某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O72-转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4 ·4H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下
(1)在25°C下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,作对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验编号 |
初始 pH |
废水样品 体积/mL |
草酸溶液 体积/mL |
蒸馏水 体积/mL |
① |
4 |
|
10 |
30 |
② |
5 |
60 |
10 |
|
③ |
|
60 |
|
20 |
测得实验①和②溶液中的Cr2O72-浓度随时间变化关系如图所示。
(2)实验①和②的结果表明_______________________________;
(3)该课题组队铁明矾[Al2Fe(SO4)4 ·4H2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:Fe2+起催化作用;假设二: ;假设三: ;……
(4)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。(除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。(溶液中Cr2O72-的浓度可用仪器测定)
实验方案(不要求写具体操作过程) |
预期实验结果和结论 |
取_______________________________代替实验①中的铁明矾,控制其他反应条件与实验①相同,进行对比实验 |
反应进行相同时间后 若溶液中的Cr2O72-浓度____________________________则假设一成立; 若溶液中的Cr2O72-浓度____________________________则假设一不成立; |
化学实验有助于理解化学知识,形成化学观念,提高探究与创新能力,提升科学素养。
(1)在实验室中用浓盐酸与MnO2共热制取Cl2并进行相关实验。
①写出该反应的离子方程式_________________________;
②下列收集Cl2的装置正确装置是_________________________;
③将Cl2通入水中,所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是________________________;
④设计实验比较Cl2和Br2的氧化性,操作与现象是:取少量新制氯水和CCl4于试管中,____________
_______________________________________________________________________________________。
(2)某化学兴趣小组为了探究AgNO3的热稳定性,设计了如下实验。
用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体,产生红棕色气体,在装置D中收集到无色气体。当反应结束以后,试管中残留固体为黑色。
①装置B的作用是___________________________。
②经小组讨论并验证该无色气体为O2,其验证方法是_____________________。
【查阅资料】Ag2O和粉末的Ag均为黑色;Ag2O可溶于氨水。
【提出假设】试管中残留的黑色固体可能是:i Ag;ii Ag2O;iii Ag和Ag2O
实验编号 |
操作 |
现象 |
a |
加入足量氨水,振荡 |
黑色固体不溶解 |
b |
加入足量稀硝酸,振荡 |
黑色固体溶解,并有气体产生 |
【实验验证】该小组为验证上述设想,分别取少量黑色固体,进行了如下实验。
【实验评价】根据上述实验,不能确定固体产物成分的实验是___________(填实验编号)。
【实验结论】根据上述实验结果,该小组得出的AgNO3固体热分解的化学方程式为④______________________________。
SO2是一种重要的化工原料,也是引起酸雨污染的重要来源。
(1)某兴趣小组采用如图所示装置制取SO2
①下列实验方案适用如图所示装置制取所需SO2的试剂是_______(填序号)。
A.Na2SO3溶液与稀硝酸 |
B.Na2SO3固体与浓硫酸 |
C.固体硫和氧气 |
D.铜与浓硫酸 |
②a的仪器名称是_______。
③尾气吸收装置的连接顺序是b接( )接 ( )接e。
(2)为了回收利用SO2废气,研究人员研制了利用低品位软锰矿浆(主要成分是MnO2)吸收高温焙烧含硫废渣产生的SO2废气,制备硫酸锰晶体(生产流程,其流程示意图如下:
已知:浸出液的pH<2,其中的金属离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+、Al3+等其他金属离子。有关金属离子形成氢氧化物沉淀时溶液的pH见下表:
请回答:
