实验一:某化学小组为比较盐酸和醋酸的酸性,设计了如下实验方案。装置如图:
实验方案:在两试管中分别加入过量镁条,同时将两注射器中的溶液注入相应试管中,观察产生氢气的速率和体积。
(1)盐酸与镁反应的离子方程式为 。
(2)在上述实验方案中有一明显欠缺,该欠缺是 。
(3)在欠缺已经改正的方案下,反应起始时,产生氢气的速率关系应是 ;最终产生氢气的体积关系应是 。
(4)实验中产生的氢气体积比理论值高,可能原因是 。
(5)通过比较起始反应的速率可以得出的结论是 。
(6)除上述方法外,还可以通过其他方法比较盐酸和醋酸的酸性,请写出其中一种更简单的方法
。
实验二:某二元酸(H2B)在水中的电离方程式是: H2B=H++HB- HB- H++B2-
回答下列问题:
(1)请判断H2B是强电解质还是弱电解质?
(2)已知0.1mol·L-1 NaHB溶液的pH=2,则0.1mol·L-1 H2B溶液中氢离子的物质的量浓度应 0.11 mol·L-1(填“<”,“>”或“=”)
(3)在0.1mol/L的Na2B溶液中,下列离子浓度关系式正确的是_______。
A.c(H+)+c(HB-)+c(H2B)="0.1mol/L " B.c(Na+)+c(OH-)=c(H+)+ c(HB-)
C.c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+ c(HB-)+2c(B2-) D.c(Na+)=2c(B2-)+2 c(HB-)
(4)0.1mol/LNaHB溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是_______________________。
碘是人体必需的微量元素之一,有“智力元素”之称。食用加碘食盐可预防碘缺乏病。查阅资料知:①在酸性条件下,I—能被NO3-离子氧化成IO3-离子,被H2O2或O2等氧化成I2;②IO3-离子能被HSO3-离子还原成I2。
请你利用实验室常用仪器和下列限选试剂,依次研究某食盐样品中所加碘的存在形式是I2、I-、IO3-中的哪一种。
限选试剂如下:1.0 mol•L-1HNO3溶液、1.0 mol•L-1 H2SO4溶液、1.0 mol•L-1NaHSO3溶液、3% H2O2溶液、1%淀粉溶液、蒸馏水
Ⅰ.提出假设
假设1:该食盐样品中含I2 ;
假设2:该食盐样品中含I—
假设3:。
Ⅱ.设计方案与实验探究
将适量食盐样品溶于蒸馏水制成溶液,请按要求填写下表
实验步骤 |
预期现象与结论 |
步骤1:取少量上述溶液注入试管中,滴入几滴淀粉溶液振荡。 |
若溶液显,则假设1成立;否则,假设1不成立,再进行步骤2 |
步骤2: |
若溶液显蓝色,则假设2成立,反应的离子方程式为;否则,假设2不成立,再进行步骤3 |
步骤3: |
Ⅲ.问题与思考
纯的KIO3或KI都可以作为食用加碘盐中碘的来源。从化学角度来看,试验中添加(填“KIO3”或“KI”)更好;理由是。
MgSO4•7H2O在医药上常用做泻药,工业上可用氯碱工业中的一次盐泥为原料生产。已知一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分。其主要工艺如下:
用H2SO4调节溶液PH至1~2,H2SO4作用是 。
(2)加NaClO溶液至PH=5~6并加热煮沸5~10分钟,沉淀2中主要含有MnO2和另外两种难溶物,这两种难溶物的化学式分别为、;其中NaClO溶液将MnSO4转化为MnO2的离子方程式为 。
(3)检验滤液Ⅱ中是否含有Fe3+的实验方法是。
(4)“操作X”是将溶液、、过滤洗涤,即得到MgSO4•7H2O晶体。
(5)准确称量制得的样品5g,用200mL水溶解,加入2 mol•L—1的盐酸5mL,在不断搅拌下滴加足量2 mol•L—1 BaCl2溶液,充分反应后,得沉淀4.46g,则样品纯度为。
三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。该小组同学查阅资料知,固体产物中铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3,产生的气体中含有CO、CO2。
请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。
限选试剂:①蒸馏水②3%H2O2溶液③氧化铜④1.0mol/L盐酸⑤浓硫酸⑥1.0mol/LNaOH溶液⑦澄清石灰水⑧0.5 mol/LCuSO4溶液⑨2%KSCN溶液⑩苯酚溶液
I.若用一套连续实验装置检验气体产物中CO的存在,并验证检验过程中有CO2生成,应选用的试剂为(按先后顺序把所选试剂的标号填入空格内)。
