置甲的作用是将乙醇变成乙醇蒸气;
(3)根据物质的沸点高低不同来确定获得的物质,结合空气的成分以及发生的反应确定剩余的气体成分,空气中氧气被反应掉,则属于气体的主要成分为氮气;
(4)能使紫色石蕊试纸变红的是酸,碳酸氢钠可以和乙酸反应,两种互溶物质的分离用蒸馏法.

解答 解:(1)乙醇的催化氧化反应过程:金属铜被氧气氧化为氧化铜,2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO,出现黑色,氧化铜将乙醇氧化为乙醛,CH3CH2OH+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CH3CHO+Cu+H2O,铜网出现红色,
故答案为:2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO;CH3CH2OH+CuO$\stackrel{△}{→}$CH3CHO+Cu+H2O;
(2)甲装置常常浸在热水浴中,水浴能使容器受热均匀,能使甲中乙醇平稳气化成乙醇蒸气;
故答案为:加热使乙醇挥发;
(3)乙醇的催化氧化实验中的物质:乙醇、乙醛和水的沸点高低不同,在试管a中能收集这些不同的物质,空气中的氧气参与反应,丙中集气瓶内收集到气体的主要成分氮气,
故答案为:乙醛、乙醇、水;
(4)若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明液体中还含有乙酸,四个选择答案中,只有碳酸氢钠可以和乙酸反应,生成乙酸钠、水和二氧化碳,实现两种互溶物质的分离用蒸馏法,
故答案为:乙酸;C;蒸馏.

点评 本题以乙醇的催化氧化为载体,综合考查学生的分析能力和实验能力,为高考常见题型,注意把握实验的原理以及操作方法,题目难度中等.

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