Question

【題目】過(guò)氧乙酸（CH3COOOH）不僅在衛(wèi)生醫(yī)療、食品消毒及漂白劑領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，也應(yīng)用于環(huán)境工程、精細(xì)化工等領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)室利用醋酸（CH3COOH）與雙氧水（H2O2）共熱， 在固體酸的催化下制備過(guò)氧乙酸（CH3COOOH），其裝置如下圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

實(shí)驗(yàn)步驟：

I．先在反應(yīng)瓶中加入冰醋酸、乙酸丁酯和固體酸催化劑，開(kāi)通儀器1和8，溫度維持為55℃；

II．待真空度達(dá)到反應(yīng)要求時(shí)，打開(kāi)儀器3的活塞，逐滴滴入濃度為35％的雙氧水，再通入冷卻水；

Ⅲ．從儀器 5定期放出乙酸丁酯和水的混合物，待反應(yīng)結(jié)束后分離反應(yīng)器2中的混合物，得到粗產(chǎn)品。

（1）儀器 6的名稱是______，反應(yīng)器 2中制備過(guò)氧乙酸（CH3COOOH）的化學(xué)反應(yīng)方程式為_____。

（2）反應(yīng)中維持冰醋酸過(guò)量，目的是提高_____；分離反應(yīng)器 2中的混合物得到粗產(chǎn)品，分離的方法是_________。

（3）實(shí)驗(yàn)中加入乙酸丁酯的主要作用是_________（選填字母序號(hào)）。

A 作為反應(yīng)溶劑，提高反應(yīng)速率

B 與固體酸一同作為催化劑使用，提高反應(yīng)速率

C 與水形成沸點(diǎn)更低的混合物，利于水的蒸發(fā)，提高產(chǎn)率

D 增大油水分離器 5的液體量，便于實(shí)驗(yàn)觀察

（4）從儀器 5定期放出乙酸丁酯和水的混合物，待觀察到___________（填現(xiàn)象）時(shí)，反應(yīng)結(jié)束。

（5）粗產(chǎn)品中過(guò)氧乙酸（CH3COOOH）含量的測(cè)定：取一定體積的樣品 VmL，分成 6等份，用過(guò)量 KI溶液與過(guò)氧化物作用，以 0.1mol L－1的硫代硫酸鈉溶液滴定碘（I2＋2S2O32－=2I－＋S4O62－）；重復(fù) 3次，平均消耗量為 V1mL。再以 0．02mol L－1的酸 性高錳酸鉀溶液滴定樣品，重復(fù) 3次，平均消耗量為 V2mL。則樣品中的過(guò)氧乙酸的濃度為 ______mol L－1。

Answer 1

【答案】（蛇形）冷凝管 CH3COOH + H2O2CH3COOOH + H2O 雙氧水的轉(zhuǎn)化率（利用率） 過(guò)濾 C 儀器5“油水分離器”水面高度不變

【解析】

(1)儀器6用于冷凝回流，名稱是（蛇形）冷凝管，反應(yīng)器2中乙酸和雙氧水在固體催化劑加熱的條件下反應(yīng)生成過(guò)氧乙酸，反應(yīng)方程式為CH3COOH + H2O2CH3COOOH + H2O，故答案為：（蛇形）冷凝管；CH3COOH + H2O2CH3COOOH + H2O；

(2)反應(yīng)中CH3COOOH過(guò)量，可以使反應(yīng)持續(xù)正向進(jìn)行，提高雙氧水的轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)器2中為過(guò)氧乙酸、為反應(yīng)完的反應(yīng)物及固體催化劑的混合物，可采用過(guò)濾的方法得到粗產(chǎn)品，故答案為：雙氧水的轉(zhuǎn)化率（利用率）；過(guò)濾；

(3)由于乙酸丁酯可與水形成沸點(diǎn)更低的混合物，利于水的蒸發(fā)，從而可以提高過(guò)氧乙酸的產(chǎn)率，因此C選項(xiàng)正確，故答案為：C；

(4)乙酸和雙氧水在固體催化劑加熱的條件下反應(yīng)生成過(guò)氧乙酸和水，當(dāng)儀器5中的水面高度不再發(fā)生改變時(shí)，即沒(méi)有H2O生成，反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束，故答案為：儀器5“油水分離器”水面高度不變；

(5)已知I2＋2S2O32－=2I－＋S4O62－，由得失電子守恒、元素守恒可知：

雙氧水與高錳酸鉀反應(yīng)，由得失電子守恒可知：

則樣品中含有n(CH3COOOH)=(0.05V1×10-3-0.05V2×10-3)mol，由公式可得，樣品中的過(guò)氧乙酸的濃度為，故答案為：。