某興趣小組設計實驗探究 ,催化空氣氧化
的效率?;卮鹣铝袉栴}:
步驟 Ⅰ 制備
在通風櫥中用下圖裝置制備 ( 加熱及夾持裝置省略 ) ,反應方程式:
(1) 裝置 A 中盛放甲酸的儀器的名稱是 _______ 。
(2) 從 B 、 C 、 D 中選擇合適的裝置收集 ,正確的接口連接順序為 a→_______→_______→_______→_______→h( 每空填一個接口標號 ) 。 ______
步驟 Ⅱ 檢驗
將 通入新制銀氨溶液中,有黑色沉淀生成。
(3) 該反應的化學方程式為 _______ 。
步驟 Ⅲ 探究 催化空氣氧化
的效率
將一定量 與空氣混合,得到
體積分數為 1% 的氣體樣品。使用下圖裝置 ( 部分加熱及夾持裝置省略 ) ,調節管式爐溫度至
,按一定流速通入氣體樣品。 ( 已知:
是白色固體,易吸水潮解:
)
(4) 通入 ( 已折算為標況 ) 的氣體樣品后,繼續向裝置內通入一段時間氮氣,最終測得 U 形管內生成了
。
① 能證明 被空氣氧化的現象是 _______ ;
② 被催化氧化的百分率為 _______ ;
③ 若未通入氮氣, ② 的結果將 _______( 填 “ 偏大 ”“ 偏小 ” 或 “ 無影響 ”) 。
(5) 探究氣體與催化劑接觸時長對催化氧化效率的影響時,采用 _______ 方法可以縮短接觸時長。
(6) 步驟 Ⅲ 裝置存在的不足之處是 _______ 。
(1) 分液漏斗
(2)a→d→e→c→b
(3)
(4) 石灰水變渾濁 60% 偏大
(5) 增大氣體樣品流速
(6) 尾氣出口未加防潮裝置 ( 或其他相似表述 )
【分析】在通風櫥中用下圖裝置制備一氧化碳,用 A 裝置制取一氧化碳,該氣體中含有甲酸蒸氣,故用水除去甲酸,再用 B 裝置排水收集一氧化碳氣體,排出的水用 E 中的燒杯接收。根據氣體樣品通過氫氧化鈉吸收空氣中的二氧化碳,濃硫酸吸水,一氧化碳在 H 中被氧氣氧化生成二氧化碳,二氧化碳能被石灰水吸收, J 中的濃硫酸吸收氣體中的水蒸氣,干燥的一氧化碳和 ,進而測定生成的碘的質量,計算一氧化碳的被氧化的百分率。據此解答。
【詳解】( 1 )裝置 A 中盛放甲酸的儀器為分液漏斗。
( 2 )用 C 除去甲酸, B 收集一氧化碳, E 接收排出的水,故接口連接順序為 a→d→e→c→b→h 。
( 3 )一氧化碳和銀氨溶液反應生成黑色的銀,同時生成碳酸銨和氨氣,方程式為: 。
( 4 )一氧化碳被氧氣氧化生成二氧化碳,能使澄清的石灰水變渾濁。碘的物質的量為 ,則結合方程式分析,還有 0.002mol 一氧化碳未被氧氣氧化, 11.2L 氣體為 0.5mol 其中一氧化碳為 0.005mol ,則被氧化的一氧化碳為 0.005-0.002=0.003mol ,則被氧化的百分率為
。如果沒有通入氮氣則計算的未被氧化的一氧化碳的物質的量減少,則被氧化的百分率增大。
( 5 )增大氣流速率可以提高催化效率。
( 6 ): 是白色固體,易吸水潮解,但該裝置出氣口未加防潮裝置。
影響化學反應速率的因素:
1.內因:參加反應的物質的結構及性質。
2.外因:主要是指濃度、溫度、壓強和催化劑,另外還有光、超聲波、激光、攪拌、固體表面積、形成原電池等。
(1)濃度:其他條件相同時,增大反應物濃度,化學反應速率增大;減小反應物濃度,化學反應速率減小。在一定溫度下,同體、純液體的濃度視為定值,如C與CO2的反應、Na與H2O的反應中,C的量和Na、H2O 的量減少并不意味著其“濃度”減小,即不岡其量的增減而影響反應速率,但會因固體表面積的變化而改變反應速率。
(2)溫度:其他條件相同時,升高溫度,可以加快反應速率,實驗測得,溫度每升高10℃,化學反應速率通常增大到原來的2~4倍。
經驗公式為?
(3)壓強:對于氣體反應,當溫度不變時,增大壓強可以加快反應速率。對于氣體反應體系,壓強改變時有以下幾種情況:??
(4)催化劑:催化劑是能改變化學反應速率但在反應前后本身的質量和化學性質都不變的物質。對于某些化學反應,使用正催化劑能顯著加快化學反應速率。
(5)其他因素:增大同體的表面積(如將塊狀改為粉末狀),可增大反應速率;光照一般也可增大某些反應的速率;形成原電池可以加快反應速率;此外,超聲波、放射線、電磁波等因素也能影響反應速率。
3.外因對化學反應速率影響的微觀解釋
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下表中是各組反應的反應物和反應溫度,反應剛開始時,放出H2速率最快的是( ?。?/span>
編號 | 金屬(粉末狀) | 物質的量(mol) | 酸的濃度及體積 | 反應溫度(℃) |
A | Al | 0.1 | 2mol.L-1鹽酸10mL | 60 |
B | Fe | 0.1 | 1mol.L-1鹽酸10mL | 50 |
C | Mg | 0.1 | 1mol.L-1鹽酸10mL | 60 |
D | Mg | 0.1 | 1mol.L-1硫酸10mL | 60 |
A.A??????????????? B.B??????????????? C.C??????????????? D.D