Ⅱ.探究固体产物中铁元素的存在形式。
(1)提出合理假设
假设1:只有Fe;
假设2:只有FeO;
假设3:
(2)设计实验方案并实验验证
步骤1:取适量固体产物于试管中,加入足量蒸馏水溶解,过滤分离出不溶固体。
步骤2:取少量上述不溶固体放人试管中,加入足量溶液,充分振荡。若固体无明显变化,则假设成立;若有暗红色固体生成,则反应的离子方程式为。
步骤3:取步骤2所得暗红色固体于试管中,滴加过量,振荡后静置。若溶液基本无色,则假设成立;若溶液呈,则假设3成立。
(3)问题讨论
若固体产物中FeO含量较少,用步骤3方法难以确定。请你设计实验方案证明假设3成立(写出实验的操作步骤、现象与结论):
Ⅲ.拓展与延伸
有资料介绍“在含Fe2+的溶液中,先滴加少量新制饱和氯水,然后滴加KSCN溶液,溶液呈红色;若再滴加过量氯水,却发现红色褪去”。假设溶液中的+3价铁还能被氯水氧化为更高价的FeO42-”,试写出该反应的离子方程式。
草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)呈淡黄色。某课题组为探究草酸业铁晶体的化学性质,进行了一系列实验探究。
(1)向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO4溶液,振荡,发现溶液颜色逐渐变为棕黄色,并检测到二氧化碳气体生成。这说明草酸亚铁晶体具有(填“氧化性”、“还原性”或“碱性”)。若反应中消耗1 mol FeC2O4·2H2O,则参加反应的KMnO4为mol。
(2)资料表明:在密闭容器中加热到一定温度时,草酸亚铁晶体可完全分解,生成几种氧化物,残留物为黑色固体。课题组根据课本上所介绍的铁的氧化物的性质,对黑色固体的组成提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:全部是FeO
假设二:
假设三:
(3)为验证上述假设一是否成立,课题组进行如下研究。
【定性研究】请你完成下表中内容。
实验步骤(不要求写出具体操作过程) |
预期实验现象和结论 |
取少量黑色固体, |
【定量研究】课题组在文献中查阅到,FeC2O4·2H2O受热分解时,固体质量随温度变化的曲线如下图所示,写出加热到400℃时,FeC2O4·2H2O晶体受热分解的化学方程式为:。
根据图象,如有1.0 g草酸亚铁晶体在坩埚中敞口充分加热,最终残留黑色固体的质量大于0.4 g。某同学由此得出结论:假设一不成立。你是否同意该同学的结论,并简述理由:
甲、乙两个实验小组分别利用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应进行研究外界因素对反应速率的影响。设计实验方案如下:
甲组:通过测定生成CO2气体体积的方法来比较化学反应速率的大小。
实验装置如图,实验时分液漏斗中A溶液一次性放入B溶液中
(注:实验中所用KMnO4溶液均已加人相同量H2SO4):
序号 |
A溶液 |
B溶液 |
① |
2 mL 0.1mol/LH2C2O4溶液 |
4 mL0.01mol/LKMnO4溶液 |
② |
2 mL 0.2mol/LH2C2O4溶液 |
4 mL0.01mol/LKMnO4溶液 |
(1)如何检查该装置的气密性:。
(2)写出当锥形瓶中加入A溶液后发生的反应的离子方程式(提示:H2C2O4为弱酸):。
(3)该实验探究的是对化学反应速率的影响。分析所给实验仪器,实现该实验目的还欠缺的仪器:。你将如何比较①②组化学反应速率大小?你的操作是。
乙组:通过测定单位时间内KMnO4溶液浓度变化来判定反应速率快慢。
25℃时,40 mL 0.001mol/LKMnO4与38 mL0.1 mol/LH2C2O4和2 mL2.38mol/LH2SO4混合液共80 mL中KMnO4的浓度及对应时段的平均反应速率数据:
时间(min) |
4 |
8 |
12 |
16 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
c(KMnO4)(10-4mol/L) |
4.58 |
4.02 |
3.36 |
2.25 |
0.72 |
0.43 |
0.23 |
0.16 |
0.13 |
υ(KMnO4) (10-4mol/(L·min) |
υ |
0.14 |
0.17 |
0.28 |
0.32 |
0.29 |
0.20 |
0.07 |
0.03 |
(4)完成上表中υ=×10-4mol/(L·min)。
问题讨论:已知该实验过程中溶液温度几乎不变,但是依据实验数据发现开始阶段速率却在增大。
①你认为引起该反应速率增大的因素是。
②请设计实验证明你的观点,写出实验步骤及结论:
实验步骤及结论: |