(Ⅰ)本世纪是生命科学研究的昌盛时期,科学家研究发现,进入生物体内的氧分子,可接受1个电子转变为超氧阴离子自由基(O2-),进而引发产生一系列自由基。一切需氧生物在其机体内均有一套完整的活性氧系统(抗氧化酶和抗氧化剂),能将活性氧转变为活性较低的物质,机体因此受到保护。人们利用羟胺(NH2OH)氧化的方法可以检测其生物系统中O2-含量,原理是O2-与羟胺反应生成NO2-和一种过氧化物。NO2-在对氨基苯磺酸和α-萘胺作用下,生成粉红的偶氮染体,染体在波长530nm处有显著吸收,且其吸收值与c(NO2-)成正比,从而可计算出样品中的O2-含量。某实验室用以上方法处理后测得溶液中c(NO2-)=2.500×10-3 mol∙L-1。
⑴ 请根据测定原理写出有关反应的离子方程式 ▲ ;
⑵ 计算该样品此时c(O2-) = ▲ ;
⑶ 如用羟胺氧化法测定O2-时,将其生成的过氧化物作为检测物,若选用氧化还原法进行定量分析(用KMnO4标准溶液进行滴定)
① 请写出其测定原理的反应方程式 ▲ ;
② 测定所用的主要玻璃仪器为 ▲ ,通过观察 ▲ 的现象可确定测定反应是否进行完全。
(Ⅱ)水中的NO2-是含氮有机物分解的产物,其浓度的大小是水源污染的标志之一。检测水中的NO2-可用比色法,其步骤是:
a. 配制标准溶液:称取0.30gNaNO2,溶于水后在容量瓶中稀释至1L得溶液A,移取5mL溶液A,稀释至1L,得溶液B。
b. 配制标准色阶:取6只规格为10mL的比色管(即质地、大小、厚薄相同且具塞的平
底试管),分别加入体积不等的溶液B,并稀释至10mL,再加入少许(约0.3g)对苯磺酸粉末,实验结果如下表所示:
色阶序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
加入溶液B的体积(mL) |
0 |
2.0 |
4.0 |
6.0 |
8.0 |
10.0 |
反应后溶液颜色 |
由无色变为由浅到深的樱桃红色 |
c. 检测:取10mL水样倒入比色管中,加少许对氨基苯磺酸,显色后与标准色阶对比。请填写以下空白:
① 比色法的基本依据是 ▲ ;
② 若水样显色后与色阶中的5号颜色相同,则表明水样中NO2-含量为 ▲ mg/L。
③ 用NaNO2直接配制溶液B的缺点是 ▲ 。
④ 如果水样显色后比6号还深,应采取的措施是 ▲ 。
该学习小组通过查阅资料发现用KClO3和浓盐酸也可以制备氯气。为此该小组利用下图装置在实验室制取Cl2并探究其有关性质:
(1)装置A中存在一处错误,改正这处错误:。
(2)写出装置A中发生反应的化学方程式:。
(3)为了除去氯气中的氯化氢,需要在.A、B之间装置中添加装置E,装置E中所盛装的试剂为。为了探究使有色布条褪色的是氯气还是氯气与水反应的生成物,需要在整套装置中添加装置E,其中加入浓硫酸,装置E在整套装置中的添加位置为(选填序号)。
a A、B之间 b.B、C之间
c.C、D之间 d.D之后
(4)取下集气瓶B,将铁丝加热至红热状态,伸入到集气瓶B中,可以观察到的现象是,能检验该反应产物中铁元素的价态的试剂(选填序号,多选)。
a.氯水 b.蒸馏水和铁粉
c.蒸馏水和氢氧化钠溶液 d.蒸馏水和KSCN溶液
(5)另外一个化学学习小组就环境保护方面指出了上述装置的缺陷?并给出了改进措施。该改进措施是:。
某兴趣小组研究SO2气体还原Fe3+、I2,他们使用的药品和装置如下图所示:
(1)SO2气体与Fe3+反应的主要产物是____、。(填离子符号)
(2)下列实验方案可以用于在实验室制取所需SO2的是。
A.Na2SO3溶液与HNO3 | B.Na2SO3固体与浓硫酸 |
C.固体硫在纯氧中燃烧 | D.铜与热浓H2SO4 |
(3)装置C的作用是。
(4)如果有280mL SO2气体(已折算为标态)进入C装置中,则C中,50mL NaOH溶液的浓度至少为mol/L才能达到目的。
(5)在上述装置中通入过量的SO2为了验证A中SO2与Fe3+发生了氧化还原反应,他们取A中的溶液,分成三份,并设计了如下实验:
方案①:往第一份试液中加入KMnO4溶液,紫红色褪去。
方案②:往第一份试液加入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红。
方案③:往第二份试液加入用稀盐酸酸化的BaCl2,产生白色沉淀。
上述方案不合理的是,原因是。
(6)能表明I—的还原性弱于SO2的现象是,写出有关离子方程式:。
农业生产中使用最广泛的磷肥是过磷酸钙,其主要成分是(填化学式);在实际使用中,其不能与草木灰混合施用的原因是(用离子方程式表示)。目前常用的湿法磷肥生产工艺是用硫酸分解磷矿石(主要成分为Ca5(PO4)3F),这样处理的主要目的是。
该生产工艺的有关反应为:
2Ca5(PO4)3F+7H2SO4=Ca3(PO4)2+4H3PO4+7CaSO4+2HF
Ca3(PO4)2+4H3PO4=3Ca(H2PO4)2
