第七章　有机化合物 实验活动9　乙醇、乙酸的主要性质学案（含答案）

实验活动9　乙醇、乙酸的主要性质
【实验目的】
1．通过实验加深对乙醇、乙酸主要性质的认识。
2．初步了解有机化合物的制备方法。
3．提高实验设计能力，体会实验设计在科学探究中的应用。
【实验用品】
试管、试管夹、量筒、胶头滴管、玻璃导管、乳胶管、橡胶塞、铁架台、试管架、酒精灯、碎瓷片、火柴。
乙醇、乙酸、饱和Na2CO3溶液、浓H2SO4、铜丝。设计实验所需其他用品有澄清石灰水、镁条、烧杯。
【实验步骤】
1．乙醇的性质
实验操作 实验现象 实验结论
(1)向试管中加入少量乙醇，观察其状态，闻其气味 — 乙醇是________________的液体，易________
(2)点燃乙醇，并在火焰上方罩上一个干燥的烧杯；一段时间后，迅速将烧杯倒置过来，倒入澄清石灰水，振荡 干燥的烧杯________________；倒入澄清石灰水，振荡，____________ 乙醇燃烧生成__________和________
(3)把一端弯成螺旋状的铜丝放在酒精灯外焰上加热，使铜丝表面生成一薄层黑色的氧化铜；立即将铜丝插入盛有乙醇的试管中；这样反复几次，观察铜丝表面的变化，并闻试管中液体气味的变化 铜丝表面由____变成________；反复上述操作几次后，试管中产生了________气味的液体 乙醇能在加热、铜作催化剂条件下被氧气氧化生成________
试写出实验(2)(3)过程中有关反应的化学方程式：
实验(2)：CH3CH2OH＋3O22CO2＋3H2O。
实验(3)：2Cu＋O22CuO、
CuO＋CH3CH2OHCu＋CH3CHO＋H2O。
总方程式为
2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O。
2．乙酸的性质
实验操作(装置) 实验现象 实验结论
(1)向试管中加入少量乙酸，观察其状态，小心地闻其气味 — 乙酸是具有________________的液体，易________
(2)①向一支试管中加入少量乙酸，将一小段镁条放入试管，观察现象 ②向一盛有少量饱和Na2CO3溶液的试管里，加入约3 mL乙酸溶液，观察现象 ①镁条表面有________产生 ②试管里有____生成 乙酸具有____，且比________酸性强
(3) 装有饱和Na2CO3溶液的试管内，有不溶于水的________________________生成 乙酸与乙醇在有浓硫酸存在并加热的条件下可以发生反应生成________________
写出实验(2)(3)反应过程中相关反应的化学方程式：
实验(2)：
2CH3COOH＋Mg===(CH3COO)2Mg＋H2↑、
2CH3COOH＋Na2CO3===2CH3COONa＋CO2↑＋H2O。
实验(3)：CH3COOH＋CH3CH2OH CH3COOCH2CH3＋H2O。
【问题探究】
1．在乙醇氧化生成乙醛的实验中，加热铜丝及将它插入乙醇里的操作为什么要反复进行几次？
2．在制取乙酸乙酯的实验中，浓硫酸和饱和Na2CO3溶液各起什么作用？在实验过程中，盛有饱和Na2CO3溶液的试管内发生了哪些变化？请解释相关现象。
1．下列说法不正确的是(　　)
A．乙酸是常用调味品食醋的主要成分
B．乙醇的沸点比乙烯高
C．乙醇能发生氧化反应
D．乙醇和乙酸能发生酯化反应，酯化反应不是可逆反应
2．[2024·河北唐山高一期末]乙醇是生活中常见的有机物，下列有关乙醇的实验操作或实验现象正确的是(　　)
A．①中酸性KMnO4溶液不会褪色
B．②中钠会在乙醇内部上下跳动，上方的火焰为淡蓝色
C．③中灼热的铜丝插入乙醇中，铜丝由红色变为黑色
D．④中X是饱和NaOH溶液，X液面上有油状液体生成
3．下列由实验得出的结论错误的是(　　)
实验 结论
A 将乙烯通入溴的四氯化碳溶液，溶液最终变为无色透明 生成的1，2 二溴乙烷无色、可溶于四氯化碳
B 乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体 乙醇分子中的氢比水分子中的氢活泼性弱
C 用乙酸浸泡水壶中的水垢，可将其清除 乙酸的酸性大于碳酸的酸性
D 甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的石蕊试纸变红 生成的氯甲烷具有酸性
4.完成下列各步转化的化学方程式，并指出反应类型。
①________________________________________；________。
②________________________________________；________。
④________________________________________；________。
⑤________________________________________；________。
⑥________________________________________；________。
5．异戊酸异戊酯可作为苹果香精原料，某实验小组选用下图装置制备异戊酸异戊酯。相关数据如下表。
相对分 子质量 密度/ (g·cm-3) 沸点/℃ 水中 溶解性
异戊醇 88 0.812 3 131 微溶
异戊酸 102 0.928 6 176.5 能溶
异戊酸异戊酯 172 0.807 1 192 难溶
实验步骤：
