甲醛是世界卫生组织(WHO)确认的致癌物和致畸物质之一。我国规定:室内甲醛含量不得超过0.08mg·m-3。某研究性学习小组欲利用酸性KMnO4溶液测定空气中甲醛的含量,请你参与并协助他们完成相关学习任务。
测定原理:KMnO4 ( H+)溶液为强氧化剂,可氧化甲醛和草酸。
4MnO4―+5HCHO+H+=4Mn2++5CO2↑+11H2O
2MnO4―+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
测定装置:部分装置如下图所示
I.测定步骤:
①用 量取5.00mL 1.00×10-3mol·L-1 KMnO4溶液于洗气瓶中,并滴入几滴稀H2SO4,加水20mL稀释备用。
②将1.00×10-3 mol·L-1的草酸标准溶液置于酸式滴定管中备用。
③打开 ,关闭 (填“a”或“b”),用注射器抽取100mL新装修的房屋室内空气。关闭 ,打开 (填“a”或“b”),再推动注射器,将气体全部推入酸性高锰酸钾溶液中,使其充分反应。再重复4次。
④将洗气瓶中溶液转移到锥形瓶中(包括洗涤液),再用标准草酸溶液进行滴定,记录滴定所消耗的草酸溶液的体积。
⑤再重复实验2次(每次所取的高锰酸钾溶液均为5.00mL)。3次实验所消耗草酸溶液的体积平均值为12.38mL。
II.交流讨论:⑴计算该居室内空气中甲醛的浓度 mg·m-3,该居室的甲醛 (填是或否)超标。
⑵某同学用该方法测量空气中甲醛的含量时,所测得的数值比实际含量低,请你对其可能的原因(假设溶液配制、称量或量取及滴定实验均无错误)提出合理假设:____________________________________ _(至少答出2种可能性)。
⑶实验结束后,该小组成员在相互交流的过程中一致认为:
①实验装置应加以改进。
有同学提议:可将插入KMnO4溶液的管子下端改成具有多孔的球泡(如下图),有利于提高实验的准确度,其理由是 。
②实验原理可以简化。实验中无需用草酸标准液滴定,可直接抽取室内空气,再压送到洗气瓶中,直至_________________________________________。
碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]可用作净水剂、媒染剂、颜料和药物。工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等),生产碱式硫酸铁的部分工艺如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
(1)反应I中发生的氧化还原反应的离子方程式是__________。
(2)反应II中加入NaHCO3调节体系的pH在____范围内。
(3)反应III中生成的气体遇空气变红棕色,则III中发生反应的离子方程式是_________ 。
(4)反应III中通入氧气可减少NaNO2的用量,若消耗1mol氧气可节约n(NaNO2)=____mol。
(5)用硫酸可知体系的pH。若硫酸加入量过小,溶液生成沉淀;若硫酸加入量过大,不利于产品形成,用化学平衡移动原理分析其原因是_________。
(6)碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)2+离子可发生水解生成Fe2(OH)42+聚合离子,该水解反应的离子方程式是____________。
兴趣小组探究锌片与盐酸、醋酸反应时,浓度或温度对反应速率的影响,他们准备了以下化学用品:0.20mol/L与0.40mol/L的HCl溶液、0.2mol/L与0.40mol/L的CH3COOH溶液、0.10mol/L CuCl2、锌片(形状、大小、质量相同)、秒表、碳棒、导线、烧杯、几支试管和胶头滴管,酸液温度控制为298K和308K.
(1)酸液都取足量、相同体积,请你帮助完成以下面实验设计表(表中不要留空格):
(2)若(1)中实验①锌片消失的时间是20s,则锌片剩余质量与时间关系图如上图.假设:该反应温度每升高10℃,反应速率是原来的2倍;温度相同、浓度相同时,醋酸的平均反应速度是盐酸的1/2.请你在此图中大致画出“实验②”(用实线)、“实验④中醋酸实验”(用虚线)的锌片质量与时间关系曲线.
(3)某实验小组在做(1)中实验④时误加少量0.10mol/L CuCl2溶液,发现反应速率与(1)中实验①接近。该组同学对影响因素提出如下假设,请完成假设三:
假设一:Cu2+对该反应起催化剂作用
假设二:Cl- 对该反应起催化剂作用
假设三:_________________________……
(4)请你设计实验验证上述假设三是否成立,写出实验步骤及预期现象:
实验步骤 |
预期现象 |
聚合氯化铝(化学式为[Al2(OH)nCl6-n•xH2O]m)晶体是一种高效无机水处理剂,下图是实验室模拟工业制备聚合氯化铝晶体的工艺流程,制备原料主要是铝加工行业的废渣铝灰,主要含Al2O3、Al,含有SiO2等杂质.
(1)试剂X(写名称)是____________,操作2包含过滤、_______和干燥。
(2)生产过程中操作1的操作步骤____________________________________。
(3)当m=1时,制备[Al2(OH)nCl6-n•xH2O]m的离子方程式:_____________________________.生产中要严格控制溶液中pH,过小,则氯化铝水解不完全,且m值偏小,产品产量质量会降低.而pH过大,产量也会降低,其原因是_______________________________________.
