Question

已知在常用催化劑（如鉑、鈀）的催化下，氫氣和炔烴加成生成烷烴，難于得到烯烴，但使用活性較低的林德拉催化劑[Pd/(PbO、CaCO₃)，其中鈀附著于碳酸鈣及少量氧化鉛上]，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�，F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化率。若用含0.020molCaC₂的電石和1.60g含雜質18.7%的鋅粒（雜質不與酸反應）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。試回答有關問題：

（1）裝置的連接順序是a、    、   、   、   、   、   、h（填各接口的字母）。
（2）寫出A中所發(fā)生反應的化學方程式（有機物寫結構簡式）：                         。
（3）D的作用是___________________。
（4）為減慢A中的反應速率，X應選用____________________________。
（5）F中留下的氣體除含C₂H₄、少許空氣外，還有                      。G所選用的量筒的容積較合理的是_____。（標準狀況下）
A．500mL    B．1000mL      C．2000mL
（6）乙炔氫化的轉化率為（用V來表示）_______________。

Answer 1

（12分）（1）a、e、d、f、g、b、c、h（f、g可調換）；
（2）CaC₂ + 2H₂OHC≡CH↑+ Ca(OH)₂；
（3）除去雜質氣體； （4）飽和食鹽水；
（5）H₂、C₂H₂； B；  （6）（896-V）/448。

解析試題分析：（1）由于生成的乙炔中含有還原性的雜質氣體，所以需要用氧化劑次氯酸鈉除去，另外在反應之前還需要干燥混合氣。最后通過排水法收集剩余的氣體，所以正確的操作順序是a、e、d、f、g、b、c、h（f、g可調換）。
（2）A裝置是制備乙炔的，則A中所發(fā)生反應的化學方程式是CaC₂ + 2H₂OHC≡CH↑+ Ca(OH)₂。
（3）次氯酸鈉具有強氧化性，除去H₂S氣體中的雜質氣體。
（4）為減慢A中的反應速率，X應選用飽和食鹽水。
（5）F中留下的氣體除含C₂H₄、少許空氣外，還有氫氣和乙炔。由于乙炔本身的產量根據0.02mol計算為約448ml。鋅的物質的量是（1.60g×81.3%）÷65g/mol＝0.02，所以生成的氫氣體積大約是448ml。當乙炔和氫氣完全不反應的時候（比如催化劑失效了），兩個體積是相加的關系：4480ml＋4480ml＝896ml。只有當完全反應時最終產物體積才為448ml。由于大部分有機反應均為不完全反應，所以很有可能最終體積在448ml與896ml之間。所以用1000ml最合適，答案選B。
（6）反應中體積差是896ml－Vml，則根據反應的方程式可知參加反應的乙炔就是896ml－Vml，所以乙炔的轉化率是（896-V）/448。
考點：考查乙炔的制備、物質的除雜、化學實驗操作以及物質轉化率的計算
點評：該題是高考中的常見題型，難度大，綜合性強，對學生的要求高。試題在注重對基礎知識鞏固和訓練的同時，側重對學生能力的培養(yǎng)和解題方法的指導與訓練，有利于培養(yǎng)學生規(guī)范嚴謹的實驗設計能力以及評價能力。該類試題主要是以常見儀器的選用、實驗基本操作為中心，通過是什么、為什么和怎樣做重點考查實驗基本操作的規(guī)范性和準確性及靈活運用知識解決實際問題的能力。該類試題綜合性強，理論和實踐的聯系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學生必須認真、細致的審題，聯系所學過的知識和技能，進行知識的類比、遷移、重組，全面細致的思考才能得出正確的結論。