高中化学02性质探究实验学生版.docx
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高中化学02性质探究实验学生版
一、乙醇的催化氧化
1．原理：
2．实验：
把一端弯成螺旋状的铜丝在酒精灯火焰加热，看到铜丝表面变_______，生成______，迅速插入盛乙醇的试管中，看到铜丝表面_______；反复多次后，试管中生成有______气味的物质（乙醛），反应中乙醇被__________，铜丝的作用是______________。
【练一练】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，请写出相应的化学方程式____________
_______________________、____________________________。
在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明该乙醇催化反应是___反应。
（2）甲和乙两个水浴作用不相同。
甲的作用是__________________；乙的作用是________________。
（3）反应进行一段时间后，试管a中能收集到不同的物质它们是________________________。
集气瓶中收集到的气体的主要成分是________________________。
（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________
______________。
要除去该物质，可现在混合液中加入______________（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___________________（填试验操作名称）即可除去。
二、醛基的性质实验
（一）乙醛的银镜反应
1．原料：
2%AgNO3溶液、2%稀氨水、乙醛稀溶液
2．反应原理：
_________________________________________________
3．银氨溶液的配制：
取一支洁净的试管，加入1mL2%的________，然后一变振荡，一边滴入2%的_______，直到产生的沉淀恰好溶解为止。
（注意：
顺序不能反）
4．注意事项：
①配制银氨溶液时加入的氨水要适量，不能过量，并且必须现配现用，不可久置，否则会生成容易爆炸的物质。
②实验用的试管一定要洁净（先用热的________溶液清洗，再用蒸馏水洗），特别是不能有油污。
③必须用___________，不能在火焰上直接加热（否则会生成易爆物质），水浴温度不宜过高。
④如果试管不洁净，或加热时振荡，或加入的乙醛过量时，就无法生成明亮的银镜，而只生成黑色疏松的沉淀附着在试管内壁。
⑤实验完毕，试管内的混合液体要及时处理，试管壁上的银镜要及时用少量的________溶解，再用水冲洗。
（废液不能乱倒，应倒入废液缸内）
（二）乙醛与新制氢氧化铜悬浊液的反应（铜镜反应）
1．原料：
10%NaOH溶液、2%CuSO4溶液、乙醛稀溶液
2．反应原理：
__________________________________________________________
3．实验过程
①配制新制氢氧化铜悬浊液:
在2mL10%______溶液中滴入4-6滴________溶液。
②在新制的氢氧化铜悬浊液中加入乙醛溶液。
③加热至沸腾。
4．注意事项：
①本实验必须在_________条件下才能成功。
②Cu（OH）2悬浊液必须现配现用：
配制时CuSO4溶液的质量分数不宜过大，且NaOH溶液应过量。
若CuSO4溶液过量或配制的Cu（OH）2的质量分数过大，将在实验时得不到砖红色的Cu2O沉淀（而是得到黑色的CuO沉淀）。
③将混合液加热到沸腾才有明显砖红色沉淀。
【思考1】醛类物质发生银镜反应或与新制Cu（OH）2悬浊液反应为什么需在碱性条件下进行？
【思考2】能发生银镜反应和能与新制氢氧化铜悬浊液反应的物质有哪些？
三、比较苯酚、乙酸、碳酸的酸性强弱
完成下列表格：
比较乙酸、水、乙醇、碳酸、苯酚分子中羟基氢的活泼性
乙酸
水
乙醇
碳酸
苯酚
分子结构
CH3COOH
H—OH
C2H5OH
C6H5-OH
与羟基直接相连的原子或原子团
遇石蕊试液
与Na
与Na2CO3溶液
羟基氢的活动性强弱
【思考】你可以设计什么实验证明三者的酸性强弱？
课堂小憩
有机食品（OrganicFood）也叫生态或生物食品等。
