某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O72-转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4 ·4H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)在25°C下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,作对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验编号 |
初始pH |
废水样品体积/mL |
草酸溶液体积/mL |
蒸馏水体积/mL |
① |
4 |
B= |
10 |
30 |
② |
5 |
60 |
10 |
d= |
③ |
a= |
60 |
c= |
20 |
测得实验①和②溶液中的Cr2O72-浓度随时间变化关系如图所示。
(2)上述反应后草酸被氧化为 (填化学式);
(3)实验①和②的结果表明_______________________________;
(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4 ·4H2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:Fe2+起催化作用;假设二: ;假设三: ;……
(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。(除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。(溶液中Cr2O72-的浓度可用仪器测定)
实验方案(不要求写具体操作过程) |
预期实验结果和结论 |
取_______________________________代替实验①中的铁明矾,控制其他反应条件与实验①相同,进行对比实验 |
反应进行相同时间后, 若溶液中的Cr2O72-浓度____________________________则假设一成立; 若溶液中的Cr2O72-浓度____________________________则假设一不成立; |
(6)铁明矾长期存放,其中的亚铁离子可能会变质。为测定铁明矾中亚铁离子的质量分数。取5.6g铁明矾晶体,将其配制为100ml的溶液,取出20ml置于锥形瓶中。用0.01mol/L的标准KMnO4溶液进行滴定(还原产物为Mn2+),平行做4组实验,得出如下表数值。
组数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
消耗V(KMnO4)/ml |
20.04 |
20.00 |
18.90 |
19.96 |
请计算铁明矾中亚铁离子的质量分数: 。若滴定结束后读数时仰视,测定结果 (填“偏大”“不影响”或“偏小”)
为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组用碳素钢(即铁和碳的合金)进行了以下探究活动:
【探究一】
(1)常温下,工业上用铁质容器盛放冷的浓硫酸,其原因是▲
(2)称取碳素钢6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+之外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+,应选
用▲ (选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水b.铁粉和KSCN溶液 c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液
②乙同学取560mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:
SO2+Br2+2H2O===2HBr+H2SO4,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体4.66g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为▲。
【探究二】
根据上述实验中SO2体积分数的分析,丙同学认为气体Y中还可能含有Q1和Q2两种气体,其中Q1气体,在标准状况下,密度为0.0893g·L-1。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略,假设有关气体完全反应)。
(3)装置B中试剂的作用是▲
(4)分析Y气体中的Q2气体是如何生成的▲(用化学方程式表示)。
(5)为确认Q2的存在,需在装置中添加洗气瓶M于▲(选填序号)。
a.A之前 b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间
(6)如果气体Y中含有Q1,预计实验现象应是▲
某同学用下面装置实现铜与浓、稀硝酸反应,过程如下:
I.取一段铜丝,用稀硫酸除去铜锈[主要成分是Cu2(OH)2CO3]。
Ⅱ.将洗涤后的铜丝做成匝数较多的螺旋状。
Ⅲ.按下图所示连接仪器、检查气密性、装入化学试剂。
(1)过程I发生反应的离子方程式是______________________。
(2)过程Ⅱ将铜丝做成螺旋状的目的是______________________。
(3)过程Ⅲ的后续操作如下:
①为使浓硝酸与铜丝接触.操作是______________________。当红棕色气体较多时,轻抽注射器使反应停止,关闭a,取下注射器。
②换入另一注射器后,打开b和分液漏斗活塞,玻璃管充满稀硝酸时,关闭b打开a,可见无色气体产生。稀硝酸充满玻璃管的实验目的是______________________。
(4)已知:NO+NO2+2NaOH2NaNO2+H2O;2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O,NO和NO2的混合气体的组成可表示为NOx。将该混合气体通人NaOH溶液被完全吸收时,x的取值范围应为______________。
某氯化铁样品含有少量FeCl2杂质。现要测定其中铁元素的质量分数,实验按以下步骤进行:
请根据上面流程,回答以下问题:
(1)操作Ⅰ所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还必须有________、________(填仪器名称),操作Ⅱ必须用到的仪器是________(填编号)。
A.50 mL烧杯 | B.50 mL量筒 | C.100 mL量筒 | D.25 mL滴定管 |
(2)请写出加入溴水发生的离子反应方程式
________________________,加入氨水要过量的原因是___________________________。
(3)检验沉淀是否已经洗涤干净的操作是____________
_________________
__________________________________________________________。
(4)若蒸发皿质量是W1 g,蒸发皿与加热后固体总质量是W2 g,则样品中铁元素的质量分数是______________ (列出原始计算式,不需化简);若称量准确,最终测量的结果偏大,则造成误差的原因可能是___________________________
________________________________。(写出一种原因即可)。
某学习小组利用下列装置探究氯气和氨气之间的反应,其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置,C为纯净干燥的氯气和氨气的反应装置。请回答下列问题:
(1)装置A中烧瓶内的固体可选用。
a.烧碱b.生石灰. c.二氧化硅 d.五氧化二磷
(2)虚线框内应添加必要的除杂装置,请从上图的备选装置中选择并将编号填入下列空格。B;D;E(填编号)。装置I中需要的试剂是。
(3)写出F中发生反应的离子方程式:。
(4)装置C内出现白烟并在容器内壁凝结,鉴定该固体中的阳离子的操作步骤:。
(5)该装置连接后尚存在的缺陷是:。
(1)下列实验操作或对实验事实的描述不正确的是(填序号)。
A.不宜用瓷坩埚灼烧氢氧化钠或碳酸钠
B.使用容量瓶配制溶液时,俯视刻度线定容后所得溶液浓度偏大
C.分液操作时,由于分液漏斗下端已沾满下层液体,故上层液体要从上口倒出
D.用托盘天平称量11.74g氯化钠晶体
E.用结晶法分离硝酸钾和氯化钠的混合物
(2)实验室需要0.1 mol·L-1NaOH溶液450 moL和0.5 mol·L-1硫酸溶液500 mL。根据这两种溶液的配制情况回答下列问题:
①如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是(填序号);配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是(填仪器名称)。
②下列操作中,容量瓶所不具备的功能有(填序号)。
A.配制一定体积准确浓度的标准溶液
B.贮存溶液
C.测量容量瓶规格以下的任意体积的液体
D.准确稀释某一浓度的溶液
E.用来加热溶解固体溶质
③请计算需用托盘天平称取固体NaOH的质量为g。某同学用托盘天平称量烧杯的质量,天平平衡后的状态如图.由图中可以看出,烧杯的实际质量为g。
④根据计算得知,所需质量分数为98%、密度为I.84 g·cm-3的浓硫酸的体积为mL(计算结果保留一位小数)。配制过程中需先在烧杯中将浓硫酸进行稀释,稀释时操作方法是。