KMnO4溶液常用作氧化还原反应滴定的标准液,由于KMnO4的强氧化性,它的溶液很容易被空气中或水中的某些少量还原性物质还原,生成难溶性物质MnO(OH)2,因此配制KMnO4标准溶液的操作如下所示:①称取稍多于所需量的KMnO4固体溶于水中,将溶液加热并保持微沸1 h;②用微孔玻璃漏斗过滤除去难溶的MnO(OH)2;③过滤得到的KMnO4溶液贮存于棕色试剂瓶并放在暗处;④利用氧化还原滴定方法,用基准试剂(纯度高、相对分子质量较大、稳定性较好的物质)溶液标定其浓度,KMnO4在滴定中被还原成Mn2+。请回答下列问题:
(1) 准确量取一定体积的KMnO4溶液需要使用的仪器是____________。
(2) 在下列物质中,用于标定KMnO4溶液的基准试剂最好选用________(填序号)。
A.质量分数为30%的双氧水 | B.FeSO4 | C.摩尔盐 | D.Na2SO3 |
(3) 本实验也可采用H2C2O4·2H2O做基准试剂,准确称取W g H2C2O4·2H2O溶于水配成500 mL溶液,取25.00 mL置于锥形瓶中,用KMnO4溶液滴定至终点的实验现象为 ,若消耗KMnO4溶液V mL。KMnO4溶液的物质的量浓度为________mol·L-1。
(4) 采用H2C2O4·2H2O做基准试剂的氧化还原滴定在室温时反应很慢,所以反应需要在70~80 ℃条件下进行,但温度更高会导致草酸分解产生气体,写出草酸分解的化学反应方程式 ,若如此所测得的高锰酸钾标准液浓度会 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。即使控制70~80 ℃条件,一开始滴定时反应仍然较慢,若滴加KMnO4溶液过快的话,会造成KMnO4溶液浓度局部过高而分解,因此在开始几滴操作时应 ,在滴入几滴KMnO4溶液之后,反应速率会迅速加快,该滴定操作也可相应加快,反应速率加快的原因是 。
(5)若用放置两周后的KMnO4标准溶液去测定水样中Fe2+的含量,测得的Fe2+浓度值将________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组用碳素钢(即铁和碳的合金)进行了以下探究活动:
【探究一】
(1)常温下,工业上用铁质容器盛放冷的浓硫酸,其原因是。
(2)称取碳素钢6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+之外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+,应选用(选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液
c.浓氨水d.酸性KMnO4溶液
②乙同学取560mL(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,由此可求算气体Y中SO2的体积分数。
写出探究②中出现的所有离子反应方程式。
【探究二】
根据上述实验中SO2体积分数的分析,丙同学认为气体Y中还可能含有Q1和Q2两种气体,其中Q1气体,在标准状况下,密度为0.0893g·L-1。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略,假设有关气体完全反应)。
(3)装置B中试剂的作用是。
(4)分析Y气体中的Q2气体是如何生成的。(用化学方程式表示)。
(5)为确认Q2的存在,需在装置中添加洗气瓶M于(选填序号)。
a.A之前 b.A-B间 c.B-C间d.C-D间
(6)如果气体Y中含有Q1,预计实验现象应是。
下图为苯和溴的取代反应的改进实验装置图。其中A为具支试管改制成的反应容器,在其下端开了一小孔,塞好石棉绒,再加入铁屑粉少量。
填写下列空白:(注:溴苯与NaOH溶液不反应)
(1)向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液,几秒钟内就发生反应。写出A中所发生反应的化学方程式(有机物写结构简式)_____________。
(2)试管C中苯的作用是________;反应开始后,观察D和E试管,看到的现象为D中_________ ;E中;
(3)反应2 min至3 min后,在B中的NaOH溶液可观察到的现象是。
