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 。
实验室可以用MgCl2•6H2O为原料制备碳酸镁晶须,主要流程如下:
试回答:
(1)操作1的名称是 。
(2)上述反应过程要控制好温度,因为MgCO3置于水中长时间加热煮沸可完全生成 Mg(OH)2,其原因是 。
(3)另査阅文献,在加热煮沸时也可能生成碱式碳酸镁Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O,写出该反应的化学方程式 。
(4)某课题组为了确定MgCO3在水中长时间加热煮沸后所得的固体成分,进行如下 研究。(注:Mg(OH)2,Mg5(OH)2(CO3)4.4H2O在煮沸时均不会分解)
①定性研究:请你完成下表中内容。
实验步骤 |
预期的实验现象和结论 |
取一定质量的固体样品 |
若 则固体产物为Mg(OH)2 |
②另取一定质量的固体,灼烧至恒重,能否通过固体质量的减少量来确定固体的成分?_______(填“能”或“否”),理由是
废旧物的回收利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。某研究小组同学以废旧锌锰干电池为原料,将废旧电池含锌部分转化成ZnSO4·7H2O,含锰部分转化成纯度较高的MnO2,将NH4Cl溶液应用于化肥生产中,实验流程如下:
(1)操作②中所用的加热仪器应选 (选填“蒸发皿”或“坩埚”)。
(2)将溶液A处理的第一步是加入氨水调节pH为9,使其中的Fe3+和Zn2+沉淀,请写出氨水和Fe3+反应的离子方程式 。
(3)操作⑤是为了除去溶液中的Zn2+。已知25℃时,
NH3·H2O的Kb |
Zn2+完全沉淀的pH |
Zn(OH)2溶于碱的pH |
1.8×10-5 |
8.9 |
>11 |
由上表数据分析应调节溶液pH最好为 (填序号)。
a.9 b.10 c.11
(4)MnO2精处理的主要步骤:
步骤1:用3%H2O2和6.0mol/L的H2SO4的混和液将粗MnO2溶解,加热除去过量H2O2,得MnSO4溶液(含少量Fe3+)。反应生成MnSO4的离子方程式为 ;
步骤2:冷却至室温,滴加10%氨水调节pH为6,使Fe3+沉淀完全,再加活性炭搅拌,抽滤。加活性炭的作用是 ;
步骤3:向滤液中滴加0.5mol/L的Na2CO3溶液,调节pH至7,滤出沉淀、洗涤、干燥,灼烧至黑褐色,生成MnO2。灼烧过程中反应的化学方程式为 。
(5)查文献可知,粗MnO2的溶解还可以用盐酸或者硝酸浸泡,然后制取MnCO3固体。
①在盐酸和硝酸溶液的浓度均为5mol/L、体积相等和最佳浸泡时间下,浸泡温度对MnCO3产率的影响如图,由图看出两种酸的最佳浸泡温度都在 ℃左右;
②在最佳温度、最佳浸泡时间和体积相等下,酸的浓度对MnCO3产率的影响如下图,由图看出硝酸的最佳浓度应选择 mol/L左右。
某实验小组同学用如下实验装置探究铜与浓硫酸的反应。
实验步骤:
①先连接好装置,检查气密性,再加入试剂;
②加热A试管,B中品红溶液褪色,熄灭酒精灯;
③将铜丝向上抽动离开液面。
(1)A试管中发生反应的化学方程式为 。
(2)能够证明铜与浓硫酸反应生成气体的现象是 。
(3)在盛有BaCl2溶液的C试管中,除了导管口有气泡外,无其他明显现象,若将其分成两份,分别滴加下列溶液,将产生沉淀的化学式填入下表相应的位置。
滴加的溶液 |
氯水 |
氨水 |
沉淀的化学式 |
写出其中SO2显示还原性的反应的离子方程式 。
(4)实验完毕后,先熄灭酒精灯,由于导管E的存在,B中的液体不会倒吸入A中,其原因是__________。
(5)实验完毕后,装置中残留气体有毒,不能打开胶塞。为了防止该气体排入空气中污染环境,拆除装置前,应当采取的操作是 。
某科研小组设计出利用工业废酸(10%H2SO4)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿制取活性ZnO的方案,实现废物综合利用,方案如下图所示。
已知:298K时各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。
离子 |
开始沉淀时的pH |
完全沉淀时的pH |
Fe2+ |
6.34 |
9.7 |
Fe3+ |
1.48 |
3.2 |
Zn2+ |
6.2 |
8.0 |
请回答下列问题:
(1)氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS,在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶,这是由于相同温度下:Ksp(CuS) Ksp(ZnS)(选填“>”“<”或“=”)。
(2)你认为在除铁过程中选用下列物质中的 (填序号)作为试剂甲是比较合适的。
A.KMnO4 B.HNO3 C.H2O2 D.Cl2
(3)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH,pH应控制在 范围之间。
(4)请写出加甲物质后,加入氨水控制调节溶液的pH下生成Fe(OH)3反应的离子方程式 。
(5)298K时,残留在乙溶液中的c(Fe3+)在 __ mol/L以下。Fe(OH)3的KSP= 2.70×10-39
(6)乙的溶液可直接用作氮肥,则乙的化学式是 。
(7)请写出“沉淀Zn2+”步骤中发生反应的化学方程式 。
MgSO4•7H2O在医药上常用做泻药,工业上可用氯碱工业中的一次盐泥为原料生产。已知一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分。其主要工艺如下:
回答下列问题:
(1)用H2SO4调节溶液PH至1~2,H2SO4作用是 。
(2)加NaClO溶液至PH=5~6并加热煮沸5~10分钟,沉淀2中主要含有MnO2和另外两种难溶物,这两种难溶物的化学式分别为 、 ;其中NaClO溶液将MnSO4转化为MnO2的离子方程式为 。
(3)检验滤液Ⅱ中是否含有Fe3+的实验方法是 。
(4)“操作X”是将溶液 、 、过滤洗涤,即得到MgSO4•7H2O晶体。
(5)准确称量制得的样品5g,用200mL水溶解,加入2 mol/L的盐酸5mL,在不断搅拌下滴加足量2 mol/LBaCl2溶液,充分反应后,得沉淀4.46g,则样品纯度为 。