Question

下面是某化學(xué)學(xué)習(xí)小組的同學(xué)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的過程，請你參與并協(xié)助他們完成相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)。
I．課本介紹了乙醇氧化的實(shí)驗(yàn)：把一端彎成螺旋狀的銅絲放在酒精燈外焰加熱，待銅絲表面變黑后立即把它插入盛有約2 mL乙醇的試管里，反復(fù)操作幾次。注意聞生成物的氣味，并觀察銅絲表面的變化。
（1）小趙同學(xué)用化學(xué)方法替代“聞生成物的氣味”來說明生成物的出現(xiàn)，該化學(xué)方法中所另加的試劑及出現(xiàn)的主要現(xiàn)象是：                                                。（用所學(xué)的知識回答）。
（2）小趙同學(xué)在探究“聞生成物的氣味”的替代方法時，偶然發(fā)現(xiàn)向溴水中加入足量的乙醛溶液，可以看到溴水褪色。該同學(xué)為解釋上述現(xiàn)象，提出三種猜想：（注：褪色原因只有一種）
①溴與乙醛發(fā)生取代反應(yīng)；②                    ；③由于醛基具有還原性，溴將乙醛氧化為乙酸。
為探究哪種猜想正確，小李同學(xué)提出了
如下兩種實(shí)驗(yàn)方案：
方案一：用pH試紙檢測溴水褪色后溶液的酸堿性；
方案二：測定反應(yīng)前溴水中Br₂的物質(zhì)的量和反應(yīng)后溶液中Br^—離子的物質(zhì)的量。
（3）根據(jù)方案一，若                         ，則猜想②不成立。
（4）小李同學(xué)認(rèn)為：假設(shè)測得反應(yīng)前溴水中Br₂的物質(zhì)的量為amol，若測得反應(yīng)后n(Br^—)＝   mol，則說明溴與乙醛發(fā)生取代反應(yīng)。
（5）小吳同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案：①按物質(zhì)的量之比為1:5配制KBrO₃—KBr溶液，加合適的適量的酸，完全反應(yīng)并稀至1L，生成0.5molBr₂。②取上述溶液10mL加入足量乙醛溶液，使之褪色，然后將所得溶液稀釋為100mL，準(zhǔn)確量取其中10mL。③加入過量的AgNO₃溶液，過濾、洗滌、干燥后稱量得到淡黃色固體0.188g。若已知CH₃COOAg易溶于水。
試通過計(jì)算判斷：溴與乙醛發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                        ；
小張同學(xué)認(rèn)為合適的酸既不是硫酸也不是鹽酸，這是為什么？                                。
Ⅱ．小錢同學(xué)利用下圖裝置進(jìn)行乙醇的催化氧化實(shí)驗(yàn)并制取乙醛(試管丙中用水吸收產(chǎn)物)，圖中鐵架臺等裝置已略去。實(shí)驗(yàn)時，先加熱玻璃管中的銅絲，約lmin后鼓入空氣。

請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）乙醇發(fā)生催化氧化的化學(xué)方程式為                                                    。
（2）實(shí)驗(yàn)時，小錢同學(xué)將甲裝置浸在70℃～80℃的水浴中，目的是                           _。
小孫同學(xué)認(rèn)為：由于小錢同學(xué)裝置設(shè)計(jì)上的缺陷，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時可能會               ____________。
（3）反應(yīng)發(fā)生后，移去酒精燈，利用反應(yīng)自身放出的熱量可維持反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。進(jìn)一步探究表明，鼓氣速度與反應(yīng)體系的溫度關(guān)系曲線如圖所示。

請你解釋鼓氣速度過快，反應(yīng)體系溫度反而下降的原因是：                                   。
你認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)中“鼓氣速度”這一變量可用                                          來計(jì)量。