(4)在上述整套装置中,具有防倒吸的仪器有_______(填字母)
(5)改进后的实验除①步骤简单,操作方便,成功率高;②各步现象明显;③对产品便于观察这3个优点外,还有一个优点是_______________。
酯是重要的有机合成中间体,请回答下列问题:
(1)实验室制取乙酸乙酯的化学方程式为:_____________________。
(2)欲提高乙酸的转化率,可采取的措施有__________________________________、
_____________________________________________等。
(3)若用下图所示的装置来制取少量的乙酸乙酯,产率往往偏低,其原因可能是:___________、
__________________。
(4)实验时可观察到锥形瓶中有气泡产生,用离子方程式表示产生气泡的原因:。
(5)此反应以浓硫酸作为催化剂,可能会造成产生大量酸性废液,催化剂重复使用困难等问题。现代研究表明质子酸离子液体可作此反应的催化剂,实验数据如下表所示(乙酸和乙醇以等物质的量混合):
同一反应时间 |
同一反应温度 |
||||
反应温度/℃ |
转化率(%) |
选择性(%) |
反应时间/h |
转化率(%) |
选择性(%) |
40 |
77.8 |
100 |
2 |
80.2 |
100 |
60 |
92.3 |
100 |
3 |
87.7 |
100 |
80 |
92.6 |
100 |
4 |
92.3 |
100 |
120 |
94.5 |
98.7 |
6 |
93.0 |
100 |
(说明:选择性100%表示反应生成的产物是乙酸乙酯和水)
①根据表中数据,下列________(填编号),为该反应的最佳条件。
A.120℃,4h B.80℃,2h C.60℃,4h D.40℃,3h
②当反应温度达到120℃时,反应选择性降低的原因可能是_________________。
过氧化镁MgO2易溶于稀酸,溶于酸后会产生过氧化氢,在医学上可作为“解酸剂”等。过氧化镁产品中常会混有一定量的MgO,实验室可通过多种方案测定样品中过氧化镁的含量。某研究小组拟用下图装置测定一定质量的样品中过氧化镁的含量。
(1)实验前需进行的操作是:,稀盐酸中加入少量FeCl3溶液的作用是:。
(2)用恒压分液漏斗的优点有:①;②。
实验结束时,待恢复至室温,先,再平视刻度线读数。实验室还可通过下列两种方案来测定样品中过氧化镁的含量:
方案I:取a g样品,加入足量稀盐酸,充分反应后再加入 NaOH溶液至Mg2+沉淀完全,过滤、洗涤后,将滤渣充分灼烧,最终得到b g固体。
(3)推算该样品中过氧化镁的质量分数(用含a、b的表达式表示)。
方案Ⅱ:称取0.1 g样品置于某定量用锥形瓶中,加入15 mL0.6 mol/LKI溶液和足量盐酸,摇匀后在暗处静置5 min,然后用0.1000 mol/L Na2S2O3溶液滴定,滴定到终点时共消耗28.50 mL Na2S2O3溶液。(已知:I2+2Na2S2O3→Na2S4O6+2NaI)
(4)该实验在滴定前需加入少量作指示剂;判断到达滴定终点的现象是;
(5)推算该样品中过氧化镁的质量分数为。
水中因含有机物而具有较高的化学耗氧量。常用酸性KMnO4氧化有机物测其含量。主要操作步骤如下:
(1)仪器A为(填酸式或碱式)滴定管;要顺利完成实验,步骤Ⅲ中溶液颜色应为。
(2)完善步骤Ⅳ涉及的离子方程式:
C2O42—+MnO4—+=Mn2++CO2↑+
该步骤中KMnO4溶液紫色会逐渐褪去.某探究小组测得某次实验(恒温)时溶液中Mn2+物质的量与时间关系如图.
请解释n(Mn2+)在反应起始时变化不大、一段时间后快速增大的原因:
(3)若步骤Ⅳ中所用Na2C2O4溶液为20.00ml,已知滴定后的液面如图所示,请写出滴定前的液面读数。
(4)若实验测量结果比实际有机物含量偏高,分别从以下两个方面猜想:
猜想1:水样中Cl—影响
猜想2:配制Na2C2O4标液定容时。
(5)若猜想1成立,请根据资料卡片补充完善上述实验以消除Cl—影响。(限选试剂:AgNO3溶液、Ag2SO4溶液、KMnO4溶液、Na2C2O4溶液)。
资料卡片:
1、有机物可被HNO3氧化。
2、AgCl不与酸性KMnO4溶液反应。
3、Ag2C2O4可被酸性KMnO4溶液氧化。