Question

【题目】某合作学习小组的同学验证文献上用乙烯气脱除氮氧化物。回答下列问题：

(1)甲组同学设计实验制取纯净的乙烯气体和NO。

①设计的制备C2H4装置如图所示：

资料：C2H5OHCH2=CH2↑+H2O(主)

C2H5OH+2H2SO4（浓）2C+2SO2↑+5H2O（副）

C+2H2SO4（浓）CO2↑+2SO2↑+2H2O（副）

写出乙烯的电子式___________

装置B中盛放的试剂为___________(填小写字母)。

a KMnO4溶液 b Br2/CCl4溶液 c 浓NaOH溶液 d 浓硫酸

②设计图装置制备NO气体

装置D烧瓶中的实验现象为：___________；

装置E盛放的试剂是___________。

(2)乙组利用甲组制得的C2H4和NO并选用下列装置进行催化反应，并检验乙烯的氧化物CO和CO2(部分装置可重复使用，已知C2H4可被热的CuO氧化为碳的氧化物，酸性高锰酸钾可氧化NO和C2H4，不氧化CO)。

①各装置的连接顺序为：

→K→G→___________→H→G→___________→M。(按顺序填一个或多个字母)

②K后接的G的作用是___________。

③酸性高锰酸钾溶液的作用是___________。

④证明乙烯的氧化产物中有CO的现象是___________；

若NO还原为N2，乙烯氧化为等物质的量的CO和CO2，则反应的化学方程式为___________。

Answer 1

【答案】 c 铜片溶解，溶液由无色变成蓝色，有无色气体产生，该气体在烧瓶上方变成红棕色 H2O I J→L→G或J→L→G→H 检验乙烯的氧化产物中有CO2 除去未反应的乙烯与一氧化氮 L中黑色粉末变为红色，其后的澄清石灰水变浑浊 10NO+2C2H4 5N2+2CO+2CO2+4H2O

【解析】

(1)①制备C2H4：乙醇在浓硫酸作用下发生消去反应制取乙烯，同时还有杂质气体CO2、SO2，因为CO2、SO2属于酸性气体，选择碱液处理法除掉杂质，在通入无水氯化钙中进行干燥；②制备NO气体：铜片与稀硝酸反应制备NO气体，化学方程式为3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，2NO+O2=2NO制得的NO中含有易挥发的硝酸和少量NO2，可以通入水中除掉杂质，在通入浓硫酸干燥；

(2)乙组利用甲组制得的C2H4和NO并选用下列装置进行催化反应，并检验乙烯的氧化物CO和CO2，注意两个关键点①因为酸性高锰酸钾可将乙烯氧化为二氧化碳，所以先通过澄清石灰水验证催化产物中二氧化碳的存在，在通过酸性高锰酸钾除掉未反应的乙烯与NO②C2H4可被热的CuO氧化为碳的氧化物，干扰CO的鉴定，验证CO之前必须除掉乙烯和残余的二氧化碳。

(1)①乙烯的电子式：；装置B的作用是除去CO2和SO2但是不可除掉乙烯，所以选择碱液处理法。

答案： c

②装置D中进行的反应为：3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，2NO+O2=2NO，因此烧瓶中的实验现象为：铜片溶解，溶液由无色变成蓝色，有无色气体产生，该气体在烧瓶上方变成红棕色；装置E用来除掉NO中含有的杂质（易挥发的硝酸和少量NO2），因此选择盛放的试剂是水。

答案：铜片溶解，溶液由无色变成蓝色，有无色气体产生，该气体在烧瓶上方变成红棕色 H2O

(2)①乙组利用甲组制得的C2H4和NO进行催化反应，并检验乙烯的氧化物CO和CO2：将甲制备的纯净NO和C2H4通过催化装置K进行反应，通过G（澄清石灰水）用来验证产物是否有二氧化碳，通过I（酸性高锰酸钾）氧化未反应的C2H4与NO，通过H（浓NaOH溶液）除掉NO与C2H4反应生成的二氧化碳以及酸性高锰酸钾氧化乙烯生成的二氧化碳，通过G（澄清石灰水）检验CO2是否除尽，通过J（无水氯化钙）干燥残余气体CO，通过L（CuO），发生反应CO+CuOCu+CO2，通过G（澄清石灰水）验证是否有CO2生成，从而验证催化产物中是否有CO，通过H（浓氢氧化钠）除掉剩余CO2，通过M（排水法集气）用来收集未反应的CO防止污染空气。根据上面分析可知：各装置的连接顺序为：→K→G→ I→H→C→J→L→G→H →M；

答案：J→L→G或J→L→G→H

②二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此K后接的G的作用是检验乙烯的氧化产物中是否有CO2；

答案：检验乙烯的氧化产物中有CO2

③根据题干信息可知：酸性高锰酸钾可氧化NO和C2H4，不氧化CO，因此酸性高锰酸钾溶液的作用是除去未反应的乙烯与一氧化氮；

答案：除去未反应的乙烯与一氧化氮

④根据L装置中反应：CO+CuOCu+CO2，证明乙烯的氧化产物中有CO的现象是 L中黑色粉末变为红色，其后的澄清石灰水变浑浊；

答案：L中黑色粉末变为红色，其后的澄清石灰水变浑浊。

若NO被还原为N2，乙烯被氧化为等物质的量的CO和CO2，根据化合价升降法配平，乙烯总共升高10价，NO降低2价，因此n（NO）：n（C2H4）=10:2，化学方程式为 10NO+2C2H4 5N2+2CO+2CO2+4H2O；

答案：10NO+2C2H4 5N2+2CO+2CO2+4H2O