Question

13．已知使用活性較低的林德拉催化劑[Pd/（PdO、CaCO₃）]，可使炔烴的氫化停留在生成烯烴的階段，而不再進一步氫化成烷烴．現(xiàn)有一課外活動興趣小組利用上述原理設(shè)計了一套由如下圖所示儀器組裝而成的實驗裝置（鐵架臺未畫出），擬由乙炔制得乙烯，并測定乙炔氫化的轉(zhuǎn)化率．若用含0.02mol CaC₂的電石和1.60g含雜質(zhì)18.7%的鋅粒（雜質(zhì)不與酸反應）分別與足量的X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VmL．試回答有關(guān)問題．

（1）所用裝置的連接順序是a、e、d、f、g、b、c、h（f、g可調(diào)換）（填各接口的字母）．
（2）寫出A、C中所發(fā)生的兩個反應的化學方程式（有機物寫結(jié)構(gòu)簡式）：ACaC₂+2H₂O→HC≡CH↑+Ca（OH）₂、CHC≡CH+H₂$\stackrel{林德拉催化劑}{→}$CH₂=CH₂．
（3）為減慢A中的反應速率，X應選用飽和食鹽水．
（4）F中留下的氣體除含少許空氣外，還有H₂、C₂H₄、C₂H₂．
（5）若V=672mL（導管內(nèi)氣體體積忽略不計），則乙炔氫化的轉(zhuǎn)化率為50%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗的目的是用乙炔和氫氣之間的反應來制取乙烯，根據(jù)裝置的特點和應用來連接實驗裝置；
（2）碳化鈣可以和水反應得到乙炔氣體，乙炔氣體和氫氣在催化劑的作用下反應得到乙烯；
（3）為減慢反應速率，可以將水換成飽和食鹽水；
（4）根據(jù)發(fā)生的反應結(jié)合實驗實際情況來確定存在的雜質(zhì)氣體；
（5）根據(jù)反應：CaC₂+2H₂O→HC≡CH↑+Ca（OH）₂、HC≡CH+H₂$\stackrel{林德拉催化劑}{→}$CH₂=CH₂結(jié)合乙炔氫化的轉(zhuǎn)化率等于反應的乙炔和全部的乙炔的量的比值來計算．

解答 解：（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(zhì)氣體，應該先將雜質(zhì)氣體除去，再將之干燥，是純凈的氣體在催化劑的作用下發(fā)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(diào)換），
故答案為：a、e、d、f、g、b、c、h（f、g可調(diào)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+H₂$\stackrel{林德拉催化劑}{→}$CH₂=CH₂，
故答案為：CaC₂+2H₂O→HC≡CH↑+Ca（OH）₂、HC≡CH+H₂$\stackrel{林德拉催化劑}{→}$CH₂=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，故答案為：飽和食鹽水；
（4）F中留下的氣體除含少許空氣外，還有沒有完全消耗的乙炔，氫氣以及生成的乙烯等氣體，故答案為：H₂、C₂H₄、C₂H₂；
（5）0.020molCaC₂的電石，和水反應得到乙炔的物質(zhì)的量是0.02mol，1.60g含雜質(zhì)18.7%的鋅粒（雜質(zhì)不與酸反應）的物質(zhì)的量是：$\frac{1.6（1-18.7%）}{65}$mol=0.02mol，和硫酸反應，產(chǎn)生的氫氣的物質(zhì)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(zhì)的量是$\frac{0.672L}{22.4L/mol}$=0.03mol，
設(shè)乙炔的轉(zhuǎn)化量是x，則HC≡CH+H₂$\stackrel{林德拉催化劑}{→}$CH₂=CH₂                       
                     1    1                1
                    x     x                x
則反應后得到氣體的物質(zhì)的量（0.02-x）+（0.02-x）+x=0.03，解得X=0.01mol，所以乙炔氫化的轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.01mol}{0.02mol}$×100%=50%，
故答案為：50%．

點評 本題考查性質(zhì)實驗及含量測定，為高頻考點，把握物質(zhì)的性質(zhì)、實驗裝置的作用及發(fā)生的反應等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實驗、計算能力的考查，題目難度不大．