有机食品是国际上对无污染天然食品比较统一的提法。
有机食品通常来自于有机农业生产体系，根据国际有机农业生产要求和相应的标准生产加工的。
除有机食品外，国际上还把一些派生的产品如有机化妆品、纺织品、林产品或有机食品生产而提供的生产资料，包括生物农药、有机肥料等，经认证后统称有机产品。
从物质的化学成分来分析，所有食品都是由含碳化合物组成的有机物质，都是有机的食品，没有非有机的食品，因此，从化学成分的角度，把食品称做“有机食品”的说法是没有意义的。
所以，这里所说的“有机”不是化学上的概念——分子中含碳元素——而是指采取一种有机的耕作和加工方式。
有机食品是指按照这种方式生产和加工的；产品符合国际或有机食品要求和标准；并通过有机食品认证机构认证的一切农副产品及其加工品，包括粮食、食用油、菌类、蔬菜、水果、瓜果，干果，奶制品、禽畜产品、蜂蜜、水产品、调料等。
有机食品的主要特点来自于生态良好的有机农业生产体系．有机食品的生产和加工，不使用化学农药、化肥、化学防腐剂等合成物质，也不用基因工程生物及其产物，因此，有机食品是一类真正来自于自然、富营养、高品质和安全环保的生态食品。
知识点1：
乙醇的催化氧化
【例1】有关催化剂的催化机理等问题可以从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识，某教师设计了如图装置（夹持装置仪器已省略），其实验操作为：
先按图安装好，先关闭活塞a、b、c，在铜丝的中间部分加热片刻，然后打开活塞a、b、c，通过控制活塞a和b，而有节奏（间歇性）通入气体，即可在M处观察到明显的实验现象。
试回答以下问题：
（1）A中发生反应的化学方程式：
_____________________________________________________，
B的作用：
__________________________；C中热水的作用：
___________________________
（2）M处发生的反应的化学方程式为:
_______________________________________________。
（3）从M管中可观察到的现象:
__________________________________________________________，从中可认识到该实验过程中催化剂__________（填“参加”或“不参加”）了化学反应，还可以认识到催化剂起催化作用需要一定的______________________。
（4）验证乙醇氧化产物的试剂是______________，并写出对应的化学方程式___________________
（5）若试管F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_________。
要除去该物质，可现在混合液中加入__________（填写字母）。
a、氯化钠溶液b、苯c、碳酸氢钠溶液d、四氯化碳
变式1：
乙醇在一定条件下可被氧化，某同学利用下列装置进行乙醇的催化氧化实验，并检验其产物，其中C装置的试管中盛有无水乙醇。
已知乙醛在加热条件下能与新制Cu（OH）2悬浊液反应生成Cu2O。
回答下列问题：
（1）请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为_____________（填仪器接口的字母编号）（加热和夹持装置已略去）。
（2）B装置的分液漏斗中液体药品是______________（填化学式）。
该液体还可以与酸性KMnO4溶液反应产生相同的气体，写出该反应的离子方程式________________________________________。
（3）F装置中的固体试剂是____________，发生反应的化学方程式为_________________________
__________________。
反应一段时间后移去酒精灯，反应能继续进行，其原因是________________
__________________________。
（4）A装置和D装置中的实验现象分别为_____________________、_________________________。
（5）为了提高乙醇的转化率，可以对C装置进行改进，提出你的改进意见____________________
_____________________________。
变式2：