(4)工业上采用电解装置制取活泼金属铝,若阳极产生的氧气全部与石墨电极反应生成CO和CO2气体,若生产中每生成8.1 gAl,阳极损失石墨3.0g,则理论上产生CO的物质的量是_________________________。
(16分)为检验溶液中是否含有Cl-,某同学采用向溶液中先加HNO3,再加AgNO3,溶液的实验方案,若有白色沉淀生成,则证明有Cl-。对此结论,有人提出了质疑,设计了如下探究性实验。
实验一:向Na2SO4溶液中滴加AgNO3溶液
编号 |
Na2SO4溶液 |
AgNO3溶液 |
现象 |
||
体积/mL |
浓度/(mol·L-1) |
体积/滴 |
浓度/(mol·L-1) |
||
① |
1 |
l |
3 |
2 |
出现大量白色沉淀 |
② |
1 |
1 |
3 |
0.5 |
出现少量白色沉淀 |
③ |
1 |
1 |
3 |
0.1 |
有些许浑浊 |
④ |
1 |
1 |
3 |
0.0l |
无明显变化 |
(1)实验一中产生沉淀的离子方程式为。
(2)学生设计了如下表格,对实验一内容进行理论计算,请帮他完成表格。(表中不要留空格)。
[25℃时Ksp(Ag2SO4)=1.2×10-5,Ksp(AgCl)=1.8×10-10]
编号 |
AgNO3浓度/(mol·L-1) |
稀释后Ag+浓度/(mol·L-1) |
混合液中SO42-的最小理论检出浓度/(mol·L-1) |
① |
2 |
0.2 |
0.0003 |
② |
0.5 |
0.0048 |
|
③ |
0.1 |
0.0l |
0.12 |
④ |
0.001 |
若向l mL某溶液中加入3滴0.1 mol/L AgNO3溶液,分析上面数据,判断下列说法正确的是(填字母序号)。
A.混合液中c(SO42-)=0.1 mol/L时不会产生Ag2SO4沉淀
B.混合液中c(SO42-)="1" mol/L时不会产生Ag2SO4沉淀
C.无论SO42-浓度大小都会产生Ag2SO4沉淀
D.若使用0.01 mol/L AgNO3溶液,可基本排除SO42-对Cl-检验构成的干扰
(3)将实验一中编号③中的理论计算结果与现象对照,发现理论上大部分Ag+应该形成沉淀,这与“有些许浑浊”的现象相矛盾。为探究真相,在实验一的基础上继续设计了以下实验。
实验二:
编号 |
AgNO3溶液 浓度/(mol·L-1) |
现象 |
向沉淀中滴加硝酸后的现象 |
① |
2 |
出现大量白色沉淀 |
滴加稀硝酸,沉淀大量溶解;改加浓硝酸,沉淀较快消失 |
② |
0.5 |
出现少量白色沉淀 |
滴加稀硝酸,沉淀基本消失 |
对于Ag2SO4溶于硝酸的原因提出了如下假设,请完成假设一。(已知:H2SO4===H++HSO4-、
HSO4-H++SO42-;假设二可能的原因是NO3-与Ag+形成配位化合物)
假设一:。
假设二:NO3-对Ag2SO4溶解起作用。
(4)从下列限选试剂中选择适当试剂并设计实验方案,分别验证假设一和假设二是否成立。请写出实验步骤和结论(限选试剂:Ag2SO4固体、浓HNO3、NaNO3饱和溶液、CaSO4固体)。
(5)通过(4)的实验,若证实假设一成立,请用平衡理论解释Ag2SO4溶解的原因。
某校化学兴趣小组为探究FeSO4和NaHCO3的反应,按右图所示操作将NaHCO3溶液滴加到FeSO4溶液中(FeSO4和NaHCO3溶液均用经煮沸后冷却的蒸馏水配制,并在FeSO4溶液中加入少量铁粉)。观察到试管中立即出现白色沉淀,同时有大量无色气体生成。
(1)产生的气体是____(填分子式)。
【查阅资料】FeCO3为白色固体,不溶于水,在干燥空气中稳定,潮湿环境中需较长时间才能被氧化为Fe(OH)3。
(2)关于白色沉淀的成分,小组同学提出如下假设,请补充完成假设3:
假设l:白色沉淀是Fe(OH)2;
假设2:白色沉淀是FeCO3;
假设3:白色沉淀是_____。
(3)若假设1成立,写出生成Fe(OH) 2的化学方程式:_________。
经煮沸后冷却的蒸馏水配制FeSO4和NaHCO3溶液的目的是。某同学认为白色沉淀不可能为Fe(OH)2,你是否同意其观点?____ (填“同意”或“不同意”),理由是________。
(4)请设计一个实验方案验证假设2,写出实验步骤、预期现象和结论,实验所需仪器和药品自选。