用酸性KMnO4和H2C2O4（草酸）反应研究影响反应速率的因素，离子方程式为：2MnO4－(aq)＋5H2C2O4(aq)＋6H＋(aq)＝2Mn2＋(aq)＋10CO2(g)＋8H2O(l) ΔH<0
一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的体积，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下（KMnO4溶液已酸化，所用注射器的容积充裕）：
| 实验序号 |
A溶液 |
B溶液 |
| ① |
20 mL 0.1 mol·L-1H2C2O4溶液 |
30 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液 |
| ② |
20 mL 0.2 mol·L-1H2C2O4溶液 |
30 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液 |
（1）该实验探究的是 因素对化学反应速率的影响，如果实验完成时草酸与KMnO4均有剩余，则相同时间内针筒中所得CO2体积大小关系是： < （填实验序号）研究发现反应速率总是如图所示发生变化，则t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：①产物Mn2+是反应的催化剂，② 。
（3）若实验①在4 min末收集了4.48 mL CO2（标准状况），则4 min末c(MnO4-)= mol·L-1（假设溶液混合后体积为50 mL），此4 min内的平均速率为v(H2C2O4)= 。
（4）除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率，本实验还可以通过测定 来比较化学反应速率。
某化学课外活动小组通过实验研究NO2的性质。
已知:2NO2+2NaOH
NaNO3+NaNO2+H2O
任务1:利用如图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹,夹持固定装置略去)。
(1)E装置中制取NO2反应的化学方程式是 。
(2)若NO2能够被NH3还原,预期观察到C装置中的现象是 。
(3)实验过程中,未能观察到C装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因,认为可能是:
①NH3还原性较弱,不能将NO2还原;
②在此条件下,NO2的转化率极低;
③ 。
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是。
任务2:探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应。
(5)实验前,该小组同学提出三种假设。
假设1:二者不反应;
假设2:NO2能被Na2O2氧化;
假设3: 。
(6)为了验证假设2,该小组同学选用任务1中的B、D、E装置,将B中的药品更换为Na2O2,另选F装置(如图所示),重新组装,进行实验。
①装置的合理连接顺序是 。
②实验过程中,B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验,该白色物质为纯净物,且无其他物质生成。推测B装置中反应的化学方程式为 。
目前流行的关于生命起源假设的理论认为,生命起源于约40亿年前的古洋底的热液环境。这种环境系统中普遍存在铁硫簇结构,如Fe2S2、Fe4S4、Fe8S7等,这些铁硫簇结构参与了生命起源的相关反应。某化学兴趣小组在研究某铁硫簇结构的组成时,设计了下列实验。
【实验Ⅰ】 硫的质量确定:
按图连接装置,检查好装置的气密性后,在硬质玻璃管A中放入1.0 g铁硫簇结构(含有部分不反应的杂质),在试管B中加入50 mL 0.1 mol·L-1的酸性KMnO4溶液,在试管C中加入品红溶液。通入空气并加热,发现固体逐渐转变为红棕色。待固体完全转化后将B中溶液转移至250 mL容量瓶,洗涤试管B后定容。取25.00 mL该溶液用0.01 mol·L-1的草酸(H2C2O4)进行测定剩余KMnO4溶液浓度的滴定。记录数据如下:
| 滴定次数 |
待测溶液 体积/mL |
草酸溶液体积/mL |
|
| 滴定前刻度 |
滴定后刻度 |
||
| 1 |
25.00 |
1.50 |
23.70 |
| 2 |
25.00 |
1.02 |
26.03 |
| 3 |
25.00 |
0.00 |
24.99 |
相关反应:①2Mn
+2H2O+5SO2
2Mn2++5S
+4H+
②2Mn+6H++5H2C2O42Mn2++10CO2↑+8H2O
【实验Ⅱ】 铁的质量确定:
将实验Ⅰ硬质玻璃管A中的残留固体加入稀盐酸中,充分搅拌后过滤,在滤液中加入足量的NaOH溶液,过滤后取滤渣,经充分灼烧得0.6 g固体。
试回答下列问题:
(1)检查“实验Ⅰ”中装置气密性的方法是。
(2)滴定终点的判断方法是。
(3)试管C中品红溶液的作用是。
有同学提出,撤去C装置,对实验没有影响,你的看法是 (选填“同意”或“不同意”),理由是。
(4)根据实验Ⅰ和实验Ⅱ中的数据可确定该铁硫簇结构的化学式为。
