Question

【題目】甲醛(HCHO)與葡萄糖相似具有還原性。為探究過(guò)量甲醛和新制Cu(OH)2反應(yīng)的產(chǎn)物，進(jìn)行如下研究。

(1)在下圖裝置中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，向a中加入0.5 mol·L-1CuSO4溶液50 mL和5 mol·L-1NaOH溶液100 mL，振蕩，再加入40％的甲醛溶液50 mL，緩慢加熱a 20分鐘后冷卻至室溫。

①儀器b的名稱是_________；

②能說(shuō)明甲醛具有還原性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________________。

(2)上述實(shí)驗(yàn)有副反應(yīng)發(fā)生，產(chǎn)生的氣體為CO、H2中的一種或兩種。為確認(rèn)氣體成分，將裝置A和如下圖所示裝置連接后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

依次連接的合理順序?yàn)锳→B→___→____→____→____→G，裝置B的作用是_____________。有H2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________________________。

(3)已知：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明a中甲醛中的碳元素未被氧化成+4價(jià)。寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象、結(jié)論______________________。

(4)反應(yīng)后a中有紅色固體產(chǎn)生，為研究其組成，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(以下每步均充分反應(yīng))：

①錐形瓶ii中固體完全溶解得深藍(lán)色溶液的離子方程式為____________________；

②將容量瓶ii中的溶液稀釋100倍后，溶液的顏色與容量瓶i相近。由此可知固體產(chǎn)物的組成及物質(zhì)的量之比約為________________。

Answer 1

【答案】 球形冷凝管 a中出現(xiàn)磚紅色物質(zhì) E→F→D→C 吸收甲醛蒸氣，防止其干擾后續(xù)檢驗(yàn) F中黑色固體變紅色，D中固體變藍(lán)色 取少量a中反應(yīng)后的清液，滴入過(guò)量稀硫酸，未見(jiàn)氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明甲醛中的碳元素未被氧化成+4價(jià) 2Cu+O2+8NH3·H2O=2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O n(Cu2O):n(Cu)=1:200

【解析】（1）①根據(jù)儀器構(gòu)造可判斷儀器b的名稱是球形冷凝管，其作用為冷凝和回流。②甲醛和新制Cu(OH)2混合加熱，甲醛被氧化為甲酸，而Cu(OH)2被還原為Cu2O，則A中會(huì)有紅色固體生成；（2）檢驗(yàn)混合氣體中含H2不含CO，需要先將氣體干燥，通入灼熱的氧化銅，將兩者轉(zhuǎn)化為H2O和CO2，再依次通過(guò)無(wú)水硫酸銅和澄清石灰水檢驗(yàn)，注意必須先檢驗(yàn)水，另外甲醛有揮發(fā)性，混雜在氣體產(chǎn)物中，因其有還原性，會(huì)和氧化銅反應(yīng)生成水和二氧化碳，影響產(chǎn)物的檢驗(yàn)，需要先除去，所以順序是A→B→E→F→D→C→G；其中裝置B的作用是吸收甲醛蒸氣，防止其干擾后續(xù)檢驗(yàn)；有H2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是F中黑色固體變紅色，D中固體變藍(lán)色；（3）由所給信息可知，甲醛中C為0價(jià)，甲酸中碳為+2價(jià)，碳酸中碳為+4價(jià)，要證明沒(méi)有+4價(jià)，即證明沒(méi)有碳酸生成，在堿性條件下就是檢驗(yàn)碳酸根離子的存在，具體操作方法是：取少量a中反應(yīng)后的清液，滴入過(guò)量的濃鹽酸，未見(jiàn)氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明甲醛的碳元素未被氧化成+4價(jià)；（4）①由題干信息可知，無(wú)色的[Cu(NH3)4]+在空氣中會(huì)被氧化為藍(lán)色的[Cu(NH3)4]2+]，搖動(dòng)錐形瓶ⅰ的目的就是有利于溶液中[Cu(NH3)4]+與空氣中的氧氣接觸；由顏色紅色固體可知產(chǎn)物應(yīng)該為單質(zhì)銅，銅與濃氨水、氧氣反應(yīng)的離子方程式為2Cu+8NH3·H2O+O2＝2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O；②將容量瓶ⅱ中的溶液稀釋100倍后，溶液的顏色與容量瓶ⅰ相近，說(shuō)明稀釋前，容量瓶ⅱ中溶液濃度為ⅰ中的100倍，即物質(zhì)的量ⅱ中為ⅰ中100倍，由原子守恒得，n(Cu2O):n(Cu)=1:200。