某化学课外活动小组研究乙醇氧化的实验并验证其产物，设计了甲、乙两套装置（图中的夹持仪器均未画出，“△”表示酒精灯热源），每套装置又可划分为①、②、③三部分。
仪器中盛放的试剂为：
a－无水乙醇（沸点：
78℃）；
b－铜丝；c－无水硫酸铜；d－新制氢氧化铜悬浊液。
（1）简述两套方案各自的优点：
甲：
___________________________________、_______________________________________，
乙：
___________________________________
（2）集中两套方案的优点，组成一套比较合理完善的实验装置，可按气流由左至右的顺序表示为________________（例如甲①，乙②）。
（3）若要保证此实验有较高的效率，还需补充的仪器有__________。
理由______________________。
（4）实验中能验证乙醇氧化产物的实验现象是_______________。
（5）装置中，若撤去第①部分，其它操作不变，则无水硫酸铜无明显变化，其余现象与（4）相同，推断燃烧管中主要反应的化学方程式____________。
【方法提炼】
牢记醇催化氧化的原理，理解催化的本质。
知识点2：
醛基的性质
【例2】银镜反应是检验醛基的重要反应，教材对该实验的操作条件只是粗略的描述。
某同学进行如下研究：
（1）在干净试管中加入2ml2％____________，然后，____________________得到银氨溶液，分装入5支试管，编号为1#、2#、3#、4#、5#。
（2）依次滴加2%、5%、10%、20%、40%的乙醛溶液4滴，快速振荡后置于60℃~70℃的水浴中。
3分钟后，试管1#未形成大面积银镜，试管5#的银镜质量差有黑斑，试管4#产生的银镜质量一般，试管2#、3#形成光亮的银镜。
该研究的目的是：
__________________________________________________________________。
（3）乙醛发生银镜反应的化学方程式为：
_______________________________________________，
（4）有文献记载:
在强碱性条件下，加热银氨溶液可能析出银镜。
验证和对比实验如下。
装置
实验序号
试管中的药品
现象
实验Ⅰ
2mL银氨溶液和数滴较浓NaOH溶液
有气泡产生:
一段时间后，溶液逐渐变黑:
试管壁附着银镜
实验Ⅱ
2mL银氨溶液和
数滴浓氨水
有气泡产生:
一段时间后，溶液无明显变化
该同学欲分析实验Ⅰ和实验Ⅱ的差异，查阅资料后，得知：
a．Ag（NH3）2++2H2O
Ag++2NH3·H2Ob．AgOH不稳定，极易分解为黑色Ag2O
经检验，实验Ⅰ的气体中有NH3,黑色物质中有Ag2O。
产生Ag2O的原因是：
________________________________________________________________________________
（5）用湿润的红色石蕊试纸检验NH3产生的现象是________________________________________；
用稀HNO3清洗试管壁上的Ag，该反应的化学方程式是________________________________。
（6）该同学对产生银镜的原因提出假设:
在NaOH存在下，可能是NH3还原Ag2O。
如果该假设成立，则说明检验醛基时，银氨溶液不能呈强碱性，因为___________________________________。
（7）重新假设：
在NaOH存在下，可能是NH3还原Ag2O
。
用下图所示装置进行实验。
现象：
出现银镜。
在虚线框内画出用生石灰和浓氨水制取NH3的装置简图（夹持仪器略）。
（8）该同学认为在（4）的实验中会有Ag（NH3）2OH生成。
由此又提出假设：
在NaOH存在下，可能是Ag（NH3）2OH也参与了NH3还原Ag2O的反应。
进行如下实验：
①有部分Ag2O溶解在氨水中，该反应的化学方程式是_______________________
______________________________________________________________________。
②实验结果证实假设成立，依据的现象是___________________________________
______________________________________________________________________。
【方法提炼】