①含Al3+的盐常用作净水剂,用离子方程式表示其净水原理________________________。
②浸出过程中主要反应的化学方程式是___________________________________________。
③氧化过程中加入MnO2粉的目的是______________________________________________;
反应的离子方程式是_________________________________________________________。
④用石灰浆调节pH,pH应调节的范围是___________________________________。
⑤滤渣的主要成分是____________________________________。
绿矾晶体(FeSO4·7H2O,M=278g/mol)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。实验室利用硫酸厂的烧渣(主要成分为Fe2O3及少量FeS、SiO2),制备绿矾的过程如下:试回答:
(1)操作Ⅰ为(填写操作名称)。
(2) 试剂Y与溶液X反应的离子方程式为。
(3)检验所得绿矾晶体中含有Fe2+的实验操作是。
(4)操作Ⅲ的顺序依次为:、冷却结晶、过滤、 、干燥。
(5)某同学用酸性KMnO4溶液测定绿矾产品中Fe2+含量:
a.称取11.5g绿矾产品,溶解,配制成1000mL溶液;
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.01000mol/L KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。
①步骤a配制溶液时需要的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯、胶头滴管外,还需。
②该同学设计的下列滴定方式,最合理的是(夹持部分略去)(填字母序号)。
③滴定时发生反应的离子方程式为:。
④判断此滴定实验达到终点的方法是;若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视KMnO4溶液液面,其它操作均正确,则使测定结果(填“偏高”“偏低”“无影响”)。
⑤计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为。
达州市渠县境内含有丰富的深层地下食盐资源,食盐是日常生活中的必需品,也是重要的化工原料。
(1)经测定该县深层地下粗盐中含有少量K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质离子,某研究性学习小组在实验室提纯NaCl的流程如下:
所提供的试剂:饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、75%乙醇溶液、CCl4,仪器及用品自选。
①欲除去溶液中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-,选出a操作中所代表的试剂,按滴加顺序依次为
(只填化学式),b步操作的名称是。
②洗涤除去NaCl晶体表面附带的少量KCl,应选用试剂是,用PH试纸测定滤液ⅡPH值的方法是。
(2)用提纯的NaCl配制500mL,2.5mol·L-1的NaCl溶液,所需仪器除烧杯,托盘天平(砝码和镊子),药匙,玻璃棒外,还需要(填仪器名称),应称取NaClg
(3)下列操作会导致所配NaCl溶液浓度偏高的是
A.定容完毕后,盖塞,摇匀,再将容量瓶置于实验台上,发现液面低于刻度线,再添加蒸馏水至刻度线。 | |
B.未将洗涤烧杯内壁的溶液转入容量瓶。 | C.定容时,俯视刻度线。 |
D.转移溶液之前,容量瓶内有少量蒸馏水。 E、称量时,天平指针指向左盘。 |
某化学学习小组借助下列装置(夹持装置已略)及相关试剂粗略测量空气中O2的体积百分数。
(1)实验前用碱液清洗铁钉,再用0.100mol/L的H2SO4溶液浸泡至有气泡产生。用H2SO4溶液浸泡的目的是_____。
(2)为尽量减小误差,下列操作的正确顺序是______(填序号)。
①装人铁钉②插入注射器向铁钉表面滴入适量 NaCl溶液并打开止水夹③将导管口浸入品红溶液④塞 上单孔活塞⑤检查装置气密性
(3)实验中试管内发生的总反应为______;用该实验方案测量空气中O2的体积百分数时应测量的数据是:①导管与试管内部空间总体积,②______。
(4) 实验时发现上述测量过程因反应较慢耗时较长,对其影响因素作如下分析,请补充 写出假设三:
假设一:电解质溶液的PH不同
假设二:NaCl溶液的浓度不同
假设三:
(5)借助上述实验装置,通过调节溶液的pH验证假设一,获得了如下实验数据:
①当pH=2时,没有观察到稳定液柱形成的原因是______
②根据实验数据分析,为缩短实验测定时间,pH的最佳范围是______
③按上述实验装置,设计实验证明假设二。
第一步:___________;
第二步::相同温度下,加入系统表面积的铁钉,组装两套完全相同的上述装置,分别用注射器将NaCl溶液滴入铁钉表面;
第三步:记录形成稳定液柱所用时间和液柱的高度,比较分析数据得出结论。