亚氯酸钠(NaClO2)是重要漂白剂。探究小组开展如下实验,回答下列问题:
实验Ⅰ:制取NaClO2晶体按下图装置进行制取。
已知:NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O,高于38℃时析出NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
(1)用50%双氧水配制30%的H2O2溶液,需要的玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管、烧杯外,还需要 (填仪器名称);
(2)装置C的作用是 ;
(3)装置B内生成的ClO2气体与装置D中混合溶液反应生成NaClO2,生成NaClO2的反应方程式为 。
(4)如果撤去D中的冷水浴,可能导致产品中混有的杂质是 ;
(5)反应后,经以下步骤可从装置D的溶液获得NaClO2晶体。请补充完整操作iii。
i.55℃蒸发结晶;
ii.趁热过滤;
iii. ;
iv.低于60℃干燥,得到成品。
实验Ⅱ:样品杂质分析与纯度测定
(6)上述实验制得的NaClO2晶体中含少量Na2SO4。产生Na2SO4最可能的原因是 ;
a. B中有SO2气体产生,并有部分进入D装置内
b. B中浓硫酸挥发进入D中与NaOH中和
c. B中的硫酸钠进入到D装置内
(7)测定样品中NaClO2的纯度。测定时进行如下实验:
准确称一定质量的样品,加入适量蒸馏水和过量的KI晶体,在酸性条件下发生如下反应:ClO2-+ 4I-+4H+ =2H2O+2I2+Cl-,将所得混合液稀释成100mL待测溶液。取25.00mL待测溶液,加入淀粉溶液做指示剂,用c mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点,测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL(已知:I2 +2S2O32-=2I-+S4O62-)。
①确认滴定终点的现象是 ;
②所称取的样品中NaClO2的物质的量为 (用含c、V的代数式表示)。
污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂,通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2,又制得电池材料MnO2(反应条件已省略)。
请回答下列问题:
(1)上述流程中多次涉及到过滤操作,下图表示的过滤操作中的一处错误是_______;过滤后的沉淀需要洗涤,则实验室进行沉淀洗涤的操作是 。
(2)用MnCO3能除去溶液中的Al3+和Fe3+,检验滤液中不存在Fe3+的实验操作是_____________。
(3)已知Ksp(CuS)=8.4×10-45,Ksp(NiS)=1.4×10-24;在除铜镍的过程中,当Ni2+恰好完全沉淀(此时溶液中c(Ni2+)=1.0×10-5mol/L),溶液中Cu2+的浓度是 mol/L。
(4)工业上采用电解K2MnO4水溶液的方法来生产KMnO4,其中隋性电极作阳极,铁作阴极,请写出阴极的电极反应式 。
(5)下列各组试剂中,不能准确测定一定体积燃煤尾气中SO2含量的是__________。(填编号)
a.NaOH溶液、酚酞试液 b.稀H2SO4酸化的KMnO4溶液
c.碘水、淀粉溶液 d.氨水、酚酞试液
(6)除杂后得到的MnSO4溶液可以通过 (填操作名称)。高锰酸钾与硫酸锰反应制备MnO2的离子方程式为_____________。
草酸(H2C2O4)是一种二元弱酸,部分性质如下:能溶于水,易溶于乙醇;大约在175℃升华(175℃以上分解生成H2O、CO2和CO);H2C2O4+Ca(OH)2=CaC2O4↓+2H2O。现用H2C2O4进行如下实验:
(一)探究草酸的不稳定性
通过如图实验装置验证草酸受热分解产物中的CO2和CO,A、B、C中所加入的试剂分别是:
A、乙醇 B、 C、NaOH溶液。
(1)B中盛装的试剂 (填化学式)
(2)A中加入乙醇的目的是 。
(二)探究草酸的酸性
将0.01mol草酸晶体(H2C2O4·2H2O)加入到100ml 0.2mol/L的NaOH溶液中充分反应,测得反应后溶液呈碱性,其原因是 (用离子方程式表示)。
