某校研究性学习小组拟利用分光光度法对空气中二氧化硫含量(mg/m3)进行测定。分光光度法则是通过测定被测物质在特定波长时光的吸收度,对该物质进行定性和定量分析。其工作原理可以简单的用公式表示为A=kc,其中A为吸光度,k为一定条件下的常数,c为溶液浓度。
实验步骤如下:
⑴ 采样:
① 如果你是该小组成员,你对采样的地点和时间有何建议: 。
② 用右图装置采样,通过50L空气后,将吸收液移入100ml容量瓶,用少量吸
收液分两次洗涤吸收装置,合并洗涤液于容量瓶中,定容备用。用多孔球泡而不
用导管的原因是 。
⑵ 吸光度与SO2含量标准曲线的绘制:在6支25ml比色管中,用每毫升含25μg
二氧化硫的标准液配置下表标准SO2含量系列。
二氧化硫标准系列
管 号 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
标准液(ml) |
0 |
0.20 |
0.40 |
0.60 |
0.80 |
1.00 |
吸收液(ml) |
10.00 |
9.80 |
9.60 |
9.40 |
9.20 |
9.00 |
二氧化硫含量(μg) |
0 |
5.00 |
10.00 |
15.00 |
20.00 |
25.00 |
用10mL比色皿,以水为参比,测定各管吸光度,实验结果如下。
管 号 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
吸光度 |
0 |
0.20 |
0.40 |
0.60 |
0.80 |
1.00 |
请在右图所示的坐标系中绘制标准曲线:
⑶ 准确量取容量瓶中溶液10mL加入比色皿,测得其吸光度值
为0.10,则空气中二氧化硫含量为 mg/m3。我国环境空气
质量标准中对每次空气质量测定中SO2的最高浓度限值(mg/m3):
一级标准:0.15;二级标准:0.50;三级标准:0.70。
则该市空气为 级标准。
⑷ 甲、乙两组同学测定结果相差较大,乙组同学测定空气中SO2
含量偏小,试分析乙组同学出现误差的可能原因: (两个所用
药品和装置均无问题)。
三个化学小组的同学测定某Na2CO3固体样品(仅含NaOH杂质)的纯度,他们提出了各自的气体分析法。
(1)第一小组用图I所示装置,仪器A的名称。把m1 g的混合物与足量稀硫酸反应后,测定产生的CO2气体的体积。实验开始时需检查该装置气密性,具体的操作方法是。
(2)第二小组用图II装置测定CO2的质量。该装置存在明显缺陷是:。
(3)第三小组在第二小组装置的基础上,解决了第二小组装置的问题。所用到的仪器如图III,装置的连接顺序是a—(填写接口字母,图中仪器可重复使用)。实验中取了样品m1 g,称量干燥管质量为m2 g,与足量稀硫酸反应后称量干燥管质量为m3 g,则Na2CO3的纯度表达式为。
(16分)某学习小组利用如图实验装置制备Cu(NH3)xSO4·H2O.并测量x值。
【Cu(NH3)xSO4·H2O制备】见图1
(1)A中发生的化学反应方程式为________________________________。
(2)C中CCl4的作用是 。
(3)B中先产生蓝色沉淀,随后沉淀溶解变成深蓝色溶液,此溶液中含有Cu(NH3)xSO4,若要从溶液中析出Cu(NH3)xSO4·H2O晶体,可加入试剂 。
【x值的测量】见图2
步骤一:检查装置气密性,称取0.4690 g晶体[M = (178+17x)g/mol]于锥形瓶a中
步骤二:通过分液漏斗向锥形瓶a中滴加l0%NaOH溶液至无气体产生为止
步骤三:用0.5000 mol/L的NaOH标准溶液液滴定b中剩余HCI,消耗标准溶液液16.00 mL
(4)步骤二的反应可理解为Cu(NH3)xSO4与NaOH在溶液中反应,其离子方程式为_________________。
【x值的计算与论证】
(5)计算:x = 。
该学习小组针对上述实验步骤,提出测量值(x)比理论值偏小的原因如下:
假设1:步骤一中用于称量的天平砝码腐蚀缺损;
假设2:步骤二中_____________________________________________________(任写两点);
假设3 :步骤三中测定结束读数时,体积读数偏小。该假设_______(填“成立”或“不成立”)。
(6)针对假设l,你对实验的处理意见是________________。
用软锰矿(主要成分为MnO2)生产高锰酸钾产生的锰泥中,还含有18%的MnO2、3%的KOH(均为质量分数),及少量Cu、Pb的化合物等,用锰泥可回收制取MnCO3,过程如图:
(1)用软锰矿(主要成分为MnO2)生产高锰酸钾过程中,粉碎软锰矿的主要目的是______。
