Question

【題目】甲醛（HCHO）與葡萄糖相似具有強還原性，40%甲醛溶液沸點為96℃，易揮發。為探究過量甲醛和新制Cu(OH)2反應的產物，進行如下研究。

(1)在下圖裝置中進行實驗，向a中加入0.5 mol·L-1CuSO4溶液50mL和5 mol·L-1NaOH溶液100mL，振蕩，再加入40%的甲醛溶液50mL，緩慢加熱a，在65℃時回流20分鐘后冷卻至室溫。反應過程中觀察到有棕色固體生成，最后變成紅色，并有氣體產生。

①儀器b的名稱是___________，作用為__________。

②能說明甲醛具有還原性的實驗現象是___________。

(2)查閱資料發現氣體產物是副反應產生的。為確認氣體產物中含H2不含CO，將裝置A和如下圖所示的裝置連接后進行實驗。

依次連接的合理順序為A→B→___→___→___→___G，裝置B的作用是_________。

(3)已知： 。設計實驗證明a中甲醛的碳元素未被氧化成+4價。_________________。

(4)為研究紅色固體產物的組成，進行如下實驗（以下每步均充分反應）；

已知：Cu2O [Cu(NH3)4]+（無色） [Cu(NH3)4]2+]（藍色）。

①搖動錐形瓶ⅰ的目的是_____________。

②錐形瓶ⅱ中固體完全溶解得深藍色溶液的離子方程式為______________。

③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。由此可知固體產物的組成及物質的量之比約為_____________。

Answer 1

【答案】 球形冷靜管 冷凝回流 A中出現紅色物質（或A中出現棕色物質） E F D C 吸收甲醛蒸氣，防止其干擾后續檢驗 取少量a中反應后的清液，滴入過量的濃鹽酸，未見氣泡產生，說明甲醛的碳元素未被氧化成+4價（其他答案參照評分） 有利于溶液與空氣中的氧氣接觸 2Cu+8NH3·H2O+O2=2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O n(Cu2O)：n(Cu)=1:200

【解析】(1)①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中會有紅色固體生成；

(2)檢驗混合氣體中含H2不含CO，需要先將氣體干燥，通入灼熱的氧化銅，將兩者轉化為H2O和CO2，再依次通過無水硫酸銅和澄清石灰水檢驗，注意必須先檢驗水，另外甲醛有揮發性，混雜在氣體產物中，因其有還原性，會和氧化銅反應生成水和二氧化碳，影響產物的檢驗，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，防止其干擾后續檢驗；

(3)由所給信息可知，甲醛中C為0價，甲酸中碳為+2價，碳酸中碳為+4價，要證明沒有+4價，即證明沒有碳酸生成，在堿性條件下就是檢驗碳酸根離子的存在，具體操作方法是：取少量a中反應后的清液，滴入過量的濃鹽酸，未見氣泡產生，說明甲醛的碳元素未被氧化成+4價；

(4)①由題干信息可知，無色的[Cu(NH3)4]+在空氣中會被氧化為藍色的[Cu(NH3)4]2+]，搖動錐形瓶ⅰ的目的就是有利于溶液中[Cu(NH3)4]+與空氣中的氧氣接觸；

②由顏色紅色固體可知產物應該為單質銅，銅與濃氨水、氧氣反應，離子方程式為2Cu+8NH3·H2O+O2=2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O；

③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，說明稀釋前，容量瓶ⅱ中溶液濃度為ⅰ中的100倍，即物質的量ⅱ中為ⅰ中100倍，由原子守恒得，n(Cu2O):n(Cu)=1:200。