Answer 1

I．（1）銀氨溶液，出現(xiàn)銀鏡或新制氫氧化銅懸濁液，產(chǎn)生磚紅色沉淀。(2分)
（2）②溴與乙醛發(fā)生加成反應(yīng)          (2分) 
（3）若用pH試紙檢測褪色后溶液的酸性明顯增強(qiáng)，則猜想②不成立(2分) 
（4）a       (2分) （5）CH₃CHO+Br₂+H₂O→CH₃COOH+2HBr              (2分) 
Cl^- 、SO₄^2-與過量的Ag⁺作用也產(chǎn)生沉淀，干擾實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。 (2分) 
Ⅱ．（1）2CH₃CH₂OH＋O₂2CH₃CHO＋2H₂O      (2分) 
（2）使生成乙醇蒸氣的速率加快且較均勻    發(fā)生倒吸         (2分) 
（3）過量的氣體將體系中的熱量帶走 (2分)    單位時間內(nèi)甲中的氣泡數(shù) （1分）  

解析試題分析：I．（1）乙醇催化氧化生成乙醛，乙醛中含有醛基，因此可以通過檢驗(yàn)醛基來檢驗(yàn)生成物，所以需要的試劑是銀氨溶液或新制的氫氧化銅懸濁液，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是出現(xiàn)銀鏡或產(chǎn)生磚紅色沉淀。
（2）溴水褪色，這說明反應(yīng)中單質(zhì)溴被消耗。由于乙醛分子中含有甲基和醛基，所以可逆的原因是①溴與乙醛發(fā)生取代反應(yīng)；②溴與乙醛發(fā)生加成反應(yīng)；③由于醛基具有還原性，溴將乙醛氧化為乙酸。
（3）如果溴單質(zhì)與醛基發(fā)生加成反應(yīng)，則溶液的酸性降低。如果與甲基發(fā)生取代反應(yīng)，則溶液的酸性增強(qiáng)。所以根據(jù)方案一，若用pH試紙檢測褪色后溶液的酸性明顯增強(qiáng)，則猜想②不成立。
（4）如果發(fā)生的是取代反應(yīng)，則必然生成溴化氫，因此根據(jù)溴原子守恒可知，反應(yīng)后的溶液中如果n(Br^—)＝amol，則說明溴與乙醛發(fā)生取代反應(yīng)。
（5）已知CH₃COOAg易溶于水，這說明生成的淡黃色沉淀應(yīng)該是溴化銀，物質(zhì)的量＝0.188g＝188g/mol＝0.001mol.反應(yīng)前溶液中單質(zhì)溴的物質(zhì)的量＝0.5mol××＝0.0005mol，其中溴原子的物質(zhì)的量＝0.0005mol×2＝0.001mol，恰好等于生成的溴化銀的物質(zhì)的量，這說明單質(zhì)溴與乙醛發(fā)生的是氧化反應(yīng)，反應(yīng)的方程式為CH₃CHO+Br₂+H₂O→CH₃COOH+2HBr。由于Cl^- 、SO₄^2-與過量的Ag⁺作用也產(chǎn)生沉淀，干擾實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，所以合適的酸不是硫酸也不是鹽酸。
Ⅱ．（1）乙醇再催化劑的作用下發(fā)生催化氧化生成乙醛和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CH₃CH₂OH＋O₂2CH₃CHO＋2H₂O。
（2）反應(yīng)中需要乙醇?xì)怏w，而乙醇的沸點(diǎn)大約是78℃，所以實(shí)驗(yàn)時，小錢同學(xué)將甲裝置浸在70℃～80℃的水浴中，目的是使生成乙醇蒸氣的速率加快且較均勻；由于乙醇以及生成的乙醛都是與水互溶的，因此丙裝置中導(dǎo)管直接插入到溶液中容易發(fā)生倒吸。
（3）如果鼓起速度過快，則過量的氣體將體系中的熱量帶走，從而使溫度降低；由于氣體溶于水會產(chǎn)生氣泡，所以該實(shí)驗(yàn)中“鼓氣速度”這一變量可用單位時間內(nèi)甲中的氣泡數(shù)來計(jì)量。
考點(diǎn)：考查溴水與乙醛反應(yīng)原理的實(shí)驗(yàn)探究以及乙醇的催化氧化實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評價