某兴趣小组设计实验探究 C e - M n O _ x,催…——2022 高考化学第 12 题答案解析

2022_省自主命题(福建)

2022 福建 第 12 题 解答题 区分题
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12. 某兴趣小组设计实验探究 $\mathrm { C e - M n O _ { x } }$ ,催化空气氧化CO的效率。回答下列问题:

步骤Ⅰ 制备CO

在通风橱中用下图装置制备CO(加热及夹持装置省略),反应方程式: $\mathrm { H C O O H \frac { \partial ^ { 4 } \hat { \langle \Omega _ { 1 } \rvert } \hat { \langle \Omega _ { 2 } \rangle } } { \Delta } } \mathrm { C O ~ } \hat { \mathrm { T } } + \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$

D

A

B

C


E

(1)装置A 中盛放甲酸的仪器的名称是

(2)从B、C、D 中选择合造的装置收集CO,正确的接口连接顺序为a→ → → → \_→h(每空填一个接口标号)。

步骤Ⅱ 检验CO

将CO通入新制银氨溶液中,有黑色沉淀生成。

(3)该反应的化学方程式为

步骤Ⅲ 探究 $\mathrm { C e - M n O _ { x } }$ 催化空气氧化CO的效率

将一定量CO与空气混合,得到CO体积分数为1%的气体样品。使用下图装置(部分加热及夹持装置省略),调节管式炉温度至120℃,按一定流速通入气体样品。(已知: $\mathrm { I } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 5 }$ 是白色固体,易吸水潮解:

$$ 5 \mathrm{CO} + \mathrm{I} _ {2} \mathrm{O} _ {5} = \mathrm{I} _ {2} + 5 \mathrm{CO} _ {2}) $$

(4)通入11.2L(已折算为标况)的气体样品后,继续向装置内通入一段时间氮气,最终测得 U 形管内生成了 $0 . 1 0 1 6 \mathrm { g I } _ { 2 }$ Q

①能证明CO被空气氧化的现象是 ;

②CO被催化氧化的百分率为

③若未通入氮气,②的结果将 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(5)探究气体与催化剂接触时长对催化氧化效率的影响时,采用 \_方法可以缩短接触时长。

(6)步骤Ⅲ装置存在的不足之处是

参考答案

(1) 分液漏斗 >; (2) a→d→e→c→b >; (3) $\mathrm { C O } + 2 \Big [ \mathrm { A g } \big ( \mathrm { N H } _ { 3 } \big ) _ { 2 } \Big ] \mathrm { O H } = 2 \mathrm { A g } \downarrow + \big ( \mathrm { N H } _ { 4 } \big ) _ { 2 } \mathrm { C O } _ { 3 } + 2 \mathrm { N H } _ { 3 }$; (4) ①. 石灰水变浑浊 ②. 60% ③. 偏大; (5) 增大气体样品流速; (6) 尾气出口未加防潮装置(或其他相似表述)

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【答案】(1)分液漏斗

> ②a→d→e→c→b

> ③ $\mathrm { C O } + 2 \Big [ \mathrm { A g } \big ( \mathrm { N H } _ { 3 } \big ) _ { 2 } \Big ] \mathrm { O H } = 2 \mathrm { A g } \downarrow + \big ( \mathrm { N H } _ { 4 } \big ) _ { 2 } \mathrm { C O } _ { 3 } + 2 \mathrm { N H } _ { 3 }$

(4) ①. 石灰水变浑浊 ②. 60% ③. 偏大

(5)增大气体样品流速

(6)尾气出口未加防潮装置(或其他相似表述)

【解析】

【分析】在通风橱中用下图装置制备一氧化碳,用 A 装置制取一氧化碳,该气体中含有甲酸蒸气,故用水除去甲酸,再用 B 装置排水收集一氧化碳气体,排出 水用 E 中的烧杯接收。根据气体样品通过氢氧化钠的吸收空气中的二氧化碳,浓硫酸吸水,一氧化碳在 H 中被氧气氧化生成二氧化碳,二氧化碳能被石灰水吸收,J 中的浓硫酸吸收气体中的水蒸气,干燥的一氧化碳和 $\mathrm { I } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 5 }$ ,进而测定生成的碘的质量,计算一氧化碳的被氧化的百分率。据此解答。

【小问1详解】

装置A 中盛放甲酸的仪器为分液漏斗。

【小问 2 详解】

用C除去甲酸,B收集一氧化碳,E接收排出的水,故接口连接顺序为 a→d→e→c→b→h。

【小问 3 详解】

一氧化碳和银氨溶液反应生成黑色的银,同时生成碳酸铵和氨气,方程式为:

$$ \mathrm{CO} + 2 \left[ \mathrm{Ag} \left(\mathrm{NH} _ {3}\right) _ {2} \right] \mathrm{OH} = 2 \mathrm{Ag} \downarrow + \left(\mathrm{NH} _ {4}\right) _ {2} \mathrm{CO} _ {3} + 2 \mathrm{NH} _ {3} 。 $$

【小问4详解】

一氧化碳被氧气氧化生成二氧化碳,能使澄清的石灰水变浑浊。碘的物质的量为

$\frac { 0 . 1 0 1 6 \mathbf { g } } { 2 5 4 \mathbf { g } / \mathrm { m o l } } = 0 . 0 0 0 4 \mathrm { m o l }$ ,则结合方程式分析,还有0.002mol一氧化碳未被氧气氧化,11.2L气体为0.5mol 其中一氧化碳为 0.005mol,则被氧化的一氧化碳为 0.005-0.002=0.003mol,则被氧化的百分率为$\frac { 0 . 0 0 3 } { 0 . 0 0 5 } { \times } 1 0 0 \% { = } 6 0 \%$ 。如果没有通入氮气则计算的未被氧化的一氧化碳的物质的量减少,则被氧化的百分率增大。

【小问5详解】

增大气流速率可以提高催化效率。

【小问6详解】

$\mathrm { I } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 5 }$ 是白色固体,易吸水潮解,但该装置出气口未加防潮装置。

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