科目: 來源: 題型:實驗題
酯是重要的有機(jī)合成中間體,廣泛應(yīng)用于溶劑、增塑劑、香料、黏合劑及印刷、紡織等工業(yè)。乙酸乙酯的實驗室和工業(yè)制法常采用如下反應(yīng):
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
請根據(jù)要求回答下列問題:
(1)欲提高乙酸的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有:__________、__________等。
(2)若用如圖所示的裝置來制備少量的乙酸乙酯,產(chǎn)率往往偏低,其原因可能為________、________等。
(3)此反應(yīng)以濃硫酸為催化劑,可能會造成__________、__________等問題。
(4)目前對該反應(yīng)的催化劑進(jìn)行了新的探索,初步表明質(zhì)子酸離子液體可用作此反應(yīng)的催化劑,且能重復(fù)使用。實驗數(shù)據(jù)如下表所示(乙酸和乙醇以等物質(zhì)的量混合)。
同一反應(yīng)時間 | | 同一反應(yīng)溫度 | ||||
反應(yīng)溫度/℃ | 轉(zhuǎn)化率(%) | 選擇性(%)* | | 反應(yīng)時間/h | 轉(zhuǎn)化率(%) | 選擇性(%)* |
40 | 77.8 | 100 | | 2 | 80.2 | 100 |
60 | 92.3 | 100 | | 3 | 87.8 | 100 |
80 | 92.6 | 100 | | 4 | 92.3 | 100 |
120 | 94.5 | 98.7 | | 6 | 93.0 | 100 |
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科目: 來源: 題型:實驗題
(12分)根據(jù)我國目前汽車業(yè)發(fā)展速度,預(yù)計2020年汽車保有量超過2億輛,中國已成為全球最大的汽車市場。因此,如何有效處理汽車排放的尾氣,是需要進(jìn)行研究的一項重要課題。目前,汽車廠商常利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)化成CO2和N2,化學(xué)方程式如下:
2NO+2CO2CO2+N2。為研究如何提高該轉(zhuǎn)化過程反應(yīng)速率,某課題組進(jìn)行了以下實驗探究。
【資料查閱】①不同的催化劑對同一反應(yīng)的催化效率不同;
②使用相同的催化劑,當(dāng)催化劑質(zhì)量相等時,催化劑的比表面積對催化效率有影響。
【實驗設(shè)計】課題組為探究某些外界條件對汽車尾氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率的影響規(guī)律,設(shè)計了以下對比實驗。
(1)完成以下實驗設(shè)計表(表中不要留空格)。
實驗編號 | 實驗?zāi)康?br /> | T/℃ | NO初始濃度 mol/L | CO初始濃度 mol/L | 同種催化劑的比表面積 m2/g |
Ⅰ | 為以下實驗作參照 | 280 | 6.50×10-3 | 4.00×10-3 | 80 |
Ⅱ | | | | | 120 |
Ⅲ | 探究溫度對尾氣轉(zhuǎn)化速率的影響 | 360 | | | 80 |
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科目: 來源: 題型:實驗題
(16分)某小組同學(xué)利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來探究“條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。實驗時,先分別量取兩種溶液,倒入大試管中迅速振蕩混合均勻,再加入硫酸,開始計時,通過測定混合溶液褪色所需時間來判斷反應(yīng)的快慢(已知反應(yīng)方程式為:5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O)。該小組設(shè)計了如下方案。
編號 | H2C2O4溶液 | KMnO4溶液 | 硫酸溶液 | 溫度/℃ | ||
| 濃度 (mol/L) | 體積 (mL) | 濃度 (mol/L) | 體積 (mL) | | |
① | 0.10 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 4mL 4mol/L | 25 |
② | 0.20 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 4mL 4mol/L | 25 |
③ | 0.20 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 4mL 4mol/L | 50 |
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科目: 來源: 題型:實驗題
(7分)為了研究外界條件對過氧化氫分解速率的影響,某同學(xué)做了以下實驗:
編號 | 操作 | 實驗現(xiàn)象 |
① | 分別在試管A、B中加入5 mL 5% H2O2溶液,各滴入2滴1 mol·L-1 FeCl3溶液。待試管中均有適量氣泡出現(xiàn)時,將試管A放入盛有5℃左右冷水的燒杯中浸泡;將試管B放入盛有40℃左右熱水的燒杯中浸泡 | 試管A中無明顯氣泡產(chǎn)生; 試管B中產(chǎn)生的氣泡量增加 |
② | 另取兩支試管分別加入5 mL 5% H2O2溶液和5 mL 10% H2O2溶液 | 試管A、B中均未明顯見到有氣泡產(chǎn)生 |
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科目: 來源: 題型:實驗題