生成的氟化氢会和磷矿中带入的二氧化硅反应生成SiF4,若直接排放到空气中,将严重污染环境。某磷肥厂改进工艺,在吸收塔中将SiF4经水吸收后转化为氟硅酸(H2SiF6)溶液和硅胶(SiO2),实现氟的循环使用和硅胶的合理利用,以减小对环境的污染,同时创造经济效益。工艺流程如下:
(1)写出吸收塔中反应的化学方程式____。
(2)该工艺流程中,设计两个吸收塔的目的是。
(3)氟硅酸与磷酸钙和水反应可生成磷酸二氢钙,原理是:
2H2SiF6+Ca3(PO4)2+4H2O=2CaSiF6·2H20 +Ca(H2PO4)2
CaSiF6·2H2O+2H2O=CaF2·SiO2·2H2O+4HF
4HF+Ca3(PO4)2=2CaF2+Ca(H2PO4)2
若利用氟硅酸与磷酸钙和水反应代替硫酸与磷酸钙反应生产Ca(H2PO4)2,理论上lkg氟硅酸可替代_____kg硫酸。
(4)分离得到的硅胶中因含有H2SiF6而称含氟硅胶,含氟硅胶中SiO2易溶于沸腾的氟化铵溶液,得到(NH4)2SiF6溶液,此反应为可逆反应,加入氨水后,二氧化硅重新析出。写出SiO2与氟化铵反应的化学方程式________。
现有某铁碳合金(铁和碳两种单质的混合物),某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数,并探究浓硫酸的某些性质,设计了下图所示的实验装置(夹持仪器已省略)和实验方案进行实验探究。
I测定铁的质量分数:
(1)检查上述装置气密性的一种方法是:关闭分液漏斗的活塞,在E装置后面连上一根导管,然后__________________________________,则证明装置的气密性良好。
(2)称量E的质量,并将a g铁碳合金样品放入装置A中,再加入足量的浓硫酸,待A中不再逸出气体时,停止加热,拆下E并称重,E增重b g。铁碳合金中铁的质量分数为__________________________(写表达式)。
(3)装置C的作用______________________________________________。
(4)甲同学认为,依据此实验测得的数据,计算合金中铁的质量分数可能会偏低,原因是___________________________________________________________。
(5)乙同学按照甲同学认为改进实验,改进方法是______________但测得合金中铁的质量分数却偏高。你认为其中可能的原因是_________________。
Ⅱ探究浓硫酸的某些性质:
(6)往A中滴加足量的浓硫酸,未点燃酒精灯前,A、B均无明显现象,其原因是:________________________________________________。
(7)A中铁与浓硫酸发生反应的化学方程式是_______________________。
氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等,实验室制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下:
已知:①卤块主要成分为MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。
②四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。
(1)过滤所需要的主要玻璃仪器有,加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为。
(2)加入BaCl2的目的是除去SO42-,如何检验SO42-已沉淀完全?答:。
(3)加入NaClO3饱和溶液发生反应为:MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl↓再进一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为:①;②;③;④过滤、洗涤。
(4)产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定:
步骤1:准确称量3.50 g产品配成100 mL溶液。
步骤2:取10 mL于锥形瓶中,加入10 mL稀硫酸和20 mL 1.000 mol·L-1的
FeSO4溶液,微热。
步骤3:冷却至室温,用0.100 mol·L-1 K2Cr2O7溶液滴定至终点,此过程中反应的离子方程式为:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
步骤4:将步骤2、3重复两次,平均消耗K2Cr2O7溶液15.00 mL。
①写出步骤2中发生反应的离子方程式:
②产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数为。