某学校研究性学习小组开展课题探究:
探究课题Ⅰ.“不同条件对化学反应速率影响的探究”,选用4 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液与2 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液在稀硫酸中进行实验,改变条件如表:
组别 |
草酸的体积(mL) |
温度/℃ |
其他物质 |
|
2 mL |
20 |
|
|
2 mL |
20 |
10滴饱和MnSO4溶液 |
|
2 mL |
30 |
|
④ |
1 mL |
20 |
1 mL蒸馏水 |
(1)如果研究催化剂对化学反应速率的影响,使用实验 和 (用 ①~④表示,下同);如果研究温度对化学反应速率的影响,使用实验 和 。
(2)对比实验①和④,可以研究 对化 学反应速率的影响,实验④中加入1 mL蒸馏水的目的是 。
探究课题Ⅱ.该小组查阅资料得知:C2O42-+MnO4-+H+→ CO2↑+Mn2++H2O(未配平),欲利用该反应测定某草酸钠(Na2C2O4)样品中草酸钠的质量分数。该小组称量1.34 g草酸钠样品溶于稀硫酸中,然后用0.200 mol·L-1的酸性高锰酸钾溶液进行滴定(其中的杂质不跟高锰酸钾和稀硫酸反应)。
(1)滴定前是否要滴加指示剂? (填“是”或“否”),请说明理由 。
(2)滴定时用 (填a或b)滴定管盛装KMnO4标准溶液。
(3)达到终点时消耗了15.00 mL的高锰酸钾溶液,样品中草酸钠的质量分数为 。
软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等杂质,工业上用软锰矿制取MnSO4·H2O的流程如下:
已知①部分金属阳离子完全沉淀时的pH如下表
②温度高于27℃时,MnSO4晶体的溶解度随温度的升高而逐渐降低。
(1)“浸出”过程中MnO2转化为Mn2+的离子方程式为。
(2)第1步除杂中加入H2O2的目的是。
(3)第1步除杂中形成滤渣l的主要成分为(填化学式),调pH至5-6所加的试剂,可选择(填以下试剂的序号字母);
a.CaO b.MgO c.Al2O3 d.氨水
(4)第2步除杂主要是将Ca2+、Mg2+转化为相应氟化物沉淀除去,写出MnF2除去Mg2+的离子反应方程式,该反应的平衡常数数值为。
(已知:MnF2的Ksp(MnF2)= 5.3×10-3;CaF2的Ksp(CaF2)= 1.5×10-10;MgF2的Ksp(MgF2)=7.4×10-11)
(5)采用“趁热过滤”操作的原因是。
(6)取少量MnSO4·H2O溶于水,配成溶液,测其pH发现该溶液显酸性,原因是(用离子方程式表示),该溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序为。
高纯度镍是许多有机反应的催化剂。某化学课题组拟以电镀废液(含有NiSO4、CuSO4和FeSO4)为原料,设计提取高纯镍的简单工艺如下(阴离子省略):
难溶电解质 |
NiS |
CuS |
Cu(OH)2 |
Ni(OH)2 |
Fe(OH)3 |
Ksp或沉淀完全的pH |
1.1×10-21 |
1.3×10-36 |
pH=9 |
pH=9.5 |
pH=3.7 |
注:Ni(OH)2开始沉淀时的pH=7。
(1)加入新制氯水所发生反应的离子方程式为。
(2)加入NiCO3的目的是。
(3)在实验室中灼烧所使用的仪器有。
(4)由氧化镍制备高纯度镍,有两种方案:
方案1:氧化镍溶于稀硫酸,加入足量锌粉,过滤、洗涤、干燥。
方案2:锌与稀硫酸反应产生氢气,氢气还原氧化镍。
制备等质量的镍粉,从消耗原料量、产品纯度、实验安全等角度评价两种方案的优点。
方案1:。
方案2:。
(5)方案2所用的氢气可以选用下列装置中的来制取(填写字母,下同),收集氢气可选用装置。
(6)若将D装置和E装置相连制取并收集干燥纯净的X气体,则X气体可以是下列气体中的。装置D中导管a的作用是。
a.CO2 b.Cl2 c.NO d.SO2
