氧化剂H2O2在反应时不产生污染物,被称为绿色氧化剂,因而受到人们越来越多的关注。
Ⅰ.某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照下表所示的方案完成实验。
| 实验编号 |
反应物 |
催化剂 |
| ① |
10 mL 2%H2O2溶液 |
无 |
| ② |
10 mL 5%H2O2溶液 |
无 |
| ③ |
10 mL 5%H2O2溶液 |
1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
| ④ |
10 mL 5%H2O2溶液+少量HCl溶液 |
1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
| ⑤ |
10 mL 5%H2O2溶液+少量NaOH溶液 |
1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 |
(1)实验①和②的目的是________。
同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进方法是________(填一种即可)。
(2)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析该图能够得出的实验结论是________。
Ⅱ.资料显示,某些金属离子对H2O2的分解起催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,该实验小组的同学设计了如图所示的实验装置进行实验。
(1)某同学通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢,实验时可以通过测量________或________来比较;
(2)0.1 g MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。解释反应速率变化的原因:________,计算H2O2的初始物质的量浓度为________。(保留两位有效数字,在标准状况下测定)
Ⅲ.(1)为了加深对影响反应速率因素的认识,老师让甲同学完成下列实验:
在Ⅱ中的实验装置的锥形瓶内盛6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同),通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol/L的硫酸,10 s时收集产生的H2体积为50 mL(若折合成标准状况下的H2体积为44.8mL),用锌粒来表示10s内该反应的速率为______g/s;
(2)根据化学反应速率与化学平衡理论,联系化工生产实际,你认为下列说法不正确的是________(填序号)。
A.化学反应速率理论可以指导怎样在一定时间内快出产品
B.勒夏特列原理可以指导怎样使有限原料多出产品
C.催化剂的使用是提高产品产率的有效办法
D.正确利用化学反应速率和化学反应限度都可以提高化工生产的综合经济效益
Na2S2O3俗称大苏打(海波)是重要的化工原料。用Na2SO3和硫粉在水溶液中加热反应,可以制得Na2S2O3。已知10℃和70℃时,Na2S2O3在100g水中的溶解度分别为60.0g和212g。常温下,从溶液中析出的晶体是Na2S2O3·5H2O。
现实验室欲制取Na2S2O3·5H2O晶体(Na2S2O3·5H2O的分子量为248)
步骤如下:
①称取12.6g Na2SO3于烧杯中,溶于80.0mL水。
②另取4.0g硫粉,用少许乙醇润湿后,加到上述溶液中。
③(如图所示,部分装置略去),水浴加热,微沸,反应约1小时后过滤。
④滤液在经过、后析出Na2S2O3·5H2O晶体。
⑤进行减压过滤并干燥。
(1)仪器B的名称是________。其作用是_______________。加入的硫粉用乙醇润湿的目的是。
(2)步骤④应采取的操作是、。
(3)滤液中除Na2S2O3和可能未反应完全的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质。如果滤液中该杂质的含量不很低,其检测的方法是:。
(4)为了测产品的纯度,称取7.40g 产品,配制成250mL溶液,用移液管移取25.00mL于锥形瓶中,滴加淀粉溶液作指示剂,再用浓度为0.0500mol/L 的碘水,用(填“酸式”或“碱式”)滴定管来滴定(2S2O32-+ I2= S4O62-+ 2I-),滴定结果如下:
| 滴定次数 |
滴定前读数(mL) |
滴定滴定后读数(mL) |
| 第一次 |
0.30 |
31.12 |
| 第二次 |
0.36 |
31.56 |
| 第三次 |
1.10 |
31.88 |
则所得产品的纯度为,你认为影响纯度的主要原因是(不考虑操作引起误差)。
为测定某混合物中各组分的质量分数(已知该混合物含NaCl、Na2CO3•10H2O和NaHCO3),设计如下:
