Question

【題目】過氧乙酸（ )是一種常見消毒劑，具強氧化性,減壓蒸餾法制備過氧乙酸的步驟及裝置如下：

①在三頸燒瓶中加入一定量冰醋酸與濃H2SO4的混合液體，再緩緩加入適量30%的雙氧水。

②不斷攪拌并控制B中混合液的溫度為20～30℃一段時間。

③接入冷凝管和抽氣泵，在錐形瓶中收集得到產品。

不同反應物比例，實驗測得生成過氧乙酸含量(%)隨時間的變化數據(見下表)，請回答相關問題：

反應物比例 CH3COOH/H2O2	反應時間(小時)
	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)C儀器中冷水流入口是_____(填a或b)，生成過氧乙酸的化學方程式是__________。

(2)反應物最佳比例(CH3COOH/H2O2)是______，反應所需時間約________(選填1、3、5、7)小時。

(3)為更好控制反應溫度，應增加的措施是________。

(4)請設計實驗比較Fe3+、Cu2+對過氧乙酸的催化效率。

可供選擇的試劑和器材有：a.過氧乙酸溶液；b.1mol/L的FeCl3溶液；c.0.5mol/L的Fe2(SO4)3溶液；d. 0.5mol/L的CuCl2溶液；e.1mol/L的CuSO4溶液；f.計時器；g.測量氣體體積的針筒。

你選擇的試劑及器材是a、________、f、g(選填序號）實驗方案是____________。

(5)產品含量測定。

取2.00mL過氧乙酸試樣稀釋成100mL，從中取出5.00mL，滴加酸性KMnO4溶液至恰好粉紅色，以除去殘余H2O2，加入10mL10%KI溶液和幾滴淀粉溶液，搖勻，用0.1000mol/L的Na2S2O3標準液達到至終點(反應方程式為2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)，共消耗13.20mL，Na2S2O3標準液。該樣品中過氧乙酸的物質的量濃度是____________。

Answer 1

【答案】 a CH3COOH+ H2O2 CH3COOOH+H2O 1：1 5 B用帶溫度計的水浴控溫 c e 試管連接針筒，檢查裝置氣密性，取等量的過氧乙酸溶液（或a）加入試管中，再分別加入等量的0.5 mol/L的Fe2(SO4)3溶液（或c）和Imol/L的CuSO4溶液（或e），記錄相同時間產生氣體體積（或產生等體積氣體的時間）。 6.6mol/L

【解析】(1)C儀器是冷凝管，冷水流下遵循下進上出，流入口是a，冰醋酸被雙氧水氧化生成過氧乙酸，反應的化學方程式為CH3COOH+ H2O2CH3COOOH+H2O，故答案為：a；CH3COOH+ H2O2CH3COOOH+H2O；

(2)根據表格數據可知，反應物最佳比例(CH3COOH/H2O2)是1:1，反應所需時間約5小時，故答案為：1：1 ； 5；

(3)為更好控制反應溫度，B應該用帶溫度計的水浴控溫，故答案為：B用帶溫度計的水浴控溫；

(4)根據實驗目的：比較Fe3+、Cu2+對過氧乙酸的催化效率。由于氯離子可能被過氧乙酸氧化，影響實驗結果的判斷，需要選擇的試劑及器材有a.過氧乙酸溶液； c.0.5mol/L的Fe2(SO4)3溶液； e.1mol/L的CuSO4溶液；f.計時器；g.測量氣體體積的針筒。具體實驗方案為試管連接針筒，檢查裝置氣密性，取等量的過氧乙酸溶液(或a)加入試管中，再分別加入等量的0.5 mol/L的Fe2(SO4)3溶液(或c)和Imol/L的CuSO4溶液(或e)，記錄相同時間產生氣體體積(或產生等體積氣體的時間)，故答案為：c e；試管連接針筒，檢查裝置氣密性，取等量的過氧乙酸溶液(或a)加入試管中，再分別加入等量的0.5 mol/L的Fe2(SO4)3溶液(或c)和Imol/L的CuSO4溶液(或e)，記錄相同時間產生氣體體積(或產生等體積氣體的時間)；

(5) 0.1000mol/L的Na2S2O3標準液13.20mL中含有Na2S2O3的物質的量為0.00132mol，根據方程式2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI，反應的碘為0.00066mol，轉移電子0.00132mol，根據得失電子守恒，過氧乙酸的物質的量為0.00066mol，濃度為 = 6.6mol/L，故答案為：6.6mol/L。