Question

【題目】某合作學習小組的同學驗證文獻上用乙烯氣脫除氮氧化物。回答下列問題：

(1)甲組同學設計實驗制取純凈的乙烯氣體和NO。

①設計的制備C2H4裝置如圖所示：

資料：C2H5OHCH2=CH2↑+H2O(主)

C2H5OH+2H2SO4（濃）2C+2SO2↑+5H2O（副）

C+2H2SO4（濃）CO2↑+2SO2↑+2H2O（副）

寫出乙烯的電子式___________

裝置B中盛放的試劑為___________(填小寫字母)。

a KMnO4溶液 b Br2/CCl4溶液 c 濃NaOH溶液 d 濃硫酸

②設計圖裝置制備NO氣體

裝置D燒瓶中的實驗現象為：___________；

裝置E盛放的試劑是___________。

(2)乙組利用甲組制得的C2H4和NO并選用下列裝置進行催化反應，并檢驗乙烯的氧化物CO和CO2(部分裝置可重復使用，已知C2H4可被熱的CuO氧化為碳的氧化物，酸性高錳酸鉀可氧化NO和C2H4，不氧化CO)。

①各裝置的連接順序為：

→K→G→___________→H→G→___________→M。(按順序填一個或多個字母)

②K后接的G的作用是___________。

③酸性高錳酸鉀溶液的作用是___________。

④證明乙烯的氧化產物中有CO的現象是___________；

若NO還原為N2，乙烯氧化為等物質的量的CO和CO2，則反應的化學方程式為___________。

Answer 1

【答案】 c 銅片溶解，溶液由無色變成藍色，有無色氣體產生，該氣體在燒瓶上方變成紅棕色 H2O I J→L→G或J→L→G→H 檢驗乙烯的氧化產物中有CO2 除去未反應的乙烯與一氧化氮 L中黑色粉末變為紅色，其后的澄清石灰水變渾濁 10NO+2C2H4 5N2+2CO+2CO2+4H2O

【解析】

(1)①制備C2H4：乙醇在濃硫酸作用下發生消去反應制取乙烯，同時還有雜質氣體CO2、SO2，因為CO2、SO2屬于酸性氣體，選擇堿液處理法除掉雜質，在通入無水氯化鈣中進行干燥；②制備NO氣體：銅片與稀硝酸反應制備NO氣體，化學方程式為3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，2NO+O2=2NO制得的NO中含有易揮發的硝酸和少量NO2，可以通入水中除掉雜質，在通入濃硫酸干燥；

(2)乙組利用甲組制得的C2H4和NO并選用下列裝置進行催化反應，并檢驗乙烯的氧化物CO和CO2，注意兩個關鍵點①因為酸性高錳酸鉀可將乙烯氧化為二氧化碳，所以先通過澄清石灰水驗證催化產物中二氧化碳的存在，在通過酸性高錳酸鉀除掉未反應的乙烯與NO②C2H4可被熱的CuO氧化為碳的氧化物，干擾CO的鑒定，驗證CO之前必須除掉乙烯和殘余的二氧化碳。

(1)①乙烯的電子式：；裝置B的作用是除去CO2和SO2但是不可除掉乙烯，所以選擇堿液處理法。

答案： c

②裝置D中進行的反應為：3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，2NO+O2=2NO，因此燒瓶中的實驗現象為：銅片溶解，溶液由無色變成藍色，有無色氣體產生，該氣體在燒瓶上方變成紅棕色；裝置E用來除掉NO中含有的雜質（易揮發的硝酸和少量NO2），因此選擇盛放的試劑是水。

答案：銅片溶解，溶液由無色變成藍色，有無色氣體產生，該氣體在燒瓶上方變成紅棕色 H2O

(2)①乙組利用甲組制得的C2H4和NO進行催化反應，并檢驗乙烯的氧化物CO和CO2：將甲制備的純凈NO和C2H4通過催化裝置K進行反應，通過G（澄清石灰水）用來驗證產物是否有二氧化碳，通過I（酸性高錳酸鉀）氧化未反應的C2H4與NO，通過H（濃NaOH溶液）除掉NO與C2H4反應生成的二氧化碳以及酸性高錳酸鉀氧化乙烯生成的二氧化碳，通過G（澄清石灰水）檢驗CO2是否除盡，通過J（無水氯化鈣）干燥殘余氣體CO，通過L（CuO），發生反應CO+CuOCu+CO2，通過G（澄清石灰水）驗證是否有CO2生成，從而驗證催化產物中是否有CO，通過H（濃氫氧化鈉）除掉剩余CO2，通過M（排水法集氣）用來收集未反應的CO防止污染空氣。根據上面分析可知：各裝置的連接順序為：→K→G→ I→H→C→J→L→G→H →M；

答案：J→L→G或J→L→G→H

②二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，因此K后接的G的作用是檢驗乙烯的氧化產物中是否有CO2；

答案：檢驗乙烯的氧化產物中有CO2

③根據題干信息可知：酸性高錳酸鉀可氧化NO和C2H4，不氧化CO，因此酸性高錳酸鉀溶液的作用是除去未反應的乙烯與一氧化氮；

答案：除去未反應的乙烯與一氧化氮

④根據L裝置中反應：CO+CuOCu+CO2，證明乙烯的氧化產物中有CO的現象是 L中黑色粉末變為紅色，其后的澄清石灰水變渾濁；

答案：L中黑色粉末變為紅色，其后的澄清石灰水變渾濁。

若NO被還原為N2，乙烯被氧化為等物質的量的CO和CO2，根據化合價升降法配平，乙烯總共升高10價，NO降低2價，因此n（NO）：n（C2H4）=10:2，化學方程式為 10NO+2C2H4 5N2+2CO+2CO2+4H2O；

答案：10NO+2C2H4 5N2+2CO+2CO2+4H2O