( 14分)为了探究浓度对硫酸氧化性的影响,某学习小组进行了以下探究活动:
[探究一]
称取无锈铁钉(碳素钢)12.0g放入30.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
(1)甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+,请选择下列试剂,设计简单的实验方案(简述操作过程、现象和结论) 。
(供选用试剂:.KSCN溶液,氯水,铁粉,.浓氨水,酸性KMnO4溶液。)
(2)乙同学为了测定气体Y中SO2的含量,设计如下三种方案:
方案I:取672mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体4.66g。
方案II:向VmL c mol·L-1酸性高猛酸钾溶液中缓慢通入Y气体aL(标准状况),溶液恰好完全褪色。
方案III:取VL(标准状况)气体Y缓慢通入足量的氢氧化钡溶液中,充分反应后,过滤、洗涤、烘干,称得固体质量为mg。
其中不合理的方案是 ,理由是 。
[探究二]
分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含量有H2和CO2
气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持装置已省略)。
(3)装置A中试剂的作用是 。
(4)简述确认气体Y中含有CO2的实验现象: 。
(5)有同学根据“F干燥管无水硫酸铜是否变蓝色”确认Y气体中是否有氢气,你认为是否可靠? (填“可靠”或“不可靠”),简述理由: 。
有趣的化学实验能激发学生学习化学的兴趣,提高学习积极性,同时也活跃课堂气氛。在中学化学教材中,可以挖掘许多有趣的实验,例如:
Ⅰ.[火球游泳]水火不相容,这是人们公认的常识,从来没有看见过火球能在水面上游来游去。然而,某化学兴趣小组的同学,做了一个“火球游泳”小魔术。他在一个100毫升的烧杯里面装上自来水,然后用镊子将一块豆粒大的金属钾,轻轻地放在烧杯里,这时,烧杯里的水面上立刻生成个火球,这个火球在水面上滚来滚去,同时发生嗤嗤的响声,场景十分壮观。
Ⅱ.[“蓝瓶子”实验]在250 mL平底烧瓶中依次加入2 g氢氧化钠、100 mL蒸馏水、2 g葡萄糖(粉末),振荡使其溶解。滴入4~6滴0.2%的亚甲基蓝溶液,塞上瓶塞(如图),振荡烧瓶,溶液呈蓝色。静置,约3分钟后蓝色消失,变为无色。再次振荡,无色溶液又呈蓝色。可反复多次。已知:亚甲基蓝容易被还原。根据上述实验,回答下列问题:
(1)实验室中金属钾应保存在______________________,原因是________________________________;化学兴趣小组的同学取出一小粒金属钾的操作是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)写出Ⅰ中金属钾发生反应的离子方程式: __________________________________
________________________________________________________________________。
(3)为探究“蓝瓶子”实验是什么原因引起的,某同学做了以下实验:
A.从烧瓶中取出溶液注满一支试管,塞上橡皮塞。试管中的溶液由蓝色变为无色,再振荡试管溶液不能变蓝。
B.在原烧瓶中经A处鼓入空气,溶液又慢慢变蓝了。静置片刻后,蓝色又消失。再次鼓入空气,又慢慢变蓝。
C.为了进一步弄清是何种成分引起的,他又继续探索。从A处改通纯净的N2、CO2,都不能使烧瓶中的无色溶液变蓝。把制得的氧气从A处通入,发现上述无色溶液慢慢变为蓝色。
到此为止,“蓝瓶子”实验原理有了科学结论,请你总结“蓝瓶子”实验的变色原理:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
“碘钟”实验中,3I-+S2O82-===I3-+2SO42-的反应速率可以用I3-与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。某探究性学习小组在20 ℃下进行实验,得到的数据如下表:
| 实验编号 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
| c(I-)/mol·L-1 |
0.040 |
0.080 |
0.080 |
0.160 |
0.120 |
| c(S2O82-)/mol·L-1 |
0.040 |
0.040 |
0.080 |
0.020 |
0.040 |
| t/s |
88.0 |
44.0 |
22.0 |
44.0 |
t1 |
回答下列问题:
(1)该实验的目的是_____________________________________________________________。
(2)显色时间t1=________。
(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40 ℃下进行编号③对应浓度的实验,显色时间t2的范围为________(填字母)。
A.<22.0 s B.22.0~44.0 s
C.>44.0 s D.数据不足,无法判断
(4)通过分析比较上表数据,得到的结论是____________________________________
________________________________________________________________________。
影响化学反应速率的因素很多,某校化学小组用实验的方法进行探究。
实验一:他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 mol·L-1、2 mol·L-1、18.4 mol·L-1)设计实验方案来研究影响反应速率的因素。
甲同学的实验报告如下表:
| 实验步骤 |
现象 |
结论 |
| ①分别取等体积的2 mol·L-1的硫酸于试管中 ②____________ |
反应速率Mg>Fe,Cu不反应 |
金属的性质越活泼,反应速率越快 |

(1)甲同学表中实验步骤②为____________________________。
(2)甲同学的实验目的是____________________________________________________
________________________________________________________________________;
要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是____________。乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,利用如图所示装置进行定量实验。
(3)乙同学在实验中应该测定的数据是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是____________
________________________________________________________________________,
该实验中不选用某浓度的硫酸,理由是______________________________________
________________________________________________________________________。
实验二:已知 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,发现开始一段时间,反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。
(5)针对上述实验现象,丙同学认为KMnO4与H2C2O4反应放热,导致溶液温度升高,反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是______________的影响。
(6)若用实验证明你的猜想,除高锰酸钾酸性溶液、草酸溶液外,还需要选择的试剂最合理的是________(填字母)。
A.硫酸钾 B.硫酸锰
C.二氯化锰D.水
某实验小组在进行双氧水分解的实验时发现:大家取不同浓度的双氧水及不同质量的二氧化锰进行的实验,产生气体的速率都不相同,那么过氧化氢分解的最佳催化条件是什么呢?他们决定进行探究。
(1)用下列简图,画出实验装置(含试剂)示意图。
(2)小组经过实验,取得如下数据:
X YZ |
0.1 g |
0.3 g |
0.5 g |
| 1.5% |
223 s |
67 s |
56 s |
| 3.0% |
308 s |
109 s |
98 s |
| 4.5% |
395 s |
149 s |
116 s |
(说明:表中X是二氧化锰的质量;Y是指反应停止时的时间;Z是双氧水的质量分数)分析表中数据回答下列问题:
①相同浓度的双氧水的分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。
②从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入________g的二氧化锰为较佳选择,理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③该小组的小茂同学分析上述数据后得出“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水的浓度越小,所需要的时间就越小,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确?________,理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
氧化还原滴定实验同中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。现有0.001 mol·L-1酸性KMnO4溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液。反应的离子方程式是2MnO4-+5HSO3-+H+]2Mn2++5SO42-+3H2O。填空回答问题:
(1)该滴定实验所需仪器为下列中的__________。
| A.酸式滴定管(50 mL) | B.碱式滴定管(50 mL) |
| C.量筒(10 mL) | D.锥形瓶 E.铁架台 F.滴定管夹 |
G.烧杯 H.白纸 I.胶头滴管 J.漏斗
(2)不用________(填“酸”或“碱”)式滴定管盛放高锰酸钾溶液。试分析原因:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)选何种指示剂,说明理由
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)滴定前平视KMnO4液面,刻度为a mL,滴定后俯视液面刻度为b mL,则(b-a)mL比实际消耗KMnO4溶液体积________(填“多”或“少”)。根据(b-a)mL计算得到的待测浓度,比实际浓度________(填“大”或“小”)。