水泥是一种重要的建筑材料,水泥的强度是评价水泥质量的重要指标,它与水泥中CaO的含量有着良好的相关性,因此在特殊情况下可以通过测定其中Ca0的含量预测水泥的强度。为测量某品牌水泥中氧化钙的含量,进行如下实验:
步骤1:熔样:准确称取0.3000g试样置于坩埚中,高温灼烧5分钟后,冷却并研碎,加入2.000g无水碳酸钠混匀后,再高温灼烧10分钟。
步骤2:酸溶:取冷却后的烧结块,加入40mL水后,再加入l0mL稀盐酸和3滴稀硝酸。
步骤3:除杂:在酸溶后所得溶液中慢慢滴加稀氨水使其中的Fe3+、Al3+转化为沉淀,过滤。
步骤4:沉淀:在滤液中加入草酸铵溶液,加热煮沸后,边搅拌边滴加氨水至弱碱性,静置。
步骤5:溶解:将生成的草酸钙( CaC2O4)沉淀加入到稀硫酸中,加热并搅拌使其完全溶解。
步骤6:滴定:用0.1000 mol·L-1的KMnO4溶液进行滴定至微红色出现并保持30s不消失,共用去KMnO4溶液13.000mL。反应的化学方程式为:2 KMnO4+5 H2C2O4+3H2SO4= K2SO4+2MnSO4+5CO2↑+8H2O
(1)写出步骤3中Al3+转化为沉淀的离子方程式: ;
(2)已知室温下Al(OH)3的Ksp=1.0×10-33,欲使溶液中c(Al3+)≤l.0xl0-6mol·L-1,pH≥ ;
(3)通过计算确定该试样中氧化钙的质量分数(写出计算过程)。
(12分)在一个温度恒定的密闭容器中,SO2和O2发生反应。已知1 mol SO2和足量O2完全反应,放出热量为Q。请按要求回答下列问题:
【恒温恒压条件下】
(1)若开始放入1 mol SO2和0.5 mol O2,达到平衡后,生成0.9 mol SO3。这时SO2的转化率为__________________________。
(2)若开始时放入4 mol SO2和2 mol O2,达到平衡时,生成SO3的物质的量为___________,反应放出的热量为____________________。
【恒温恒容条件下】
(3)若开始放入1 mol SO2和0.5 mol O2,达到平衡后,生成a mol SO3,则a_________0.9 mol(填“>”、“<”或“=”)
(4)若另X、Y、Z分别代表初始加入SO2、O2和SO3的物质的量,要使其达到平衡时,反应混合物中三种气体的物质的量分数与(3)中平衡时完全相同,则X、Y、Z必须满足的一般条件是______________________、__________________________。(用两个代数式表示,其中一个只含X、Y,另一个含X、Z)
(10分)现使用酸碱中和滴定法测定市售白醋(CH3COOH)的总酸量(g/100 mL)
I 实验步骤:
(1)量取10.00 mL食用白醋,用水稀释后转移到100 mL_________________(填仪器名称)中定容,摇匀即得待测白醋溶液
(2)用酸式滴定管量取待测白醋溶液20.00 mL于锥形瓶中,向其中滴加2~3滴酚酞作指示剂
(3)用0.100 mol/L NaOH溶液进行滴定。当______________________________________时,停止滴定,并记录NaOH溶液的终读数。重复滴定3次
II 实验记录:
| 滴定次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
| V(样品)/mL |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
20.00 |
| V(NaOH)消耗/mL |
15.95 |
15.00 |
15.05 |
14.95 |
III 数据处理与讨论:
(1)甲同学在处理数据时计算:平均消耗NaOH溶液的体积V=
=" 15.24" mL ;指出他的计算的不合理之处:___________________________;按正确数据处理,可得市售白醋总酸量为____________________g/100 mL
(2)在实验滴定过程中,下列操作会使实验结果偏大的是______________(填序号)
a.碱式滴定管在滴定时未用标准NaOH溶液润洗
b.碱式滴定管的尖嘴在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
c.锥形瓶中加入待测白醋溶液后,再用少量水洗涤内壁
d.锥形瓶在滴定时剧烈摇动,有少量液体溅出
(10分)接触法制硫酸工艺中,其主反应在450 ℃并有催化剂存在下进行:
2SO2 (g)+O2 (g)
2SO3(g) H<0。回答下列问题:
(1)该反应450 ℃时平衡常数_____________500 ℃时平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)下列描述中,能说明该反应已达到平衡的是_________________________
| A.v正(O2) = 2v逆(SO3) |
| B.容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化 |
| C.容器中气体的密度不随时间而变化 |
| D.容器中气体的分子总数不随时间而变化 |
(3)在一个固定容积为5 L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10 mol O2,半分钟后达到平衡,测得容器中含SO3 0.18 mol,则v(O2) = __________________mol/(L·min),若继续通入0.20 mol SO2和0.10 mol O2,则平衡_____________________移动(填“向正反应方向”、“向逆反应反应”或“不”),再次达到平衡后,__________mol<n(SO3)<__________mol
(6分)某温度时,测得0.01 mol/L NaOH溶液的pH为11,则该温度下,水的离子积Kw=_____________。在此温度下,将pH=" a" 的NaOH溶液Va L与pH=" b" 的硫酸Vb L混合。
①若所得溶液为中性,且a=12,b=2,则Va :Vb = __________________________
②若所得混合液的pH=10,且a=12,b=2,则Va :Vb = ______________________
(10分)已知某溶液中存在OH-、H+、NH4+、Cl- 四种离子。某同学推测其离子浓度大小顺序有如下关系:
①.c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) ②.c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
③.c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+) ④.c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)
填写下列空白:
(1)若溶液中只溶解了一种溶质,则该溶质是_____________________(填化学式)上述四种离子浓度的大小关系为_____________(填序号)
(2)若上述关系中③是正确的,则溶液中的溶质为_____________________(填化学式)
(3)若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成,恰好呈中性,则混合前c(HCl)________c(NH3·H2O)(填“大于”“小于”或“等于”,下同),混合前酸中c(H+)和碱中c(OH-)的关系为c(H+)______________c(OH-)