Question

【題目】過氧乙酸()，是一種高效消毒劑，它可由冰醋酸和過氧化氫在濃硫酸催化作用下制得，實(shí)驗(yàn)裝置和步驟如下：

①在三頸燒瓶中加入一定量冰醋酸與濃硫酸的混合物，再緩緩加入適量30%的雙氧水；

②不斷攪拌并控制裝置B中混合液的溫度為20～30℃至反應(yīng)結(jié)束；

③接入儀器C和抽氣泵，在錐形瓶中收集得到產(chǎn)品。

回答下列問題：

（1）儀器C的名稱是____，儀器C中冷水流入口是____(填“a”或“b”)。

（2）為更好地控制反應(yīng)溫度，應(yīng)采用的加熱方法是_____。

（3）生成過氧乙酸的化學(xué)方程式為____。

（4）實(shí)驗(yàn)測得產(chǎn)物過氧乙酸的百分含量隨反應(yīng)物比例和反應(yīng)時間的變化數(shù)據(jù)如下表。由表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)物最佳比例(CH3COOH/H2O2)是_____，最佳反應(yīng)時間約_____。

反應(yīng)物比例CH3COOH/H2O2	反應(yīng)時間
	0.5h	1h	3h	5h	7h
2：1	7.38%	8.46%	9.42%	11.26%	13.48%
1：1	0.56%	12.92%	13.54%	20.72%	20.80%
1：2	6.14%	7.10%	7.96%	10.38%	12.36%

（5）產(chǎn)品中過氧乙酸濃度的測定：取2.00mL過氧乙酸產(chǎn)品試樣，加水稀釋成100mL；從中取出5.00mL，逐滴滴加酸性KMnO4溶液至溶液恰好呈粉紅色，以除去殘余的H2O2；再加入稍過量的KI溶液，發(fā)生反應(yīng)CH3COOOH＋2I-＋2H+=I2＋CH3COOH＋H2O；反應(yīng)完全后，滴入幾滴淀粉溶液，用0.1000mol·L-1的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)(反應(yīng)式為2S2O32-＋I2=S4O62-＋2I-)，消耗14.30mLNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液。則產(chǎn)品中過氧乙酸的物質(zhì)的量濃度是____mol·L-1(保留2位小數(shù))。

Answer 1

【答案】直形冷凝管 a 水浴加熱 CH3COOH+H2O2CH3COOOH+H2O 1:1 5h 7.15

【解析】

(1)由儀器結(jié)構(gòu)，可知C為直形冷凝管，采取逆流原理通入冷凝水；
(2)控制B中混合液的溫度為20～30℃，應(yīng)采取水浴加熱；
(3)根據(jù)元素守恒和物質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)寫出方程式；
(4)生成的過氧乙酸含量越高越好，結(jié)合表格中數(shù)據(jù)選擇；
(5)根據(jù)關(guān)系式：CH3COOOH～I2～2Na2S2O3，計算稀釋后的5mL溶液中過氧乙酸的物質(zhì)的量，進(jìn)而計算原來的2mL溶液中過氧乙酸的物質(zhì)的量，在根據(jù)物質(zhì)的量濃度定義式計算。

(1)由儀器結(jié)構(gòu)，可知C為直形冷凝管，采取逆流原理通入冷凝，使冷凝管充滿冷凝水，充分進(jìn)行冷凝，即由a口進(jìn)水、b口出水，
故答案為：直形冷凝管；a；
(2)控制B中混合液的溫度為20～30℃，應(yīng)采取水浴加熱，受熱均勻，便于控制溫度，
故答案為：水浴加熱；
(3)乙酸與過氧化氫在濃硫酸、20～30℃條件下反應(yīng)生成 CH3COOOH，乙酸羧基中H原子被過氧化氫的-OH替代，同時生成H2O，生成過氧乙酸的化學(xué)方程式為為：CH3COOH+H2O2 CH3COOOH+H2O；
故答案為：CH3COOH+H2O2 CH3COOOH+H2O；
(4)由表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)物比例(CH3COOH/H2O2)是1：1時反應(yīng)一段時間后過氧乙酸含量較高，且反應(yīng)時間5小時后增長不再明顯，故答案為：1：1；5h；
(5)根據(jù)關(guān)系式：CH3COOOH～I2～2Na2S2O3，可知稀釋后的5mL溶液中過氧乙酸的物質(zhì)的量=×0.0143L×0.1000mol/L，原來的2mL溶液中過氧乙酸的物質(zhì)的量=×0.0143L×0.1000mol/Lmol×=0.0143mol，故該樣品中過氧乙酸的物質(zhì)的量濃度是 =7.15mol/L，故答案為：7.15。