实验室用下列装置探究SO2的性质并测定SO2转化为SO3的转化率。
已知:SO3熔点为16.8℃,沸点为44.8℃,且遇水剧列反应。
(1)仪器a的名称是________。
(2)装置A的作用除将气体充分混合、干燥气体外,还能________。
(3)I和II连接可验证SO2的性质。
①装置B中现象是__________;装置C中的现象体现了SO2的_______性。
②经验证D瓶中的溶液能使品红试液褪色。请用最简单的方法检验D瓶中含有SO2还是含有氯水:_________。
(4)I和III连接可测定SO2的转化率。
①当停止通入SO2,熄灭酒精灯后需继续通一段时间的O2,目的是________。
②有同学认为,装置G中盛放的溶液可用下列试剂________代替更环保(填序号)。
a.足量BaC12溶液
b.足量Ba(OH)2溶液
c.足量FeC13和BaC12的混合液
d.足量NaHSO2溶液
③实验结束后,若装置F增加的质量为mg,装置G中产生白色沉淀的质量为ng,则此条件下,SO2的转化率为______(用含字母的代数式表示,不用化简)。
襄阳五中某化学兴趣学习小组设计实验探究金属M与浓硫酸反应的气体产物。
[提出假设]假设1:气体产物只有SO2;假设2:_______________。
[实验设计]为了探究金属M与浓硫酸反应产物,设计如图实验装置:一定量的浓硫酸与金属M反应。
(1)检查上述装置气密性的一种方法是:关闭分液漏斗的活塞,在H装置后面连上一根导管,然后,则证明装置的气密性良好。
(2)若B瓶里品红溶液褪色,E、F和G中都无明显现象。反应后硫酸盐中金属显+2价。写A中发生反应的化学方程式:;
(3)若假设2正确,则可观察到:F管中;G干燥管里。
[实验反思] 为了进一步探究金属M成分和气体组分,进行如下实验:
称取11.2g金属M放入装置A中,加入一定量的浓硫酸,反应结束后,B瓶里品红溶液褪色,金属没有剩余,拆下G并称重,G增重0.9g。
(4)为了观察溶液颜色,实验完毕后,需要稀释烧瓶里溶液。稀释烧瓶里溶液的操作方法。
(5)将稀释后的溶液分装甲、乙试管,向甲试管里滴加KSCN溶液,溶液变红色;向乙试管里滴加酸性高锰酸钾溶液,振荡,溶液紫色褪去。如果烧瓶溶液中金属离子浓度相等,则气体成分及物质的量为。试写出烧瓶里发生反应的总化学方程式。
卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。以卤块为原料可制得轻质氧化镁,工艺流程如下图:
已知:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去。若要求产品尽量不含杂质,请根据表1表2提供的资料,填写空白:
表1生成氢氧化物沉淀的pH
试剂 |
价格(元/吨) |
漂液(含NaClO,25.2%) |
450 |
双氧水(含H2O2 ,30%) |
2400 |
烧碱(含98% NaOH) |
2100 |
纯碱(含99.5% Na2CO3) |
600 |
物质 |
开始沉淀 |
沉淀完全 |
Fe(OH)3 |
2.7 |
3.7 |
Fe(OH)2 |
7.6 |
9.6 |
Mn(OH)2 |
8.3 |
9.8 |
Mg(OH)2 |
9.6 |
11.1 |
表2化学试剂价格表
试剂 |
价格(元/吨) |
漂液(含NaClO,25.2%) |
450 |
双氧水(含H2O2,30%) |
2400 |
烧碱(含98%NaOH) |
2100 |
纯碱(含99.5%Na2CO3) |
600 |
(1)在步骤②中加入的试剂X,最佳的选择是,原因是。写出加入X发生反应的离子方程式。选择 (试剂)来检验Fe2+是否完全氧化为Fe3+
(2)在步骤③中控制pH=9.8,其目的是。
(3)试剂Z应该是。
(4)在步骤⑤中发生反应的化学方程式是。
(5)若在实验室中完成步骤⑥,则沉淀物必需在仪器A中灼烧。A应放置于仪器B上灼烧,灼烧完毕后应用仪器C取下仪器A置于仪器D上冷却。则B、C、D分别是、、。