银镜反应
与新制Cu（OH）2悬浊液反应
反应原理
R—CHO＋2Ag（NH3）2OH
RCOONH4＋3NH3＋2Ag↓＋H2O
R—CHO＋2Cu（OH）2→（加热）RCOOH＋Cu2O↓＋2H2O
定量关系
R—CHO～2AgHCHO～4Ag
R—CHO～2Cu（OH）2～Cu2O
HCHO～4Cu（OH）2～2Cu2O
反应现象
产生光亮的银镜
产生砖红色沉淀
注意事项
（1）试管内壁必须洁净；
（2）银氨溶液随用随配，不可久置；
（3）水浴加热，不可用酒精灯直接加热；
（4）醛用量不宜太多，如乙醛一般滴3滴；
（5）银镜可用稀HNO3浸泡洗涤除去
（1）新制Cu（OH）2悬浊液要随用随配，不可久置；
（2）配制新制Cu（OH）2悬浊液时，所用NaOH必须过量；
知识点3：
比较苯酚、乙酸、碳酸的酸性强弱
【例2】设计一个简单的一次性完成实验的装置图，验证醋酸溶液、二氧化碳水溶液、苯酚溶液的酸性强弱顺序是CH3COOH>H2CO3>C6H5OH。
（1）利用如图所示的仪器可以组装实验装置，则仪器的连接顺序是________接D，E接______，______接______。
（2）有关反应的化学方程式为____________________________________________。
（3）有的同学认为此装置不能验证H2CO3和C6H5OH的酸性强弱，你认为是否有道理？
怎样改进实验才能验证H2CO3和C6H5OH的酸性强弱？
变式1：
某校化学兴趣小组学生为了探究乙酸、碳酸和苯酚的酸性强弱，进行了下述一些实验：
该校学生先组装了下图的实验装置（夹持仪器已略去）。
（1）装置A中反应产生的气体通入苯酚钠溶液中，实验现象为______________________________，
反应的离子方程式为___________________________________________。
（2）有学生认为①中的实验现象不足以证明碳酸的酸性比苯酚强，他的理由是_________________，改进该装置的方法是___________________________________________________________________。
【方法提炼】理论依据：
羟基种类
重要代表物
与Na
与NaOH
与Na2CO3
与NaHCO3
醇羟基
乙醇
√
酚羟基
苯酚
√
√
√（不出CO2）
羧基
乙酸
√
√
√
√
师生总结
1.下列实验中，能证明苯酚的酸性极弱的是（）
A．跟氢氧化钠溶反应生成苯酚钠B．跟FeCl3溶液作用显紫色
C．二氧化碳通入苯酚钠溶液能游离出苯酚D．常温下苯酚在水中溶解度不大
2.某学生做乙醛还原性的实验，取1mol·L-1的CuSO4溶液2mL和0.4mol·L-1的NaOH溶液4mL，在一个试管内混合后加入0.5mL40%的乙醛溶液加热至沸，无红色沉淀，实验失败的原因是（）
A．NaOH不够量B．CuSO4不够量
C．乙醛溶液太少D．加热时间不够
3.下列对完成乙醛与银氨溶液、氢氧化铜悬浊液反应实验的一些看法，其中不正确的是
（）
A．银氨溶液和氢氧化铜悬浊液必须现配现用
B．做完实验的试管都可以用浓硝酸洗涤
C．所得银氨溶液的pH比原氨水的pH要大
D．两实验过程中试管均直接置于酒精灯上加热
4.跟醛基相连的碳称作α-碳，其上面的氢称作α-氢。
已知含α-氢的醛可在稀碱作用下发生羟醛缩合反应生成β-羟基醛，如
。
现有甲醛、乙醛、丙醛三种醛混合在稀碱中发生以上反应，推知生成β-羟基醛的数目为（）
A．9种B．6种C．4种D．3种
5.等浓度的下列稀溶液：
①乙酸、②苯酚、③碳酸、④乙醇，它们的pH由小到大排列的正确是（）
A．①③②④B．③①②④C．①②③④D．④②③①
6.右图是乙醇氧化制乙醛的实验装置（夹持仪器和加热仪器均未画出），以下叙述错误的是（）
A．A中所盛的固体可以是CuO
B．D中的乙醇可用沸水浴加热
C．C处的具支试管B中有无色液体产生
D．C处的具支试管B可换成带塞的普通试管
7.由—CH3、
、—OH、—COOH四种原子团两两组合形成的有机物中，属于弱电解质的有（）
A．3种B．4种C．5种D．6种
8.通过实验现象比较下列物质中的—OH中氢原子的活泼性顺序，并填于下表中：
①CH3COOH②CH3CH2OH③H-OH④
⑤
编号
操作
现象
推论
1
加入石蕊试液
①、⑤变红，其他不变
2
在①、⑤中加入Na2CO3溶液
①中产生气体
3
在②、③、④中加入NaOH溶液
④由浑浊变澄清
4
