题目内容

【题目】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黑色和红色交替的现象,请写出相应的化学方程式______________________________________________________________

(2)甲水浴的作用是_________________________________________;乙水浴的作用是_________________________________________

(3)反应进行一段时间后,干试管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

【答案】2Cu+O22CuO CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O 加热,使乙醇气化 冷却,使乙醛等液化 乙醛、乙醇、水 氮气 乙酸 c

【解析】

甲中鼓入空气,且在水浴加热条件下产生乙醇蒸汽,氧气和乙醇在铜催化下加热发生氧化还原反应生成乙醛和水,进入乙中的为乙醇、乙醛,在冷却下收集到乙醛,集气瓶收集氮气,据此解答。

1)加热条件下铜和氧气反应生成氧化铜,氧化铜又氧化乙醇生成乙醛、铜和水,因此实验过程中铜网出现黑色和红色交替的现象,相应的化学方程式分别是2Cu+O22CuOCH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O

2)常温下乙醇是液体,参加反应的是乙醇蒸汽,则甲水浴的作用是加热,使乙醇气化;生成物乙醛是液体,则乙水浴的作用是冷却,使乙醛等液化。

3)由于是连续反应,乙醇不能完全被消耗,则反应进行一段时间后,干试管a中能收集到的物质是乙醛、乙醇、水。空气中含有氮气不参与反应,则集气瓶中收集到的气体的主要成分是氮气。

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,说明显酸性,因此液体中还含有乙酸。四个选项中只有碳酸氢钠能与乙酸反应,则要除去该物质,可在混合液中加入碳酸氢钠溶液,答案选c

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(2)汽车尾气转化的反应之一:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=-746.5kJ/mol。在某温度时,可按下列流程探究某种催化剂作用下的反应速率,用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如下表:

请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):

①前2s内的平均反应速率υ(N2)=______________________________

②在该温度下,反应的平衡常数K=___________(只写出计算结果)。

③对于该可逆反应,通过综合分析以上信息,至少可以说明___________(填字母)。

A.该反应的反应物混合后很不稳定

B.在催化剂的作用下,该反应一旦发生将在较短的时间内完成

C.该反应体系达到平衡时至少有一种反应物的百分含量较小

D.该反应在一定条件下能自发进行

E.该反应使用催化剂意义不大

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(4)废水中的重金属离子通常用沉淀法除去。已知Ksp(NiS)=1.1×10-21,Ksp(CuS)=1.3×10-36,国家规定的排放标淮:镍低于1.1×10-5mol·L-1,铜低于7.8×10-5mol·L-l。则需要控制溶液中S2-的浓度不低于__mol·L-1

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