酸性KMnO4溶液能与草酸(H2C2O4)溶液反应。某探究小组利用反应过程中溶液紫色消失快慢的方法来研究影响反应速率的因素。
Ⅰ.实验前首先用浓度为0.1000mol•L-1酸性KMnO4标准溶液滴定未知浓度的草酸。
(1)写出滴定过程中发生反应的化学方程式为 。
(2)滴定过程中操作滴定管的图示正确的是 。
(3)若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失,会使测得的草酸溶液浓度
(填“偏高”、“偏低”、或“不变”)。
Ⅱ.通过滴定实验得到草酸溶液的浓度为0.2000mol·L-1 。用该草酸溶液按下表进行后续实验(每次实验草酸溶液的用量均为8mL)。
实验编号 |
温度(℃) |
催化剂 用量(g) |
酸性高锰酸钾溶液 |
实验目的 a. 实验1和2探究 ; b. 实验1和3探究反应物浓度对该反应速率的影响; c. 实验1和4探究催化剂对该反应速率的影响。 |
体积 (mL) |
浓度 (mol•L-1) |
|||
1 |
25 |
0.5 |
4 |
0.1000 |
2 |
50 |
0.5 |
4 |
0.1000 |
3 |
25 |
0.5 |
4 |
0.0100 |
4 |
25 |
0 |
4 |
0.1000 |
(4)写出表中a 对应的实验目的 ;若50°C时,草酸浓度c(H2C2O4)随反应时间t的变化曲线 如下图所示,保持其他条件不变,请在图中画出25°C时c(H2C2O4)随t的变化曲线示意图。
(5)该小组同学对实验1和3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(min) |
||
第1次 |
第2次 |
第3次 |
|
1 |
14.0 |
13.0 |
11.0 |
3 |
6.5 |
6.7 |
6.8 |
分析上述数据后得出“当其它条件相同时,酸性高锰酸钾溶液的浓度越小,褪色时间就越短,即反应速率就越快”的结论。甲同学认为该小组“探究反应物浓度对速率影响”的实验方案设计中存在问题,从而得到了错误的实验结论,请简述甲同学改进的实验方案 。
(6)该实验中使用的催化剂应选择MnSO4而不是MnCl2,原因可用离子方程式表示为 。
如图1是盛硫酸的试剂瓶上的标签的部分内容,现实验需要0.5 mol•L-1H2SO4溶液480mL,若由你来配制所需溶液,请根据实验室已有的仪器和药品情况回答下列问题:
(1)容量瓶应如何检漏____________________________________;
(2)实验中除量筒、烧杯外还需要的其他仪器________________;
(3)计算所需浓硫酸的体积约为______mL;若将该硫酸与等体积的水混合,所得溶液中溶质的质量分数__________49%(填“<”、“=”或“>”)。
(4)下列操作会引起所配溶液浓度偏大的是_______(填字母)。
A.用量筒量取浓硫酸时,仰视量筒的刻度
B.向容量瓶中转移时,溶液未冷却
C.定容时仰视刻度线
D.定容后倒置摇匀后再正立时,发现液面低于刻度线
(5)温度计、量筒、滴定管的一部分如图2所示,下述读数(虚线所指刻度)及说法正确的是_____(填字母).A.①是量筒,读数为2.5mLB.②是量筒,读数为2.5mLC.③是滴定管,读数为2.5mLD.①是温度计,读数为2.5℃
铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3、FeO、SiO2)中,工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如图1.
(1)在滤液A中加入漂白液,目的是氧化除铁,所得滤液B显酸性.