在②、③中加入金属钠
③产生气体激烈，并燃烧
②产生气体缓慢，不燃烧
结论
-OH中氢原子的活性：
9.利用下图装置进行乙醇的催化氧化实验并制取乙醛（试管丙中用水吸收产物）。
请填写下列空白：
（1）检验乙醛的试剂是____________；（选填编号）
a．银氨溶液b．碳酸氢钠溶液c．新制氢氧化铜d．氧化铜
乙醇发生催化氧化的化学反应方程式为_______________
________________________________________________；
（2）实验开始时，是先鼓入空气还是先点燃酒精灯加热铜丝？
________________________________________________，
原因是__________________________________________；
该实验中“鼓气速度”这一变量你认为可用____________来估量；
（3）实验时，常常将甲装置浸在70℃～80℃的水浴中，目的是______________________________。
以下实验需要水浴加热的是____________；（选填编号）
a.卤代烃水解b.银镜反应c.乙酸丁酯d.苯的硝化反应
（4）该课外活动小组偶然发现向溴水中加入乙醛溶液，溴水褪色（假设两者恰好完全反应）。
该同学为解释上述现象，提出两种猜想：
①溴水将乙醛氧化为乙酸；②溴水与乙醛发生加成反应。
请你设计一个简单的实验，探究哪一种猜想正确?
__________________________________。
10.某研究性学习小组用下列装置（铁架台等夹持仪器略）探究氧化铁与乙醇的反应，并检验反应产物。
（1）用2%的CuSO4溶液和10%的NaOH溶液配制Cu（OH）2悬浊液的注意事项是___________。
（2）为快速得到乙醇气体，可采用的方法是___________________________________。
若实验时小试管中的溶液已经开始发生倒吸，可采取的措施是________（填字母）。
a．取下小试管b．移去酒精c．将导管从乳胶管中取下d．以上都可以
（3）如图实验，观察到红色的Fe2O3全部变为黑色固体M，充分反应后停止加热。
取下小试管，加热，有砖红色沉淀生成。
为了检验M的组成，进行下列实验。
①M能被磁铁吸引；加入足量稀硫酸，振荡，固体全部溶解，未观察到有气体生成；
②经检验溶液中有铁离子和亚铁离子，检验铁离子的方法是_____________________；证明溶液含有亚铁离子的方法是______________________________________________________。
能得出的结论是________（填字母）。
a．M中一定有＋3价和＋2价铁，不能确定是否有0价铁
b．M中一定有＋3价和0价铁，无＋2价铁
c．M中一定有＋3价铁，0价和＋2价铁至少有一种
d．M中一定有＋3价、＋2价和0价铁
（4）若M的成分可表达为FexOy，用CO还原法定量测定其化学组成。
称取mgM样品进行定量测定，实验装置和步骤如下：
①组装仪器；②点燃酒精灯；③加入试剂；④打开分液漏斗活塞；⑤检查气密性；
⑥停止加热；⑦关闭分液漏斗活塞；⑧……
正确的操作顺序是________（填字母）。
a．①⑤④③②⑥⑦⑧b．①⑤③④②⑥⑦⑧
c．①③⑤④②⑦⑥⑧d．①③⑤②④⑥⑦⑧
若M完全被还原后碱石灰增重ng，则
为________（用含m、n的代数式表示）。
11.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14所示：
试管A中装有40％的乙醛水溶液、氧化铜粉末；试管C中装有适量蒸馏水；烧杯B中装有某液体）。
已知在60°C～80°C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。
有关物质的沸点见下：
物质
乙醛
乙酸
甘油
乙二醇
水
沸点
20.8°C
117.9°C
290°C
197.2°C
100°C
请回答下列问题：
（1）试管A内在60°C～80°C时发生的主要反应的化学方程式为（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内的主要反应完成后温度计水银球的位置应在________________________________，目的是_________
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