Question

已知使用林德拉催化剂（Pd/PbO、CaCO₃）可使炔烃的氢化停留在生成烯烃的阶段，而不再进一步氢化。现有一课外活动兴趣小组利用上述原理设计了一套由如下图所示的仪器组装而成的实验装置（铁架台未画出），由乙炔制得乙烯，并测定在氢化反应中乙炔的转化率。若用含0.020 mol CaC₂的电石和含1.30 g锌的锌粒（杂质不与酸反应）分别与足量的饱和食盐水和稀硫酸反应，当反应完全后，假定在标准状况下测得G中收集到的水的体积为V mL（忽略乙炔在水中溶解的部分）。试回答下列问题：

（1）各装置的连接顺序为

a→______→______→______→_____→______→______→h。

（2）分别写出A中和C中所发生反应的化学方程式：

A:______________________。

C:______________________。

（3）装置A中产生气体的反应速率往往太快，为了减慢反应速率，操作时还应采取的措施是__________________________。

（4）G所选用的量筒的容积较合理的是____________（填写选项字母）。

A．500 mL　　　　B．1000 mL 　　　　C．2000 mL

（5）若V＝672（导管内气体体积忽略不计），则乙炔的转化率为__________。

Answer

e d f g b c CaC2+2H2O→Ca (OH)2+C2H2↑ HC≡CH+H2CH2=CH2 通过调节分液漏斗的活塞，缓慢滴入饱和食盐水 B 50%

【解析】(1)实验装置显示制取乙炔和氢气，然后将二者混合，但是乙炔、氢气中含有杂质气体，应该先将杂质气体除去，再将之干燥，是纯净的气体在催化剂的作用下发生反应得到乙烯，乙烯是难溶于水的气体，可以采用排水法收集，所以装置的连接顺序是：a、e、d、f、g、b、c、h(f、g可调换)；
(2)A中是碳化钙和水反应制取乙炔的过程，C中是乙炔和氢气之间的加成反应，方程式分别为：CaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca(OH)2、HC≡CH+H2CH2=CH2；
(3)碳化钙和水之间的反应十分剧烈，为减慢反应速率，可以将水换成饱和食盐水，操作时还应采取的措施是通过调节分液漏斗活塞降低食盐水的滴速；
(4)在CaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca(OH)2中，若乙炔完全反应生成0.02molHC≡CH，其体积为0.02mol×22.4L/mol=0.896L=896mL，G所选用的量筒的容积较合理的是B；
(5)0.020molCaC2的电石，和水反应得到乙炔的物质的量是0.02mol，1.60g含杂质18.7%的锌粒(杂质不与酸反应)的物质的量是： mol=0.02mol，和硫酸反应，产生的氢气的物质的量是0.005mol，状况下测得G中收集到的水VmL，V=672mL，则得到的乙烯的物质的量是=0.03mol，
设乙炔的转化量是x，则
HC≡CH+H2CH2=CH2
1   1    1
x   x    x
则反应后得到气体的物质的量(0.02-x)+(0.02-x)+x=0.03，解得x=0.01mol，所以乙炔氢化的转化率为×100%=50%。