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2020年春节,中国爆发新型冠状病毒肺炎。过氧乙酸()是一种常见消毒剂,过氧乙酸具有强氧化性,可迅速杀灭新型冠状病毒。蓉城高中教育联盟某化学兴趣小组用如图装置,模拟工厂用冰醋酸与30%的双氧水在浓硫酸作用下通过减压蒸馏法制备过氧乙酸。

①在三颈烧瓶中加入一定量冰醋酸与浓H2SO4的混合溶液,再缓缓加入适量30%的双氧水。

②不断搅拌并控制B中混合液的温度为2030℃一段时间。

③接入冷凝管和抽气泵,在锥形瓶中收集得到产品。

在不同反应物比例下,实验测得生成过氧乙酸的含量(%)随时间变化的数据如下表,请回答相关问题:

反应物比例CH3COOH/H2O2

反应时间(小时)

 

 

 

 

 

 

0.5

1

3

5

7

2:1

7.38

8.46

9.42

11.26

13.48

1:1

10.56

12.92

13.54

20.72

20.70

1:2

6.14

7.10

7.96

10.38

12.36

 

 

1A仪器的名称是___________C仪器中冷水流入口是___________(填“a”“b”)。

2)如何配制冰醋酸与浓H2SO4的混合溶液___________

3)生成过氧乙酸的化学方程式是______________,浓硫酸的作用是_________

4)根据表中数据,反应物最佳比例是_______,反应所需最佳时间约_______(选填1357)小时。

5)为更好地控制反应温度,给B反应器加热宜采用______。(填正确答案标号)

A 酒精灯直接加热     B 带温度计控制的水浴加热     C 油浴加热     D 以上均可

6)取10.00 mL过氧乙酸试样,滴加酸性KMnO4溶液至恰好呈粉红色,以除去残余H2O2,加入1.000 mol·L1HI溶液20.00 mL恰好将过氧乙酸反应完全。该样品中过氧乙酸的物质的量浓度是______mol·L1(提示:CH3COOOH2HII2CH3COOHH2O)。

 

答案:
分液漏斗 a 将浓硫酸沿器壁慢慢注入冰醋酸中,并不断搅拌 CH3COOH+H2O2CH3COOOH+H2O 吸水剂 1:1 5 B 1.000 【解析】 冰醋酸与30%的双氧水在浓硫酸作用下,通过减压蒸馏法制备过氧乙酸。分析表中数据,找出最佳反应时间和最佳配比。根据化学方程式计算产品的浓度。 (1)根据A仪器的结构可知其为分液漏斗,C仪器为冷凝管,其中冷水下进上出,故其冷水流入口是a。 (2)类比浓硫酸的稀释,配制冰醋酸与浓H2SO4的混合溶液时,将浓硫酸沿器壁慢慢注入冰醋酸中,并不断搅拌。 (3)双氧水将乙酸氧化为过氧乙酸,生成过氧乙酸的化学方程式是CH3COOH+H2O2CH3COOOH+H2O,浓硫酸的作用是作吸水剂,提高过氧乙酸的产率。 (4)由表中数据可知,反应时间为5小时、反应物的比例为1:1时,过氧乙酸的含量最高,因此,反应物最佳比例是1:1,反应所需最佳时间约5小时。 (5)为更好地控制反应温度,防止温度过高加快双氧水的分解,给B反应器加热宜采用带温度计控制的水浴加热,故选B。 (6)取10.00 mL过氧乙酸试样,滴加酸性KMnO4溶液至恰好呈粉红色,以除去残余H2O2,加入1.000 mol·L-1的HI溶液20.00 mL恰好将过氧乙酸反应完全。由反应CH3COOOH+2HI=I2+CH3COOH+H2O可知,n(CH3COOOH)=0.5n(HI)=0.51.000 mol·L-120.00 10-3L=0.01000 mol,该样品中过氧乙酸的物质的量浓度是1.000 mol·L-1。
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