①检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为______________________(注明试剂、现象);
②由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为:边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、___________、_________、洗涤;
(2)新型铝空气电池具有比能量大、质量轻、无毒和危险性等优点.Al电极易被NaOH溶液腐蚀,这是该电池目前未能推广使用的原因之一,电极被腐蚀的离子方程式为
(3)对金属制品进行抗腐蚀处理,可延长其使用寿命.图3为铝材表面处理的一种方法
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜,原理是___________________________(用离子方程式表示).为将碱洗槽液中铝元素以沉淀形式回收,最好向槽液中加入下列试剂中的___________
a.NH3 b.CO2 c.NaOH d.HNO3
②以铝材为阳极,在H2SO4溶液中电解,铝材表面形成氧化膜,则阳极电极反应为______________;取少量废电解液,加入NaHCO3,溶液后产生气泡和白色沉淀,产生沉淀的原因是______________.(用离子方程式表示)。
[化学选修2—化学与技术]
为了回收利用废钒催化剂(含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣),科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺,主要流程如下:
部分含钒物质在水中的溶解性如下:
物质 |
VOSO4 |
V2O5 |
NH4VO3 |
(VO2)2SO4 |
溶解性 |
可溶 |
难溶 |
难溶 |
易溶 |
回答下列问题:
(1)工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法,该反应的氧化剂为______________;
(2)滤液中含钒的主要成分为____________(填化学式);
(3)该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一,该步反应的离子方程式______________;沉钒率的高低除受溶液pH影响外,还需要控制氯化铵系数(NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比)和温度.根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为________、______℃;
(4)用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液,以测定反应②后溶液中含钒量,反应方程式为:2VO2++H2C2O4+2H+=2VOn++2CO2↑+mH2O,其中n、m分别为_______、______;
(5)全矾液流电池的电解质溶液为VOSO4溶液,电池的工作原理为:VO2++H2O+V3+VO2++V2++2H+,电池放电时正极的电极反应式为______________。
铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质,以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的流程图:
已知:①4FeO•Cr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑;
②Na2CO3+Al2O32NaAlO2+CO2↑;
③Cr2CO72-+H2O2CrO42-+2H+
根据题意回答下列问题:
(1)固体X中主要含有______________(填写化学式);要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5,应该使用_____________________(填写仪器或试剂名称);
(2)酸化步骤用醋酸调节溶液pH<5,其目的是_____________________;
(3)操作Ⅲ有多步组成,获得K2Cr2O7晶体的操作依次是:加入KCl固体、蒸发浓缩、________、过滤、_______、干燥;
(4)如表是相关物质的溶解度数据,操作III发生反应的化学方程式是:Na2Cr2O7+2KCl→K2Cr2O7+2NaCl,该反应在溶液中能发生的理由是_____________________;
物质 |
KCl |
NaCl |
K2Cr2O7 |
Na2Cr2O7 |
|
溶解度(g/100g水) |
0℃ |
28 |
35.7 |
4.7 |
163 |
40℃ |
40.1 |
36.4 |
26.3 |
215 |
|
80℃ |
51.3 |
38 |
73 |
376 |
(5)副产品Y主要含氢氧化铝,还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质,精确分析Y中氢氧化铝含量的方法是称取ng样品,加入过量________(填写试剂)、溶解、过滤、再质量分数为________(填写试剂)、…灼烧、冷却、称量,得干燥固体mg.计算祥品中氢氧化铝的________(用含m、n的代数式表示)。
已知:ICl的熔点为13.9℃,沸点为97.4℃,易水解,且能发生反应:ICl(l)+Cl2(g)=ICl3(l)
(1)装置A中发生反应的化学方程式是________________________________;
(2)装置B的作用是___________________,不能用装置F代替装置E,理由_______________________;
(3)所制得的ICl中溶有少量ICl3杂质,提纯的方法是___________(填标号);
A.过滤 | B.蒸发结晶 | C.蒸馏 | D.分液 |
(4)用ICl的冰醋酸溶液测定某油脂的不饱和度.进行如下两个实验,实验过程中有关反应为:
①
②ICl+KI═I2+KCl
③I2+2Na2S2O3═2NaI+Na2S4O6
实验1:将5.00g该油脂样品溶于四氯化碳后形成100mL溶液,从中取出十分之一,加人20mL某ICl的冰醋酸溶液(过量),充分反应后,加人足量KI溶液,生成的碘单质用a mol•L-1的Na2S2O3标准溶液滴定.经平行实验,测得消耗的Na2S2O3溶液的平均体积为V1mL.
实验2(空白实验):不加油脂样品,其它操作步骤、所用试剂及用量与实验1完全相同,测得消耗的Na2S2O3溶液的平均体积为V2mL.
①滴定过程中可用___________作指示剂.
②滴定过程中需要不断振荡,否则会导致V1_________(填“偏大”或“偏小).
③5.00g该油脂样品所消耗的ICl的物质的量为___________mol,由此数据经换算即可求得该油脂的不饱和度。