Question

【題目】已知使用林德拉催化劑（Pd/PbO、CaCO3）可使炔烴的氫化停留在生成烯烴的階段，而不再進一步氫化。現有一課外活動興趣小組利用上述原理設計了一套由如下圖所示的儀器組裝而成的實驗裝置（鐵架臺未畫出），由乙炔制得乙烯，并測定在氫化反應中乙炔的轉化率。若用含0.020 mol CaC2的電石和含1.30 g鋅的鋅粒（雜質不與酸反應）分別與足量的飽和食鹽水和稀硫酸反應，當反應完全后，假定在標準狀況下測得G中收集到的水的體積為V mL（忽略乙炔在水中溶解的部分）。試回答下列問題：

（1）各裝置的連接順序為

a→______→______→______→_____→______→______→h。

（2）分別寫出A中和C中所發生反應的化學方程式：

A:______________________。

C:______________________。

（3）裝置A中產生氣體的反應速率往往太快，為了減慢反應速率，操作時還應采取的措施是__________________________。

（4）G所選用的量筒的容積較合理的是____________（填寫選項字母）。

A．500 mL　　　　B．1000 mL 　　　　C．2000 mL

（5）若V＝672（導管內氣體體積忽略不計），則乙炔的轉化率為__________。

Answer 1

【答案】 e d f g b c CaC2+2H2O→Ca (OH)2+C2H2↑ HC≡CH+H2CH2=CH2 通過調節分液漏斗的活塞，緩慢滴入飽和食鹽水 B 50%

【解析】(1)實驗裝置顯示制取乙炔和氫氣，然后將二者混合，但是乙炔、氫氣中含有雜質氣體，應該先將雜質氣體除去，再將之干燥，是純凈的氣體在催化劑的作用下發生反應得到乙烯，乙烯是難溶于水的氣體，可以采用排水法收集，所以裝置的連接順序是：a、e、d、f、g、b、c、h(f、g可調換)；
(2)A中是碳化鈣和水反應制取乙炔的過程，C中是乙炔和氫氣之間的加成反應，方程式分別為：CaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca(OH)2、HC≡CH+H2CH2=CH2；
(3)碳化鈣和水之間的反應十分劇烈，為減慢反應速率，可以將水換成飽和食鹽水，操作時還應采取的措施是通過調節分液漏斗活塞降低食鹽水的滴速；
(4)在CaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca(OH)2中，若乙炔完全反應生成0.02molHC≡CH，其體積為0.02mol×22.4L/mol=0.896L=896mL，G所選用的量筒的容積較合理的是B；
(5)0.020molCaC2的電石，和水反應得到乙炔的物質的量是0.02mol，1.60g含雜質18.7%的鋅粒(雜質不與酸反應)的物質的量是： mol=0.02mol，和硫酸反應，產生的氫氣的物質的量是0.005mol，狀況下測得G中收集到的水VmL，V=672mL，則得到的乙烯的物質的量是=0.03mol，
設乙炔的轉化量是x，則
HC≡CH+H2CH2=CH2
111
xxx
則反應后得到氣體的物質的量(0.02-x)+(0.02-x)+x=0.03，解得x=0.01mol，所以乙炔氫化的轉化率為×100%=50%。