(2)锰泥中加入H2SO4、FeSO4混合溶液,反应的离子方程式是:__。
(3)经实验证明:MnO2稍过量时,起始H2SO4、FeSO4混合溶液中c(H+)/<0.7时,滤液1中能够检验出有Fe
;
≥0.7时,滤液1中不能检验出有Fe2+。根据上述信息回答①、②、③:
①检验Fe2+是否氧化完全的实验操作是:__________________________。
②生 产时H2SO4、FeSO4混合溶液中c(H+)/c(Fe2+)控制在0.7~1之间,不宜过大,请结合后续操作从节约药品的角度分析,原因是:______。
③若c(H+)/c(Fe2+)>1,调节c(H+)/c(Fe2+)到0.7~1的最理想方法是:______(填序号)
a.NaOH溶液 b.铁粉 c.MnO
(4)写出滤液2中加入过量NH4HCO3反应的离子方程式:_______。
(5)上述过程锰回收率可达95%,若处理1740 kg的锰泥,可生产MnCO3__________kg(已知相对分子质量:MnO2 87;MnCO3 115)。
为测定碱式碳酸钴[COx(OH)y(CO3)z]的化学组成,研究性学习小组的同学设计了如图所示的装置进行实验探究。已知:碱式碳酸钴受热时可分解生成三种氧化物。
(1)按如图所示装置组装好仪器,并___________;称取3.65g样品置于硬质玻璃管内,加热,当乙装置中_______(填实验现象),停止加热;打开活塞a,缓缓通入空气数分钟,通入空气的目的是__________。
(2)某同学认为上述实验中存在一个缺陷,该缺陷是_________。
(3)通过正确实验测得乙、丙装置增重分别为0.36g、0.88g,则该碱式碳酸钴的化学式为__________。
(4)CoCl2·6H2O常用作多彩水泥的添加剂。以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取COCl2·6H2O的一种工艺如下:
已知:25℃时
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
CO(OH)2 |
Al(OH)3 |
开始沉淀(pH) |
2.3 |
7.5 |
7.6 |
3.4 |
完全沉淀(pH) |
4.1 |
9.7 |
9.2 |
5.2 |
①净化除杂时,加入H2O2发生反应的离子方程式为______________;
②加入CoCO3调pH为5.2~7.6,则操作I获得的滤渣成分为_________;
③加盐酸调整pH为2~3的目的为___________;
④操作Ⅱ过程为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。
草酸亚铁和草酸铁常用作照相显影剂或制药工业。I.某化学兴趣小组的同学进行草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)分解产物的实验探究。他们设计了如下装置进行实验(夹持装置未画出),干燥管B、G中装有无水氯化钙,试管D、F、I中盛有澄清石灰水。
(1)烧瓶A中盛有饱和NH4C1和饱和NaNO2的混合液,常用于实验室制N2,则该反应的化学方程式为_____________________________。
(2)实验时先打开活塞a,并加热烧瓶A一段时间,其目的是___________________。
(3)①试管D中出现浑浊,证明分解产物中有____________存在。
②证明分解产物中存在CO的现象是______________________________。
③要证明分解时产生的另一种气态产物的存在,应该如何改进装置______________。
④将C中充分反心后的固体残余物投入经煮沸的稀硫酸中,固体完全溶解且无气体放出,取反应液加入KSCN溶液无血红色,证明固体产物为_____________(填化学式)。
II.三氯化铁是合成草酸铁的重要原料。已知草酸铁晶体在低温时溶解度较小。
(4)利用工业FeCl3(含杂质)制取纯净的草酸铁晶体【Fe2(C2O4)3·5H2O】的实验流程如下图所示:
①溶液X为浓盐酸,目的是_________________。
②上述流程中FeCl3可用异内醚萃取,其原因是__________________。
③所得Fe2(C2O4)3·5H2O需用冰水洗涤,其目的是___________________。
④为测定所得草酸铁晶体的纯度,实验室中用KMnO4标准溶液滴定生成的H2C2O4,KMnO4标准溶液应置于__________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。