已知在pH为4—5的环境中,Cu2+几乎不水解,而Fe3+几乎完全水解。某学生欲用电解纯净CuSO4溶液的方法,并根据电极上析出铜的质量以及电极上产生气体的体积来测定铜的相对原子质量。其实验流程如下:
图4-16
试回答下列问题:
(1)步骤①所加入的A的化学式为________________,加入A的作用是___________________,
(2)步骤②中所用部分仪器如图4-16所示,则A应接直流电源的__________极。
(3)电解开始后一段时间,在U形管内可观察到的现象是____________,其电解总反应的离子方程式为________________________。
(4)下列实验操作属必要的是__________(填字母,下同),属不必要的是________________。
A.称量电解前电极的质量 |
B.电解后电极在烘干、称量前,必须用蒸馏水冲洗 |
C.刮下电解后电极上的铜,并清洗、称量 |
D.电极在烘干称量的操作必须按烘干→称量→再烘干→再称量进行两次 |
E.在有空气存在的情况下,电极烘干必须采用低温烘干法
(5)铜的相对原子质量为______________________。
为了验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2,选用下图所示仪器(内含物质)组装成实验装置[已知:酸性H2SO3>H2CO3,Ca(HSO3)2溶于水]:
(1)甲中反应的化学方程式为:。
(2)如按气流由左向右流向,连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母):
接,接,接。
(3)要检验出CO2,实验现象是:乙中,丙中。
(4)丁中酸性KMnO4溶液的作用是;丙中品红的作用是。
污鸡净的主要成分是KMnO4和H2C2O4,可用于洗涤有霉斑的衣物。某小组同学拟探究H2C2O4浓度对反应速率的影响。
实验仪器
I.实验原理
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。
II.实验设计
(1)【方案一】测量气体产物:在相同温度下,利用下图装置,测定不同浓度H2C2O4溶液与KMnO4反应产生相同体积CO2所需的时间(忽略CO2溶解性的影响)。下图方框中应选择(填编号)仪器组装量气装置,限选以下仪器:
①广口瓶、②双孔塞、③水槽、④橡胶管、⑤导管、⑥量筒、⑦秒表。
(2)【方案二】观察反应现象:在其它相同条件下,测定不同浓度H2C2O4溶液与等体积等浓度KMnO4溶液混合后,溶液褪色所需的时间。拟定实验数据:
实验序号 |
温度/℃ |
各物质的体积 / mL |
反应时间 |
|||
H2O |
3 mol/L稀硫酸 |
0.1mol/L KMnO4溶液 |
0.6 mol/LH2C2O4溶液 |
|||
1 |
25 |
3.0 |
2.0 |
4.0 |
6.0 |
t1 |
2 |
25 |
① |
2.0 |
4.0 |
4.0 |
t2 |
3 |
② |
7.0 |
2.0 |
4.0 |
2.0 |
t3 |
表中①、②处的数据分别是、。
III.讨论与交流
(3)小组同学在处理一系列的实验数据时,发现速率(v)-时间(t)曲线如下图所示。他们认为:0~t时间内,速率变快的可能原因是。
(4)实验室常用KMnO4标准溶液滴定某浓度草酸。KMnO4溶液置于(填仪器名称)中,判断到达滴定终点的现象是。若滴开始时,滴定管中有气泡,滴定结束时气泡消失,则测定结果(填“偏高”、“偏低”、“无影响”)。
实验题:
某实验小组拟验证CO2与Na2O2反应的产物,现设计以下实验装置进行实验:
(1)写出装置A中反应的化学方程式__________________________________;
写出装置B中反应的化学方程式__________________________________。
(2)拟用装置D收集气体产物,请在方框中将装置补充完整。
(3)产物检验:
①检验气体产物的方法:________________________________________;
检验固体产物的方法:从B装置中取少量固体,溶于水配成溶液,____________________________________________________________。
(4)有同学认为该实验装置存在明显缺陷,你认为该缺陷是什么____________。
某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O72-转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4 ·4H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)在25°C下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,作对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验编号 |
初始pH |
废水样品体积/mL |
草酸溶液体积/mL |
蒸馏水体积/mL |
① |
4 |
B= |
10 |
30 |
② |
5 |
60 |
10 |
d= |
③ |
a= |
60 |
c= |
20 |
测得实验①和②溶液中的Cr2O72-浓度随时间变化关系如图所示。
(2)上述反应后草酸被氧化为(填化学式);
(3)实验①和②的结果表明_______________________________;
(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4 ·4H2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:Fe2+起催化作用;假设二:;假设三:;……
(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。(除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。(溶液中Cr2O72-的浓度可用仪器测定)
实验方案(不要求写具体操作过程) |
预期实验结果和结论 |
取_______________________________代替实验①中的铁明矾,控制其他反应条件与实验①相同,进行对比实验 |
反应进行相同时间后, 若溶液中的Cr2O72-浓度____________________________则假设一成立; 若溶液中的Cr2O72-浓度____________________________则假设一不成立; |
(6)铁明矾长期存放,其中的亚铁离子可能会变质。为测定铁明矾中亚铁离子的质量分数。取5.6g铁明矾晶体,将其配制为100ml的溶液,取出20ml置于锥形瓶中。用0.01mol/L的标准KMnO4溶液进行滴定(还原产物为Mn2+),平行做4组实验,得出如下表数值。
组数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
消耗V(KMnO4)/ml |
20.04 |
20.00 |
18.90 |
19.96 |
请计算铁明矾中亚铁离子的质量分数:。若滴定结束后读数时仰视,测定结果(填“偏大”“不影响”或“偏小”)
Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水。在中性或碱性环境中稳定。
I.制备Na2S2O3•5H2O反应原理:Na2SO3(aq)+S(s)Na2S2O3(aq)
实验步骤:
①称取15g Na2SO3加入圆底烧瓶中,再加入80ml蒸馏水。另取5g研细的硫粉,用3ml乙醇润湿,加入上述溶液中。
②安装实验装置(如图所示,部分加持装置略去),水浴加热,微沸60分钟。
③趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O3•5H2O,经过滤,洗涤,干燥,得到产品。
回答问题:
(1)仪器a的名称是,其作用是。
(2)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是,检验是否存在该杂质的方法是。
(3)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子方程式表示其原因:。
II.测定产品纯度
准确称取Wg产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.1000 mol•L‾1碘的标准溶液滴定,滴定至终点时,消耗标准溶液的体积为18.10 mL。
反应原理为:2S2O32‾+I2=S4O62-+2I‾
(4)滴定至终点时,溶液颜色的变化:。
(5)产品的纯度为(设Na2S2O3•5H2O相对分子质量为M)。
III.Na2S2O3的应用
(6)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO42‾,常用作脱氧剂,该反应的离子方程式为。