(三)用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应来探究影响化学反应速率的因素
I、实验前先用酸性KMnO4标准溶液滴定未知浓度的草酸
反应原理:MnO4- + H2C2O4+ = Mn2+ + CO2↑+ H2O
(1)配平上述离子方程式。
(2)滴定时KMnO4溶液应盛装于 (填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
Ⅱ、探究影响化学反应速率的因素
实验 组别 |
c(H2C2O4) /(mol/L) |
V(H2C2O4) /ml |
c(KMnO4) /(mol/L) |
V(KMnO4) /ml |
c(H2SO4) /(mol/L) |
褪色所需时间 |
实验 目的 |
1 |
0.2 |
2 |
0.0025 |
4 |
0.12 |
6'55'' |
(a) |
0.2 |
2 |
0.005 |
4 |
0.12 |
5'17'' |
||
0.2 |
2 |
0.01 |
4 |
0.12 |
3'20'' |
||
0.2 |
2 |
0.02 |
4 |
0.12 |
9'05'' |
||
0.2 |
2 |
0.03 |
4 |
0.12 |
11'33'' |
||
0.2 |
2 |
0.04 |
4 |
0.12 |
14'20'' |
下表列出了在“探究影响化学反应速率的因素”实验中得出的部分实验数据:
请回答:
(1)实验目的(a)是 ;
(2)根据表中数据在坐标中画出反应褪色所需时间随KMnO4溶液浓度的变化关系图像;
(3)若要探究催化剂对该反应速率的影响应选择MnSO4而不选MnCl2作为催化剂,其原因是 。
净水剂液体聚合硫酸铝铁兼具铁盐和铝盐的双重絮凝特性,一般是以铁盐为主,铝盐为辅。现用的铝土矿(其主要成分是Al2O3,含有少量杂质Fe2O3和SiO2,其他杂质忽略不计)来制备该净水剂,其工艺流程如下:
(1)H2SO4浓度的适宜范围是45%~50%,反应的适宜温度是100℃,其目的是: ;Al2O3与H2SO4反应的化学反应方程式是__________。
(2)操作I为:冷却静置、 、洗涤,所得到的溶液I中的金属阳离子有_______(填化学式)。
(3)溶液I中加入绿矾(FeSO4·7H2O)和双氧水的目的是: ,涉及的反应离子方程式为 _ _。
(4)钢材镀铝后,表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀,请在答题卡中完成钢材镀铝的装置示意图,并作相应标注。
研究性学习小组利用下列有关装置进行探究实验,回答相关问题。
(1)写出A中的反应化学方程式 。
(2)实验时,旋开装置A中分液漏斗的旋塞,发现液体流出缓慢,最终停止,其可能的原因是 。
(3)装置B中的溶液出现浑浊,该实验证明SO2具有 性 。
(4)实验后,测定装置C中溶液呈碱性。溶液为什么呈碱性呢?大家有不同意见:
①是生成的Na2SO3水解;
②是氢氧化钠剩余。
请设计实验方案证明哪种意见成立。
选用下列试剂进行实验:Na2SO3溶液、酚酞溶液、氯水、BaCl2溶液、稀硫酸
实验步骤 |
实验操作 |
预期现象与结论 |
(5)另一小组利用装置D进行实验:用注射器向装置D共注入v mL实验室含SO2的空气,当溶液刚好褪色,停止实验。
该小组的实验目的是 。
下面是利用工业冶炼硫酸铜(含有Fe2+、AsO2-、Ca2+等杂质)提纯制备电镀硫酸铜的生产流程。
已知:①Fe3+ Cu2+开始沉淀的pH分别2.7、5.4,完全沉淀的pH分别为3.7、6.4;
②KSP[(Cu(OH)2]=2×10-20
(1)溶解操作中需要配制含铜64g/L的硫酸铜溶液100L,需要称量冶炼级硫酸铜的质量至少为 kg。
(2)氧化步骤中发生的离子反应方程式为① 。
②AsO2— + H2O2+ H+=H3AsO4 ③ H3AsO4+ Fe3+=FeAsO4↓+ 3H+
(3)若要检验调节pH后溶液的Fe3+是否除尽,方法是 ;氧化后需要将溶液进行稀释,稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过 mol·L-1。
(4)固体I的主要成分除 FeAsO4外还有 ,操作I为______________。
(5)利用以上电镀级硫酸铜作为电解质溶液,电解粗铜(含铁、银杂质)制备纯铜,写出阳极发生的电极反应方程式 。