在圆底烧瓶中加入12.0 g异戊醇、10.2 g异戊酸、一定量浓硫酸和2～3片碎瓷片，开始缓慢加热圆底烧瓶，回流1 h，反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中，分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤；分离出的产物加入少量无水MgSO4固体，静置片刻，过滤除去MgSO4固体，进行蒸馏纯化，收集192 ℃馏分，得到异戊酸异戊酯4.3 g。
回答下列问题：
(1)仪器甲的名称是________________，其中冷凝水的进水口为________(填“a”或“b”)。
(2)实验室混合溶液的具体操作为：应将________________(填“异戊醇和异戊酸混合液”或“浓硫酸”，下同)缓缓加入到________________中，边混合，边搅拌。
(3)若实验过程中发现忘记加沸石，应进行的操作为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)在洗涤操作中，用饱和碳酸氢钠溶液洗涤的主要目的是______________________，第二次水洗的主要目的是________________________________。
(5)实验中加入少量无水MgSO4的目的是______________________
________________________________________________________________________。
(6)本实验的产率为________。
实验活动9　乙醇、乙酸的主要性质
[实验步骤]
1．无色有特殊香味　挥发　内壁有水珠生成　石灰水变浑浊　H2O　CO2　黑色　红色　刺激性　乙醛
2．强烈刺激性气味　挥发　 气泡　气泡　酸性　碳酸　无色有香味的油状液体　乙酸乙酯和水
[问题探究]
1．答案：将铜丝灼烧，可以提高反应速率。“反复操作”的原因是每次生成的乙醛量很少，不易闻到乙醛的气味，当反复操作若干次后，可以生成较多量的乙醛。
2．答案：浓硫酸的作用：①催化剂——加快反应速率；②吸水剂——提高CH3COOH、CH3CH2OH的转化率。饱和Na2CO3溶液的作用：①降低乙酸乙酯的溶解度，便于分层，通过分液得到乙酸乙酯；②溶解挥发出来的乙醇；③中和挥发出来的乙酸。盛有饱和Na2CO3溶液的液面上有油状液体生成，反应生成了不溶于水的乙酸乙酯。
即学即练
1．解析：乙酸俗名是醋酸，是常用调味品食醋的主要成分，故A正确；乙醇分子间能形成氢键，所以乙醇的沸点比乙烯高，故B正确；乙醇在加热和有催化剂存在等条件下与氧气反应生成乙醛和水，故C正确；乙醇和乙酸能发生酯化反应，酯化反应是可逆反应，故D错误。
答案：D
2．解析：铜网作催化剂，乙醇在其表面发生氧化反应，生成乙醛，A正确；甲烧杯中应为热水，目的是将乙醇变为乙醇蒸气，与氧气一起进入有铜网的硬质玻璃管中，乙烧杯中的水为冷水，冷却生成的乙醛和水，B错误；试管a收集的液体中一定含有生成的乙醛和挥发出来的乙醇，还可能含有乙醛的氧化产物乙酸，C正确；实验开始后熄灭酒精灯，铜网仍能红热，说明反应放热，能维持反应继续进行，D正确。
答案：B
3．解析：乙烯通入溴的四氯化碳溶液，乙烯与溴加成生成无色的1，2 二溴乙烷，溶液最终变为无色透明，故A正确；乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性的H2，水分子中H的活泼性强于乙醇—OH中H的活泼性，故B正确；乙酸能溶解水垢(主要是碳酸钙)产生CO2，说明乙酸的酸性大于碳酸的酸性，故C正确；甲烷与氯气在光照下反应产生氯甲烷混合气体和HCl的混合气体，HCl能使湿润的石蕊试纸变红，氯甲烷没有酸性，故D错误。
答案：D
4．答案：①CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH　加成反应
②2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O　氧化反应
④2CH3COOH＋CaCO3―→(CH3COO)2Ca＋CO2↑＋H2O　复分解反应
⑤CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O　酯化反应(或取代反应)
⑥CH3COOC2H5＋H2OCH3COOH＋C2H5OH　取代反应(或水解反应)
5．解析：(1)仪器甲的名称是球形冷凝管，其中冷凝水应下口进，上口出；(2)实验室混合溶液的具体操作为浓硫酸加入到异戊醇和异戊酸混合液中，并边混合，边搅拌；(3)若实验过程中发现忘记加沸石，应进行的操作为停止加热，待冷却后补加沸石，继续实验；(4)在洗涤操作中，应用饱和碳酸氢钠溶液洗涤的主要目的是除掉硫酸和异戊酸，第二次水洗的主要目的是洗掉加入的碳酸氢钠；(5)实验中加入少量无水MgSO4的目的是除去异戊酸异戊酯中的水；(6)异戊酸的物质的量为n(异戊酸)＝＝0.1 mol，异戊醇的物质的量为n(异戊醇)＝ mol，二者发生酯化反应时物质的量的比是1∶1，可见异戊醇过量，反应得到的异戊酸异戊酯要以少量的异戊酸为标准计算，其理论上得到0.1 mol的异戊酸异戊酯，理论产量为m(异戊酸异戊酯)＝0.1 mol×172 g·mol-1＝17.2 g，实际产量为4.3 g，故其产率为×100%＝25%。
答案：(1)球形冷凝管　b
(2)浓硫酸　异戊醇和异戊酸混合液
(3)停止加热，待冷却后补加沸石，继续实验
(4)除掉硫酸和异戊酸　洗掉碳酸氢钠
(5)除去异戊酸异戊酯中的水
(6)25%