【问题探究】 滴定过程中,细心的小明发现该KMnO4颜色褪去的速率较平常滴定时要快得多。为研究快的原因,甲同学继续进行了下列实验,实验数据如下表:
| 编号 |
温度/℃ |
酸化的H2C2O4 溶液/mL |
KMnO4 溶液/mL |
溶液褪 色时间/s |
| 1 |
25 |
5.0 |
2.0 |
40 |
| 2 |
25 |
5.0(另加少量可溶 于水的MnSO4粉末) |
2.0 |
4 |
| 3 |
60 |
5.0 |
2.0 |
25 |
(5)分析上述数据,滴定过程中反应速率较快的一种可能原因是。
aF是一种重要的氟盐,主要用作农作物杀虫剂、木材防腐剂等。某课题组设计了以氟硅酸(H2SiF6)等物质为原料制取氟化钠,并得到副产品氯化铵的实验,其工艺流程如下:
已知:20 ℃时氯化铵的溶解度为37.2 g,氟化钠的溶解度为4 g,Na2SiF6微溶于水。
(1)操作Ⅱ是洗涤、干燥,其目的是 ,
操作Ⅲ和操作Ⅳ的名称依次是 (填写序号)。
a.过滤b.加热蒸发 c.冷却结晶 d.洗涤
(2)上述流程中①的化学反应方程式:
H2SiF6+ NH4HCO3
NH4F+ H2SiO3↓+ CO2↑+
(3)流程①中NH4HCO3必须过量,其原因是 。
(4)若不考虑氟化钠的溶解,7.2 g氟硅酸理论上最多能生产 g氟化钠。
某实验小组用0.50 mol·L-1NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液进行中和热的测定。
Ⅰ.配制0.50 mol·L-1NaOH溶液
(1)若实验中大约要使用470 mL NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体 g。
(2)从图中选择称量NaOH固体所需要的仪器是(填字母): 。
| 名称 |
托盘天平 (带砝码) |
小烧杯 |
坩埚钳 |
玻璃棒 |
药匙 |
量筒 |
| 仪器 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
| 序号 |
a |
b |
c |
d |
e |
f |
Ⅱ.测定中和热
(1)实验桌上备有烧杯(大、小两个烧杯)、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、盐酸、NaOH溶液,尚缺少的实验玻璃用品是 。
(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
①请填写下表中的空白:
| 实验 次数 |
起始温度t1/℃ |
终止温度 t2/℃ |
温度差平均值 (t2-t1)/℃ |
|||
| H2SO4 |
NaOH |
平均值 |
||||
| 1 |
26.2 |
26.0 |
26.1 |
30.1 |
||
| 2 |
27.0 |
27.4 |
27.2 |
33.3 |
||
| 3 |
25.9 |
25.9 |
25.9 |
29.8 |
||
| 4 |
26.4 |
26.2 |
26.3 |
30.4 |
②近似认为0.50 mol·L-1NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=“4.18”J/(g·℃)。则中和热ΔH= (取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与57.3 kJ·mol-1有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母) 。
A.实验装置保温、隔热效果差
B.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
C.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
D.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
化学兴趣小组设计以下实验方案,测定某已部分变质的小苏打样品中Na2CO3的质量分数。
【方案一】 称取一定质量的固体样品,通过加热至恒重后冷却,称量剩余固体质量,计算。
(1)下列仪器中,在灼烧固体样品时必须用到的是 (填名称)。
(2)实验中需加热至恒重的目的是: 。
(3)实验中确定加热至恒重的方法是: 。
(4)若加热过程中有晶体迸溅出来,则测得的结果 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【方案二】 称取一定质量样品,置于小烧杯中,加适量水溶解;向小烧杯中加入足量Ba(OH)2溶液,过滤,洗涤,干燥沉淀,称量固体质量,计算。
(已知:Ba2++OH-+HC
BaCO3↓+H2O)
(1)过滤操作中,除了烧杯、漏斗外,还要用到的玻璃仪器为 。
(2)实验中判断沉淀是否完全的方法是 。
(3)实验中洗涤沉淀的操作是 。
(4)实验中判断沉淀是否洗涤干净的方法是 。
【方案三】 按如图所示装置进行实验:
(1)B装置内所盛试剂是 ;D装置的作用是 ;分液漏斗中 (填“能”或“不能”)用盐酸代替稀硫酸进行实验。
(2)实验前称取17.9 g样品,实验后测得C装置增重8.8 g,则样品中Na2CO3的质量分数为 。
(3)根据此实验测得的数据,测定结果有误差,因为实验装置还存在一个明显缺陷是 。