某探究小组用KMnO4酸性溶液与H2C2O4溶液反应过程中溶液紫色消失快慢的方法,研究影响反应速率的因素。实验条件作如下限定:所用KMnO4酸性溶液的浓度可选择0.010 mol·L-1、0.0010 mol·L-1,催化剂的用量可选择0.5 g、0 g,实验温度可选择298 K、323 K。每次实验KMnO4酸性溶液的用量均为4 mL、H2C2O4溶液(0.10 mol·L-1)的用量均为2 mL。
⑴ 请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
实验 编号 |
T/K |
催化剂的用量 / g |
酸性KMnO4溶液的浓度/mol·L-1 |
实验目的 |
① |
298 |
0.5 |
0.010 |
a. 实验①和②探究酸性KMnO4溶液的浓度对该反应速率的影响; b. 实验①和 探究温度对该反应速率的影响; c. 实验①和 探究催化剂对该反应速率的影响。 |
② |
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③ |
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④ |
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⑵ 某同学对实验①和②分别进行了三次实验,测得以下实验数据(从混合振荡均匀开始计时):
实验编号 |
溶液褪色所需时间 t / min |
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第1次 |
第2次 |
第3次 |
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① |
14.0 |
13.0 |
11.0 |
② |
6.0 |
7.0 |
7.0 |
① 实验②中用KMnO4的浓度变化来表示的平均反应速率为 (忽略混合前后溶液的体积变化)。
② 该同学分析上述数据后得出“当其他条件相同的情况下,酸性KMnO4溶液的浓度越小,所需要的时间就越短,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正确 (填“是”或“否”)。他认为不用经过计算,直接根据表中褪色时间的长短就可以判断浓度大小与反应速率的关系,你认为是否可行 (填“是”或“否”),若不可行(若认为可行则不填),请设计可以直接通过观察褪色时间的长短来判断的改进方法: 。
(4分)
实验室进行实验①制乙烯 ②制溴苯 ③石油分馏 ④银镜反应 ⑤制乙酸乙酯
(1)不需要加热的有 ;
(2)需要水浴的有 ;
(3)需要加碎瓷片的有 ;
(4)反应中必须加入浓的有 。
CaCO3广泛存在于自然界,是一种重要的化工原料。某大理石主要成分为CaCO3,另外有少量的不溶于水的亚硫酸盐。实验室用大理石和稀盐酸反应制备CO2气体。下列装置可用于CO2气体的提纯和干燥。
完成下列填空:
(1)用100 mL浓盐酸配制1:1(体积比)的稀盐酸时,需要用量筒量取水mL
(2)为了检验CO2气体中的某种杂质气体有无除尽,上述装置中,A是溶液。
(3)上述装置中,B物质是。
(4)一次性饭盒中石蜡和CaCO3在食物中的溶出量是评价饭盒质量的指标之一,测定溶出量的主要实验步骤设计如下:剪碎、称重→浸泡溶解→过滤→残渣烘干→冷却、称重→恒重
①从物质分类的角度分析,石蜡属于有机物中的类,为了将石蜡从饭盒中溶出,应选用下列试剂中的。
a.氯化钠溶液b.稀醋酸 c.稀硫酸 d 正已烷
②饭盒中的碳酸钙常用稀醋酸将其溶出,试写出其反应的离子方程式。
有难溶于水的粉末状固体样品,可能含Al、Fe2O3、Cu2O、SiO2、Fe3O4中的一种或几种。
研究小组通过实验确定样品的成分。
查阅资料知:Cu2O + 2H+=Cu + Cu2+ + H2O;
实验步骤:
Ⅰ.取一定量样品于烧杯中,加足量NaOH溶液,有气体产生,过滤得固体A和无色溶液B;
Ⅱ.向B中加入稀硫酸,出现白色沉淀,继续滴加稀硫酸至过量,白色沉淀完全溶解;
Ⅲ.向A中加入足量稀硫酸并微热,固体完全溶解,得溶液C;
Ⅳ.向C中加入NaClO至溶液的pH为4~5,产生红褐色沉淀,过滤得到蓝绿色溶液D;
Ⅴ.向D中加入NaOH至溶液的pH为7~8,产生蓝色絮状沉淀。
请回答下列问题。
(1)Ⅰ中产生气体的离子方程式为。
(2)由Ⅰ、Ⅱ知,原样品中一定不存在的物质是。
(3)溶液C中除H+、Cu2+外一定还含有另一种阳离子,为验证存在该阳离子,可选用的试剂为,对应的现象是。
(4)Ⅳ中加NaClO的目的是。
(5)将Ⅳ中得到的溶液D电解,若电路中有0.1mol电子通过,则理论上阴极质量增重g。
(6)由上述实验可以获得结论:原样品所有可能的成分组合为组合1:;组合2:;组合3:(用化学式表示)
用含少量铁的氧化物的氧化铜制取硫酸铜晶体(CuSO4·xH2O)。有如下操作:
已知:在pH为4~5时,Fe3+几乎完全水解而沉淀,而此时Cu2+却几乎不水解。
(1)溶液A中的金属离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+。能检验溶液A中Fe2+的试剂为(填编号,下同)。
a.KMnO4b.(NH4)2Sc.NaOHd.KSCN
(2)欲用(1)中选择的检验试剂测定溶液A中的Fe2+的浓度,下列滴定方式中(夹持部分略去),最合理的是(填序号)。
写出滴定反应的离子方程式 。
⑶在上述流程中,要得到较纯的产品,试剂可选用。
a.NaOH
b.FeO
c.CuO
d.Cu(OH)2
e.Cu2(OH)2CO3
⑷为了测定制得的硫酸铜晶体(CuSO4·xH2O)中的值,某兴趣小组设计了实验方案:称取mg晶体溶于水,加入足量氢氧化钠溶液、过滤、沉淀洗涤后用小火加热至质量不再减轻为止,冷却,称量所得固体的质量为ng。据此计算得
(用含m、n的代数式表示)。
Cl2和H2O2是高中阶段最常见的两种氧化剂,经查阅资料Cl2氧化能力强于H2O2,能将H2O2氧化。为了验证该结论,学生设计了如下图所示的实验装置进行实验(夹持装置略去)。圆底烧瓶A中的反应方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,请回答下列问题。
(1)试管B中饱和食盐水的作用;
(2)试管C中加入5mL 30% 双氧水,发生反应的化学方程式____________________;
(3)试管D中充满10% NaOH溶液,NaOH溶液的作用是;
(4)将浓盐酸注入圆底烧瓶A,当装置中的空气基本排尽后关闭止水夹,反应一段时间后试管D中的现象为,试管D中的气体检验方法为_________________ 。