KMnO4酸性溶液与草酸(H2C2O4)溶液反应时,溶液紫色会逐渐褪去。某探究小组用测定此反应溶液紫色消失所需时间的方法,研究外界条件对反应速率的影响。该实验条件作如下限定:
①所用KMnO4酸性溶液的浓度可选择:0.02 mol·L-1、0.002 mol·L-1;
②所用H2C2O4溶液的浓度可选择:0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1;
③每次实验时KMnO4酸性溶液的用量均为4 mL、H2C2O4溶液的用量均为2mL。
(1)若要探究反应物浓度、温度、催化剂对反应速率的影响,通过变换这些实验条件,至少需要完成____ 组实验进行对比即可得出结论。
(2)在其它条件相同的情况下,某同学改变KMnO4酸性溶液的浓度,测得实验数据(从混合振荡均匀开始计时)如下表所示:
KMnO4酸性溶液浓度 (mol·L-1) |
溶液褪色所需时间(min) |
|
||
第一次 |
第二次 |
第三次 |
||
0.02 |
14 |
13 |
11 |
|
0.002 |
6.7 |
6.6 |
6.7 |
|
①用0.002 mol/L KMnO4酸性溶液进行实验时,KMnO4的平均反应速率(忽略混合前后溶液体积变化)。
②依据表中数据,不能得出“溶液的褪色所需时间越短,反应速率越快”的结论。某同学设计以下方案,可以直接得出“褪色时间越短,反应的速率越快”结论。
KMnO4酸性溶液 |
H2C2O4溶液 |
||
浓度/ mol/L |
体积(ml) |
浓度/ mol/L |
体积(ml) |
0.02 |
2 |
b |
4 |
a |
2 |
c |
4 |
则表中a= ;b= ;c= 。
(3)草酸电离常数:Ka1=5.9×10-2,Ka2=6.4×10-5。与KMnO4反应时,它将转化为CO2和H2O。
①草酸与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为 。
②室温下,0.1mol·L-1 KHC2O4酸溶液中pH 7,理由是 。
(4)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: 。
现有浓度各为2 mol/L的FeCl3、FeCl2、CuCl2混合溶液100 mL,加入一定量的铁粉,按下列情况填空。
(1)充分反应后,无固体存在,则溶液中一定含有的金属阳离子是。
(2)反应完毕后,铁粉有剩余,过滤所得的固体物质为,溶液中一定含有的金属离子的物质的量为mol。
(3)反应完毕,有固体剩余,则反应后的溶液中一定有的金属阳离子为,其物质的量取值范围是。
A-I分别表示中学化学中常见的一种物质,它们之间相互关系如下图所示(部分反应物、生成物没有列出)。已知H为主族元素的固态氧化物,F是红褐色难溶于水的沉淀,且A、B、C、D、E、F六种物质中均含同一种元素。
请填写下列空白:
(1)A、B、C、D、E、F六种物质中所含的同一种元素在元素周期表中位置
(2)写出C、H物质的化学式:C; H
(3)写出反应①、⑥的化学方程式和③、⑦的离子方程式:
反应①:________________________________
反应⑥:________________________________
反应③:________________________________
反应⑦:________________________________
(4)反应⑥过程中的现象是。
铝热反应实验如下:用两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状,套在一起(先将置于内层的漏斗底部剪一个小孔,用水润湿),架在铁架台的铁圈上,下面放置盛沙的蒸发皿。将适量的炒干的氧化铁粉末和铝粉混合均匀,放在纸漏斗中,上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条,用小木条点燃镁条,引燃氧化铁和铝粉的混合物,反应剧烈进行,发出耀眼的强光,生成铁和氧化铝。
(1)某同学为研究该实验,查阅有关资料得到如下数据:
物质 |
Al[] |
Al2O3 |
Fe |
Fe2O3 |
熔点/℃ |
660 |
2054 |
1535 |
1462 |
沸点/℃ |
2467 |
2980 |
2750 |
- |
①该同学推测,铝热反应所得到的熔融物是铁铝合金。理由是:该反应放出的热量使铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理?(填“合理”或“不合理”)
②设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用的试剂是,反应的离子方程式为。
③实验室溶解该熔融物,下列试剂中最好的是(填序号)。
A.浓硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.氢氧化钠溶液
(2)实验研究发现,硝酸发生氧化还原反应时,硝酸的浓度越稀,对应还原产物中氮元素的化合价就越低。某同学取一定量上述的熔融物与一定量很稀的硝酸充分反应,反应过程中无气体放出。在反应结束后的溶液中,逐滴加入4摩/升的氢氧化钠溶液,所加氢氧化钠溶液的体积(毫升)与产生的沉淀的物质的量(摩尔)的关系如下图所示。
回答下列问题:
①图中OC段没有沉淀生成,此阶段发生反应的离子方程式为
②在DE段,沉淀的物质的量没有变化,则此阶段发生反应的离子方程式为
上述现象说明溶液中、
、结合OH-的能力比强(填离子符号)。
③B点与A点的差值为摩尔。
(1)用一种试剂鉴别下列各组物质:
①鉴别Fe、FeO、CuO、FeS、MnO2、活性碳等黑色物质,试剂是
②鉴别FeSO4、(NH4)2SO4、AlCl3、MgCl2、KNO3等五种溶液,试剂是
③鉴别K2S、AgNO3、NH4SCN、KBr、NaI等五种无色溶液,试剂是
(2)实验室里常用的干燥剂有:①浓硫酸(98%),②无水氯化钙,③变色硅胶[硅胶的主要成分是二氧化硅,在其中掺入少量的无水氯化钴(CoCl2)作指示剂,无水氯化钴呈蓝色,吸水后变为CoCl2·6H2O呈粉红色],④五氧化二磷,⑤碱石灰(主要成分是氢氧化钠、氧化钙,制法是:把生石灰加到浓的烧碱溶液中,再加强热蒸干),等等。
a、写出制取干燥剂碱石灰过程中有关反应的化学方程式。
b、上述物质中,属于纯净物的是________
A.①②④ | B.②④ | C.①②④⑤ | D.全部 |
c、上述干燥剂中,不宜用于干燥氯化氢气体的是____________
d、上述①~④,其主要化学成分依次属于____________
(填写各物质所属的类别)。
美国化学家R.F.Heck因发现如下Heck反应而获得2010年诺贝
尔化学奖。
(X为卤原子,R为取代基)
经由Heck反应合成M(一种防晒剂)的路线如下:
回答下列问题:
(1)M可发生的反应类型是______________。
a.取代反应 b.酯化反应 c.缩聚反应 d.加成反应
(2)C与浓H2SO4共热生成F,F能使酸性KMnO4溶液褪色,F的结构简式是______________。
D在一定条件下反应生成高分子化合物G,G的结构简式是__________________。
(3)在A→B的反应中,检验A是否反应完全的试剂是_______________________。
(4)E的一种同分异构体K符合下列条件:苯环上有两个取代基且苯环上只有两种不同化学环境的氢,与FeCl3溶液作用显紫色。K与过量NaOH溶液共热,发生反应的方程式为
____________________________。