以下是某学习小组对乙二酸的某些性质进行研究性学习的过程:
[研究课题]探究乙二酸的某些性质
[查阅资料]乙二酸(HOOC-COOH)俗称草酸,其主要物理常数如下:
名称 |
乙二酸 |
乙二酸晶体 |
分子式 |
H2C2O4 |
H2C2O4·2H2O |
颜色状态 |
无色固体 |
无色晶体 |
溶解度(g) |
8.6(20℃) |
— |
熔点(℃) |
189.5 |
101.5 |
密度(g·cm-3) |
1.900 |
1.650 |
又知:
草酸在100℃时开始升华,157℃时大量升华,并开始分解。
草酸钙不溶于水。
草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊。
草酸蒸气在低温下可冷凝为固体。
根据上述材料提供的信息,回答下列问题:
[提出猜想]
(猜想一)根据草酸晶体的组成对其分解产物进行猜想
设计方案:
(1)该小组同学猜想其产物为CO、CO2和H2O,请用下列装置组成一套探究实验装置(草酸晶体分解装置略,装置可重复使用,连接导管略去)。
A中水槽装冰水混合物、B中装氧化铜、C中装无水硫酸铜,D中装澄清石灰水、E中装碱石灰
请回答下列问题:
①装置的连接顺序为:A→_____________________________________________。
②检验产物中CO的实验现象是____________________________________________________________
③整套装置是否存在不合理之处, (填是或否),若有该如何解决___________________________________________________________________________
(猜想二)乙二酸具有弱酸性
设计方案:
(2)该小组同学为验证草酸具有弱酸性设计了下列实验,其中能达到实验目的是______(填字母)。
A.将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色
B.测定相同浓度的草酸和硫酸溶液的pH
C.测定草酸钠(Na2C2O4)溶液的pH
D.将草酸溶液加入Na2CO3溶液中,有CO2放出
(猜想三)乙二酸具有还原性
设计方案:
(3)该小组同学向用硫酸酸化的KMnO4溶液中滴入过量的草酸溶液,发现酸性KMnO4溶液褪色,从而判断草酸具有较强的还原性。配平该反应的离子方程式:
___MnO4-+___H2C2O4 +___H+ ===___Mn2+ +___CO2↑+___H2O
(4)利用上述原理可定量测定某草酸晶体样品(含有H2C2O4·2H2O及其它一些杂质)中H2C2O4·2H2O的含量。
方法是:称取该样品0.12 g,加适量水完全溶解,然后用0.020 mol·L-1
的酸性KMnO4溶液滴定至终点(杂质不参与反应),滴定前后滴定管中的液面读数如图所示(单位:mL),则该草酸晶体样品中H2C2O4·2H2O的质量分数为_____________。
(已知相对原子质量:Mr(H2C2O4·2H2O)=126)
(8分)相对分子质量由小到大排列的X、Y、Z三种气体单质,组成这三种单质的元素分别位于不同的短周期。在一定条件下,X与Y化合生成M;X与Z化合生成N;M能与N化合生成A。实验室可分别用如图所示的发生装置制取X、Z和M(夹持装置已略)。
(1)制取X、Z、M的发生装置分别是(填写序号)X:________;Z:________;M:________。
(2)X、Y、Z三种单质分别是X:________;Y:________;Z:________。
(3)A的电子式是________,A中含有的化学键类型有__________________。
(4)已知Z能与M在常温下反应生成Y,同时有白烟产生。反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
用下图所示装置进行Z与M在常温下反应的实验,并收集Y。
①若从A中逸出的气体含有Z,则通入反应装置A中的Z和M的物质的量之比应满足________。
②若从A中逸出的气体无论含有Z或M,经洗气瓶B后,均能被吸收,则洗气瓶B中试剂与Z、M反应的离子方程式分别是__________________;__________________。
某同学设计了以下流程来检验碳酸钠粉末中可能含有少量氯化钠和氢氧化钠中的一种或两种杂质。
(1)步骤1所需玻璃仪器是;步骤3的操作名称是
(2)对检验碳酸钠粉末中可能含有的杂质提出合理假设:
假设1:只含有氯化钠
假设2:只含有
假设3:氯化钠和氢氧化钠都含有
(3)设计实验方案,进行试验。
限选以下试剂:氯化钡溶液、硝酸钡溶液、酚酞试液、稀硝酸、稀盐酸、稀硫酸、硝酸银溶液。回答下列问题:
①加入过量试剂A的名称是_______________________。
②填写下表:
实验步骤 |
预期现象和结论 |
步骤4: |
|
步骤5: |
(16分)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,
请回答:
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ,在导线中电子流动方向为 (用a、b 表示)。
(2)负极反应式为 。
(3)电极表面镀铂粉的原因为
(4)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。因此,大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:
Ⅰ.2Li+H2="2LiH" Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是 ,反应Ⅱ中的氧化剂是 。
②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L(标准状况)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为 。
③由②生成的LiH与H2O作用放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为 mol。
钛是一种重要的金属,工业上用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制钛白粉(TIO2 ) , TiO2常通过两种方法可制得 Ti。
其中, 2H2SO4+ FeTiO3 = TiOSO4+ FeSO4+ 2H2O 。回答下列问题。
(l)净化钛矿石时,需用浓氢氧化钠溶液来处理,该过程中发生反应的化学方程式有:
SiO2+2NaOH =Na2SiO3 + H2O 和
(2)滤液①中的溶质主要是 FeSO4,检验其中Fe2+的方法是:.
(3)从 TiOSO4→H2TiO3需要加热,则加热的目的是:。
(4)电解 TiO2来获得 Ti 是以 TiO2作阴极,石墨为阳极,熔融CaO为电解液,用碳块作电解槽池。其阴极反应的电极反应式为:.
(5)从化学平衡的角度解释:往TiO2和Cl2反应体系中加人焦炭后,能使反应 TIO2(s) + 2C12(g)TICl4(l) +O2(g)顺利进行的原因是:
某研究性学习小组利用如图所示装置完成有关实验。
【实验一】快速制氨气
(1)用装置I快速制氨气,则装置I的a仪器中可加入浓氨水,b仪器中加入。装置Ⅱ从管口进气可作为氨气的收集装置。
【实验二】收集NO
(2)利用装置Ⅱ可收集NO,试简述操作方法:。
【实验三】比较硫、碳、硅三种元素的非金属性强弱
(3)设计实验,完成下列表格(可以不填满,也可以再加行)
装置序号 |
仪器中所加物质名称 |
现象 |