实验:
(1)加热前通入空气的目的是 ______________,操作方法为_______________________________。
(2)装置C中盛放的试剂可以是___________(填序号)。
a.碱石灰b.无水CaCl2c.P2O5d.固体NaOH
(3)若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则测得的NaCl含量将________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”,下同);若撤去E装置,则测得Na2CO3•10H2O的含量。
(4)若样品质量为 w g,反应后C、D增加的质量分别为 m1 g、m2 g,由此可知混合物中NaHCO3质量分数为_____________________(用含w、m1、m2的代数式表示)
某化学兴趣小组为研究生铁(含碳)与浓硫酸的反应情况及产物性质,设计如下实验。请回答下列问题:
(1)按上图所示装置进行实验(夹持装置及尾气处理装置未画出)。仪器b的名称为_____________:实验过程中,装置B中观察的现象是_______________;装置C中有白色沉淀生成,该沉淀是______________(填化学式)。
(2)装置A中还会产生CO2气体,请写出产生CO2的化学方程式:_____________________________。
(3)为了验证装置A中产生的气体中含有CO2,应先从下列①~④中选出必要的装置连接A装置中c处管口,从左到右的顺序为__________(填序号);然后再进行的操作是从a处多次鼓入N2,其目的是________________________________。
(4)某同学通过验证实验后期装置A中产生的气体中还含有H2,理由是___________________(用离子方程式表示)。
碱式碳酸镁有多种不同的组成,如:Mg2(OH)2CO3、Mg4(OH)2(CO3)3、Mg5(OH)2(CO3)4等。某研究性学习小组的同学们为了确定某碱式碳酸镁的组成,设下图所示的实验装置。
(1)实验步骤:
①按上图(夹持仪器未画出)组装好置后,首先进行的操作是________。E处干燥管盛放的药品是________________。
②称取碱式碳酸镁样品m1g,并将其放入硬质玻璃管中;
称量:装浓硫酸的洗气瓶C的质量为m2g;装碱石灰的U形管D的质量为m3g
③打开活塞___________,关闭__________缓缓鼓入空气数分钟。
④关闭活塞_______,打开__________,点燃酒精灯加热,待不再产生气体为止。
⑤打开活塞K1,缓缓鼓入空气数分钟,然后拆下装置,称得洗气瓶C的质量为m4g;U形管D的质量为m5g。实验测得数据如下:m1 =" 31g" ,m2 ="87.6g" ,m3 = 74.7g,m4 =" 89.4g" ,m5 = 87.9g,计算推导:该碱式碳酸镁的化学式为_________________。
(2)关于该实验方案,以下说法你认为正确的是______________(填字母)
A.硬质玻璃管中有水凝结对测定结果有较大影响
B.不称量碱式碳酸镁样品的质量无法确定碱式碳酸镁的组成
C.该实验装置也可用于确定天然碱[aNa2CO3·bNaHCO3·cH2O(a、b、c为正整数)]的化学组成
苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料,某化学小组采用如图装置
以苯甲酸、甲醇为原料制取苯甲酸甲酯。有关物质的物理性质见下表所示:
| 苯甲酸 |
甲醇 |
苯甲酸甲酯 |
|
| 熔点/℃ |
122.4 |
-97 |
-12.3 |
| 沸点/℃ |
249 |
64.3 |
199.6 |
| 密度/g.cm-3 |
1.2659 |
0.792 |
1.0888 |
| 水溶性 |
微溶 |
互溶 |
不溶 |
Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品
在圆底烧瓶中加入0.1mol苯甲酸和0.4mol 甲醇,再小心加入 3mL浓硫酸,混匀后,投入几粒沸石,小心加热使反应完全,得苯甲酸甲酯粗产品。
(1)甲装置的作用是:;冷却水从 (填“a”或“b”)口进入。
(2)化学小组在实验中用过量的反应物甲醇,其理由是。
Ⅱ.粗产品的精制
苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等,现拟用下列流程进行精制
(1)试剂1可以是(填编号),作用是。
A.稀硫酸 B.碳酸钠溶液 C.乙醇
(2)操作2中,收集产品时,控制的温度应在℃左右。
(3)实验制得的苯甲酸甲酯精品质量为10g,则苯甲酸的转化率为(结果保留三位有效数字)。
(4)本实验制得的苯甲酸甲酯的产量低于理论产量,可能的原因是(填编号)。
A.蒸馏时从100℃开始收集产品
B.甲醇用量多了
C.制备粗品时苯甲酸被蒸出