(14分)化合物KxFe(C2O4)y·3H2O(Fe为+3价)是一种军用光敏材料,实验室可以用如下的方法来制备这种材料并测定这种材料的组成。
I.制备
(1)结晶时应将饱和溶液用冰水冷却,同时放在黑暗处等待晶体的析出,这样操作的原因是____
(2)操作 a 名称是____
(3)称取一定质量的晶体置于锥形瓶中,加入足量蒸馏水和稀 H2SO4 ,将C2O42-转化为H2C2O4后用0.1100 mol/L KMnO4溶液滴定,当消耗 KMnO4溶液 24.00 mL 时恰好完全反应;再向溶液中加入适量的还原剂,恰好将 Fe3+完全转化为 Fe2+,用相同浓度的 KMnO4溶液继续滴定,当Fe2+完全氧化时,用去KMnO4溶液4.00 mL 。第二次滴定的离子方程式为 ,第二次滴定终点的现象为 。
(4)配制100 mL 0.1100 mol/L KMnO4溶液及滴定实验中所需的玻璃仪器除烧杯,玻璃棒、胶头滴管、量筒、锥形瓶外还有 (填仪器名称)。
(5)通过计算确定该材料的组成为: (填写化学式)。
实验室需要用0.1mol/LNaOH溶液450mL,根据溶液配制和使用回答下列问题:
(1)实验中除了托盘天平、烧杯、容量瓶外还需要的其它仪器有:
。
(2)根据计算得知,所需称量的NaOH的质量为g。
(3)下列操作对所配浓度有何影响(填写字母)偏大的有。
A.称量用了生锈的砝码 |
B.将NaOH放在纸张上称量 |
C.NaOH在烧杯中溶解后,未冷却就立即转移到容量瓶中 |
D.往容量瓶转移时,有少量液体溅出 |
E.未洗涤溶解NaOH的烧杯
F.定容时俯视刻度线
G.容量瓶未干燥即用来配制溶液
H.定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面不到刻度线,再加水至刻度线。
(共10分)如图,在试管a中先加入2mL95%的乙醇,边摇动边缓缓加入5mL浓H2SO4并充分摇匀,冷却后再加入2g无水醋酸钠,用玻璃棒充分搅拌后将试管固定在铁架台上,在试管b中加入7mL饱和碳酸钠溶液。连接好装置,用酒精灯对试管a加热,当观察到试管b中有明显现象时停止实验。
(1)写出a试管中的主要化学反应的方程式;
(2)加入浓H2SO4的目的是。
(3)试管b中观察到的现象是。
(4)在实验中球形干燥管除起冷凝作用外,另一个重要作用是。
(5)饱和Na2CO3溶液的作用是。
Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。
[实验设计]控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表),设计如下对比试验。
(1)完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验 编号 |
实验目的 |
T/K |
pH |
c/10-3mol·L-1 |
|
H2O2 |
Fe2+ |
||||
① |
为以下实验作参照 |
298 |
3 |
6.0 |
0.30 |
② |
探究温度对降解反应速率的影响 |
||||
③ |
298 |
10 |
6.0 |
0.30 |
[数据处理]实验测得p—CP的浓度随时间变化的关系如下图。
(2)请根据上图实验①曲线,计算降解反应在50~150s内的平均反应速率;
v(p—CP)= mol·L-1·s-1。
[解释与结论]
(3)实验①、②表明温度升高,该降解反应速率增大。但温度过高时(如接近100℃)反而导致降解反应速率减小,请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因:
(4)实验③得出的结论是:pH等于10时,
[思考与交流](5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中反应立即停止下来。根据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法:
氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH溶液的工艺流程示意图如下所示,完成下列填空:
(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上电极反应为__________________,与电源负极相连的电极附近,溶液pH_________(选填“不变”、“升高”或“下降”)。
(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质,精制过程发生反应的离子方程式为_________
_______________________________________________________________。
(3)如果粗盐中SO42-含量较高,必须添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可以是_________。
a. Ba(OH)2 b. Ba(NO3)2 c. BaCl2
(4)为了有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-,加入试剂的合理顺序为_________(选填a、b、c)
a. 先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂
b. 先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
c. 先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过_________、冷却、_________(填写操作名称)除去NaCl。
(8分)铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时,观察到铁完全溶解,并产生大量气体。请你协助他们探究所得气体的成分。
【提出猜想】
猜想一:所得气体中可能是SO2。
猜想二:所得气体中可能是。
猜想三:所得气体中可能是的混合气体。
【实验探究】
(1)将所得气体通入如下装置
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证明猜想三正确的实验现象;
(2)点燃试管中的气体前,必须要进行的操作是。