Question

2020年春节，中国爆发新型冠状病毒肺炎。过氧乙酸（）是一种常见消毒剂，过氧乙酸具有强氧化性，可迅速杀灭新型冠状病毒。蓉城高中教育联盟某化学兴趣小组用如图装置，模拟工厂用冰醋酸与30%的双氧水在浓硫酸作用下通过减压蒸馏法制备过氧乙酸。

①在三颈烧瓶中加入一定量冰醋酸与浓H₂SO₄的混合溶液，再缓缓加入适量30%的双氧水。

②不断搅拌并控制B中混合液的温度为20～30℃一段时间。

③接入冷凝管和抽气泵，在锥形瓶中收集得到产品。

在不同反应物比例下，实验测得生成过氧乙酸的含量（%）随时间变化的数据如下表，请回答相关问题：

反应物比例CH3COOH/H2O2	反应时间(小时)
	0.5	1	3	5	7
2:1	7.38	8.46	9.42	11.26	13.48
1:1	10.56	12.92	13.54	20.72	20.70
1:2	6.14	7.10	7.96	10.38	12.36

（1）A仪器的名称是___________，C仪器中冷水流入口是___________（填“a”或“b”）。

（2）如何配制冰醋酸与浓H₂SO₄的混合溶液___________。

（3）生成过氧乙酸的化学方程式是______________，浓硫酸的作用是_________。

（4）根据表中数据，反应物最佳比例是_______，反应所需最佳时间约_______（选填1、3、5、7）小时。

（5）为更好地控制反应温度，给B反应器加热宜采用______。（填正确答案标号）

A 酒精灯直接加热     B 带温度计控制的水浴加热     C 油浴加热     D 以上均可

（6）取10.00 mL过氧乙酸试样，滴加酸性KMnO₄溶液至恰好呈粉红色，以除去残余H₂O₂，加入1.000 mol·L^－1的HI溶液20.00 mL恰好将过氧乙酸反应完全。该样品中过氧乙酸的物质的量浓度是______mol·L^－1（提示：CH₃COOOH＋2HI＝I₂＋CH₃COOH＋H₂O）。

Answer

分液漏斗 a 将浓硫酸沿器壁慢慢注入冰醋酸中，并不断搅拌 CH3COOH＋H2O2CH3COOOH＋H2O 吸水剂 1:1 5 B 1.000

【解析】

冰醋酸与30%的双氧水在浓硫酸作用下，通过减压蒸馏法制备过氧乙酸。分析表中数据，找出最佳反应时间和最佳配比。根据化学方程式计算产品的浓度。

（1）根据A仪器的结构可知其为分液漏斗，C仪器为冷凝管，其中冷水下进上出，故其冷水流入口是a。

（2）类比浓硫酸的稀释，配制冰醋酸与浓H2SO4的混合溶液时，将浓硫酸沿器壁慢慢注入冰醋酸中，并不断搅拌。

（3）双氧水将乙酸氧化为过氧乙酸，生成过氧乙酸的化学方程式是CH3COOH＋H2O2CH3COOOH＋H2O，浓硫酸的作用是作吸水剂，提高过氧乙酸的产率。

（4）由表中数据可知，反应时间为5小时、反应物的比例为1:1时，过氧乙酸的含量最高，因此，反应物最佳比例是1:1，反应所需最佳时间约5小时。

（5）为更好地控制反应温度，防止温度过高加快双氧水的分解，给B反应器加热宜采用带温度计控制的水浴加热，故选B。

（6）取10.00 mL过氧乙酸试样，滴加酸性KMnO4溶液至恰好呈粉红色，以除去残余H2O2，加入1.000 mol·L－1的HI溶液20.00 mL恰好将过氧乙酸反应完全。由反应CH3COOOH＋2HI＝I2＋CH3COOH＋H2O可知，n(CH3COOOH)=0.5n(HI)=0.51.000 mol·L－120.00 10-3L=0.01000 mol，该样品中过氧乙酸的物质的量浓度是1.000 mol·L－1。