控制變量法是研究化學(xué)變化規(guī)律的重要思想方法。請仔細(xì)觀察下表中50ml稀鹽酸和1g碳酸鈣反應(yīng)的實驗數(shù)據(jù):
實驗 序號 | 碳酸鈣狀態(tài) | c(HCl)/mol·L-1 | 溶液溫度/oC | 碳酸鈣消失時間/s | |
反應(yīng)前 | 反應(yīng)后 | ||||
1 | 粒狀 | 0.5 | 20 | 39 | 400 |
2 | 粉末 | 0.5 | 20 | 40 | 60 |
3 | 粒狀 | 0.6 | 20 | 41 | 280 |
4 | 粒狀 | 0.8 | 20 | 40 | 200 |
5 | 粉末 | 0.8 | 20 | 40 | 30 |
6 | 粒狀 | 1.0 | 20 | 40 | 120 |
7 | 粒狀 | 1.0 | 30 | 50 | 40 |
8 | 粒狀 | 1.2 | 20 | 40 | 90 |
9 | 粒狀 | 1.2 | 25 | 45 | 40 |
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(10分)某研究小組為了研究不同條件下金屬鋁粉在過量稀硫酸中的溶解性能,設(shè)計如下實驗。已知:c(H2SO4)="4.5" mol·L-1,反應(yīng)均需要攪拌60min。
編號 | 溫度/℃ | 加入某鹽 | H2SO4體積/mL | H2O體積/mL | 鋁粉加入量/g | 鋁粉溶解量 /g |
① | 20 | 不加 | 40 | 0 | 2.0050 | 0.0307 |
② | 80 | 不加 | 40 | 0 | 2.0050 | 0.1184 |
③ | t1 | 不加 | 20 | V1 | 2.0050 | ﹨ |
④ | t2 | 5 mL0.01 mol·L-1 CuSO4溶液 | 20 | V2 | 2.0050 | ﹨ |
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(16分)Na2S2O8溶液可降解有機(jī)污染物4-CP,原因是Na2S2O8溶液在一定條件下可產(chǎn)生強(qiáng)氧化性自由基(SO4-)。通過測定4-CP降解率可判斷Na2S2O8溶液產(chǎn)生(SO4-·)的量。某研究小組探究溶液酸堿性、Fe2+的濃度對產(chǎn)生(SO4-·)的影響。
(1)溶液酸堿性的影響:其他條件相同,將4-CP加入到不同pH的Na2S2O8溶液中,結(jié)果如圖a所示。由此可知:溶液酸性增強(qiáng), (填 “有利于”或“不利于”)Na2S2O8產(chǎn)生SO4-·。
(2)Fe2+濃度的影響:相同條件下,將不同濃度的FeSO4溶液分別加入c(4-CP)=1.56×10-4 mol·L-1、c(Na2S2O8)=3.12×10-3 mol·L-1的混合溶液中。反應(yīng)240 min后測得實驗結(jié)果如圖b所示。
已知 S2O82- + Fe2+= SO4-·+ SO42- + Fe3+,此外還可能會發(fā)生:SO4-· + Fe2+=SO42- + Fe3+
① 實驗開始前,檢驗FeSO4溶液是否被氧化的試劑是 (化學(xué)式)。如被氧化可以觀察到的現(xiàn)象是 。
②當(dāng)c(Fe2+)=3.2 ×10-3 mol·L-1時,4-CP降解率為 %,4-CP降解的平均反應(yīng)速率的計算表達(dá)式為 。
③當(dāng)c(Fe2+)過大時,4-CP降解率反而下降,原因可能是 。
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科目: 來源: 題型:實驗題
下圖為制取乙酸乙酯的實驗裝置圖。回答下列問題:
揭示實驗原理
乙酸與乙醇在催化劑存在的條件下加熱可以發(fā)生反應(yīng)生成乙酸乙酯。請用氧同位素示蹤法寫出乙酸與乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________。
能否用氫同位素示蹤法揭示酯化反應(yīng)原理? _______(選填“能”或“不能”),原因是___________________。
反應(yīng)溫度確定:
合成乙酸乙酯的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。實驗表明,反應(yīng)溫度應(yīng)控制在85℃左右為宜;卮穑
實驗溫度不宜低于85℃左右的原因是__________________________________________;
實驗溫度不宜高于85℃左右的原因是__________________________________________;
實驗裝置的比較:
利用右圖裝置制備乙酸乙酯,這種裝置與教材裝置相比較突出的優(yōu)點是___________。
酯層厚度的標(biāo)示:
為更好地測定酯層厚度,可預(yù)先向飽和Na2CO3溶液中滴加1滴____試液,現(xiàn)象是___________。
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科目: 來源: 題型:實驗題
以硫鐵礦(主要成分為FeS2)為原料制備氯化鐵晶體(FeCl3·6H2O)的工藝流程如下:
回答下列問題:
(1)在一定條件下,SO2轉(zhuǎn)化為SO3的反應(yīng)為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K= ;過量的SO2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為
(2)酸溶及后續(xù)過程中均需保持鹽酸過量,其目的是 、 。
(3)通氯氣氧化后時,發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為 ;該過程產(chǎn)生的尾氣可用堿溶液吸收,尾氣中污染空氣的氣體為 (寫化學(xué)式)。
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