【题目】某小组利用 H2C2O4 溶液和酸性 KMnO4 溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。
编号 | H2C2O4 溶液 | 酸性 KMnO4 溶液 | 温度℃ | ||
浓度/mol·L-1 | 体积/mL | 浓度/mol·L-1 | 体积/mL | ||
① | 0.10 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 25 |
② | 0.20 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 25 |
③ | 0.20 | 2.0 | 0.010 | 4.0 | 50 |
(1)已知反应后 H2C2O4 转化为CO2逸出,KMnO4溶液转化为MnSO4,每消耗1 mol H2C2O4转移__________mol 电子。为了观察到紫色褪去,H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为 n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥______________。
(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是____________(填编号,下同),可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是____________。
(3)实验①测得 KMnO4溶液的褪色时间为40s,忽略混合前后溶液体积的微小变化,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=_______________mol·L-1·min-1。
(4)已知50℃时c(MnO4-)~反应时间 t 的变化曲线如图。若保持其他条件不变,请在坐标图中,画出 25℃时c(MnO4-)~t的变化曲线示意图________。
(5)高锰酸钾和草酸反应开始速率较慢,反应一会儿,速率突然加快,合理的原因是_________
【题目】实验室可利用环己醇的氧化反应制备环己酮,反应原理和实验装置(部分夹持装置略)如下:
有关物质的物理性质见下表。
物质 | 沸点(℃) | 密度(g·cm-3,20℃) | 溶解性 |
环己醇 | 161.1(97.8)* | 0.96 | 能溶于水和醚 |
环己酮 | 155.6(95.0)* | 0.95 | 微溶于水,能溶于醚 |
水 | 100.0 | 1.0 |
*括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点。
实验中通过装置B将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有10 mL环己醇的A中,在55 ~ 60℃进行反应。反应完成后,加入适量水,蒸馏,收集95 ~ 100℃的馏分,得到主要含环己酮粗品和水的混合物。
(1)装置D的名称为____________________________。
(2)酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的,反应剧烈将导致体系温度迅速上升,副反应增多。
①滴加酸性Na2Cr2O7溶液的操作为____________________________________________;
②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是__________________________________________。
(3)环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作:
a.蒸馏、除去乙醚后,收集151~156℃馏分
b.水层用乙醚(乙醚沸点34.6℃,易燃烧)萃取,萃取液并入有机层
c.过滤
d.往液体中加入NaCl固体至饱和,静置,分液
e.加人无水MgSO4固体,除去有机物中少量的水
①上述提纯步骤的正确顺序是________________________________________________;
②B中水层用乙醚萃取的目的是______________________________________________;
③上述操作c、d中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器有__________,操作d中,加入NaC1固体的作用是_____________________________。
(4)恢复至室温时,分离得到纯产品体积为6 mL,则环已酮的产率为____________。(计算结果精确到0.1%)