题目内容
【题目】Co(CH3COO)2(乙酸钴)可用作酯交换反应的催化剂并可用于制备高质量锂电池电极。在氮气氛围中,乙酸钴受热分解生成CO、CO2和C2H6等产物。某研究小组利用下列装置检验乙酸钴热分解的部分产物。
已知:①CO+PdCl2+H2O==CO2+Pd↓(黑色)+2HCl;
②变色硅胶为深蓝色,吸水后变为粉红色。
回答下列问题:
(1)B装置的作用是____,要检验乙酸钴分解产物中的CO2,对以上装置的改进方案是______。
(2)仪器a中的试剂是_______,其作用是_______。
(3)能证明乙酸钴的分解产物含有C2H6的实验现象是______。
(4)装置D中C2H6被CuO完全氧化的化学方程式是________。
(5)另取一定量乙酸钴结晶水合物样品[Co(CH3COO)2·nH2O]在空气中加热,样品的固体残留率(×100%)随温度的变化如图所示(样品在200℃时已完全失去结晶水,350℃以上残留固体为金属氧化物)。根据以上实验数据列出残留氧化物CoxOy中x∶y的计算式:_____。
【答案】检验并吸收CO 在A与B之间增加盛有澄清石灰水的洗气瓶 碱石灰 吸收B中生成的CO2并干燥气体 D中黑色固体变为红色,E中硅胶变为粉红色,F中澄清石灰水变浑浊 7CuO+C2H67Cu+2CO2+3H2O
【解析】
乙酸钴受热分解生成CO、CO2和C2H6等产物。结合已知条件①,B中PdCl2溶液可检验CO,F中澄清石灰水可检验二氧化碳,进入装置D的气体需要除去二氧化碳和水蒸气,因此装置C可以选用碱石灰除去气体中的二氧化碳和水蒸气,D中乙烷与氧化铜反应生成二氧化碳和水蒸气,E中B变色硅胶可以检验水蒸气,据此分析解答。
(1)根据上述分析,B装置是检验并吸收CO;要检验乙酸钴分解产物中的CO2,需要在气体进入装置D之前检验,因此可以在A与B之间增加盛有澄清石灰水的洗气瓶,故答案为:检验并吸收CO;在A与B之间增加盛有澄清石灰水的洗气瓶;
(2)根据上述分析,仪器a中的试剂是碱石灰,碱石灰可以吸收B中生成的CO2并干燥气体,故答案为:碱石灰;吸收B中生成的CO2并干燥气体;
(3)要证明乙酸钴的分解产物含有C2H6,需要在除去了二氧化碳和水蒸气以及一氧化碳后的气体在D中与氧化铜反应,若D中黑色固体变为红色,说明乙烷与氧化铜发生了反应,E中硅胶变为粉红色,说明生成了水蒸气,F中澄清石灰水变浑浊说明生成了二氧化碳,则能证明乙酸钴的分解产物含有C2H6,故答案为:D中黑色固体变为红色,E中硅胶变为粉红色,F中澄清石灰水变浑浊;
(4)根据(3)的分析可知,装置D中C2H6被CuO完全氧化生成了二氧化碳、水和铜,反应的化学方程式是7CuO+C2H67Cu+2CO2+3H2O,故答案为:7CuO+C2H67Cu+2CO2+3H2O;
(5)Co(CH3COO)2nH2O在加热过程中先失去结晶水,200℃时得到的Co(CH3COO)2,则残留固体中钴的含量=×71.2%,350 ℃以上残留固体为金属氧化物(CoxOy),残留固体中钴的含量=×32.3%,根据钴的质量守恒,假设固体样品的起始质量为m,则×71.2%×m=×32.3%×m,解得=,故答案为:。
【题目】光气(COCl2)在塑料、制药等工业生产中有许多用途,其化学性质不稳定,遇水迅速产生两种酸性气体。回答下列问题:
(1)少量COCl2可用烧碱溶液吸收,发生反应的离子方程式为________。
(2)工业上用CO和Cl2在高温、活性炭催化作用下合成光气:Cl2(g)+CO(g)COCl2(g) H=-108 kJ·mol-1。所需CO来自CH4与CO2的催化重整反应。查阅文献获得以下数据:
CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l) H1=-890.3 kJ·mol-1
2H2(g)+O2 (g)==2H2O(l) H2=-571.6 kJ·mol-1
2CO(g)+O2 (g)==2CO2(g) H3=-566 kJ·mol-1
则CH4与CO2催化重整反应生成CO和H2的热化学方程式为_____。
(3)在T ℃时,向盛有活性炭的5 L恒容密闭容器中加入0.6 mol CO和0.45 mol Cl2,CO和COCl2的浓度在不同时刻的变化状况如图所示:
①反应在第6 min时的平衡常数为___,第8 min时改变的条件是____。
②在第12 min时升高温度,重新达到平衡时,COCl2的体积分数将___(填“增大”“不变”或“减小”),原因是_____。
(4)Burns和Dainton研究了反应Cl2(g)+CO(g)COCl2(g)的动力学,获得其速率方程v = k[c(Cl2)]3/2[c(CO)]m,k为速率常数(只受温度影响),m为CO的反应级数。
①该反应可认为经过以下反应历程:
第一步:Cl22Cl 快速平衡
第二步:Cl + COCOCl 快速平衡
第三步:COCl + Cl2 —→COCl2 + Cl 慢反应
下列表述正确的是____(填标号)。
A.COCl属于反应的中间产物 B.第一步和第二步的活化能较高
C.决定总反应快慢的是第三步 D.第三步的有效碰撞频率较大
②在某温度下进行实验,测得各组分初浓度和反应初速度如下:
实验序号 | c(Cl2)/mol·L-1 | c(CO)/mol·L-1 | v/mol·L-1·s-1 |
1 | 0.100 | 0.100 | 1.2×10-2 |
2 | 0.050 | 0.100 | 4.26×10-3 |
3 | 0.100 | 0.200 | 2.4×10-2 |
4 | 0.050 | 0.050 | 2.13×10-3 |
CO的反应级数m =___,当实验4进行到某时刻,测得c(Cl2) = 0.010mol·L-1,则此时的反应速率v =___mol·L-1·s-1(已知:≈ 0.32)。