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过氧乙酸(CH3COOOH)在卫生医疗、食品消毒及漂白剂领域等有广泛应用。实验室利用醋酸(CH3COOH)与双氧水H2O2)共热,在难溶固体酸的催化下制备过氧乙酸(CH3COOOH)。同时利用乙酸丁酯与水形成共沸物(沸点90.7℃)及时分离出水,以提高产率。实验装置如图所示,请回答下列问题:

已知:
i.过氧乙酸为无色有刺激性气味液体,易溶于水;极不稳定,遇高热会引起爆炸;氧化性与高锰酸钾相当。
ii.相关物质性质
物质 密度/(g⋅cm-3 熔点 沸点/℃
乙酸 1.05 16.6 118
过氧化氢 1.46 -0.43 150.2(分解)
过氧乙酸 0.79 0.7 105(分解)
乙酸丁酯 0.88 -78 127
实验步骤:
①向油水分离器中加入适量蒸馏水液面低于分水器支管口;
②仪器2中加入冰醋酸、固体酸催化剂和适量乙酸丁酯,仪器6中通冷却水,开通仪器1和8,缓慢关闭仪器7处放空阀,温度维持为55℃;
③待真空度达到反应要求时,打开仪器3的活塞,缓慢逐滴滴入浓度为35%的双氧水;
④当油水分离器中水层液面升高到支管口时,打开放空阀,打开活塞逐滴放出适量••••••;
⑤待反应结束,冷却后放出油水分离器中下层水,将上层液体从油水分离器上口倒入仪器2,分离仪器2中的混合物,初步得到粗产品。
(1)仪器2的名称是
三颈烧瓶
三颈烧瓶
,仪器2中制备过氧乙酸(CH3COOOH)的化学反应方程式为
CH3COOH+H2O2
CH3COOOH+H2O
CH3COOH+H2O2
CH3COOOH+H2O

(2)反应体系采用抽气泵抽气减压的目的是
减压可以降低共沸物的沸点,防止温度过高导致过氧乙酸分解
减压可以降低共沸物的沸点,防止温度过高导致过氧乙酸分解

(3)实验过程中打开油水分离器活塞,分离出水的目的是
有利于反应生成更多的过氧乙酸,提高过氧乙酸产率
有利于反应生成更多的过氧乙酸,提高过氧乙酸产率

(4)待观察到
仪器5油水分离器液面高度保持不变
仪器5油水分离器液面高度保持不变
(填现象)时,说明反应已经结束。
(5)反应结束,分离仪器2中的混合物初步得到粗产品的方法是
过滤
过滤

(6)粗产品中过氧乙酸(CH3COOOH)含量的测定:取一定体积的样品VmL,分成2等份。其中一份用过量KI溶液与过氧化物作用,以0.1mol⋅L-1的硫代硫酸钠溶液滴定碘(I2+2S2
O
2
-
3
=2I-+S4
O
2
-
6
)消耗量为V1mL;另一份用0.02mol⋅L-1的酸性高锰酸钾溶液滴定,消耗量为V2mL。
①则样品中的过氧乙酸的浓度为
0
.
1
V
1
-
V
2
V
0
.
1
V
1
-
V
2
V
mol⋅L-1
②过氧乙酸被I-还原,还原产物之一为乙酸,其离子方程式为
CH3COOOH+2I-+2H+=I2+CH3COOH+H2O
CH3COOOH+2I-+2H+=I2+CH3COOH+H2O

③用该法测定过氧乙酸含量比实际含量偏高的原因是(不考虑实验操作产生的误差)
空气中氧气会将碘离子氧化为单质碘,导致标准液消耗的量增加
空气中氧气会将碘离子氧化为单质碘,导致标准液消耗的量增加

【答案】三颈烧瓶;CH3COOH+H2O2
CH3COOOH+H2O;减压可以降低共沸物的沸点,防止温度过高导致过氧乙酸分解;有利于反应生成更多的过氧乙酸,提高过氧乙酸产率;仪器5油水分离器液面高度保持不变;过滤;
0
.
1
V
1
-
V
2
V
;CH3COOOH+2I-+2H+=I2+CH3COOH+H2O;空气中氧气会将碘离子氧化为单质碘,导致标准液消耗的量增加
【解答】
【点评】
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发布:2024/10/9 0:0:2组卷:109引用:1难度:0.2
相似题
  • 1.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验
    Fe3+已经除尽的试剂是
     

    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
     

    (5)煅烧A的反应方程式是
     

    (6)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示).

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:5引用:1难度:0.5
  • 2.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,检验Fe3+已经除尽的试剂是
     
    ;当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
     
    mol•L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]=2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    (5)a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于
     
    (用含a、b的表达式表示).

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:114引用:4难度:0.5
  • 3.硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣(主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质).用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下:

    (1)在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有
     

    (2)“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是
     
    (用离子方程式表示).
    (3)根据下表数据:
    氢氧化物 Al(OH)3 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Fe(OH)2
    开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11
    完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61
    在“除杂”步骤中,为除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值应小于
     
    ,常温下,当pH=5时,溶液中c(Al3+)=
     
    mol•L-1(已知常温下Ksp[Al(OH)3]═2.0×10-33).
    (4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是
     

    发布:2025/1/19 8:0:1组卷:12引用:1难度:0.5
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