某浅绿色晶体X[x(NH4)2SO4·yFeSO4·zH2O]在分析化学上常用作还原剂。为确定其组成,某小组同学进行如下实验。
I.NH4+的测定
采用蒸馏法,蒸馏装置如图所示,实验步骤如下:
①准确称取19.60 g晶体X,加水溶解,注入圆底烧瓶中;
②准确量取50.00 mL l.0100 molH2SO4溶液于锥形瓶中;
③向圆底烧瓶中加入足量NaOH溶液,加热蒸馏;
④用0.0400 mol NaOH标准溶液滴定锥形瓶中过剩的酸,到终点时消耗NaOH标准溶液25.00 mL。
(1)步骤②中,准确量取H2SO4溶液所用的玻璃仪器为________.
(2)步骤③中,加热蒸馏时间需长达30分钟,其目的为________.
(3)步骤④中,若滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,则所测n(NH4+)的值将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
Ⅱ.SO42-的测定
采用重量分析法,实验步骤如下:
①另准确称取19.60 g晶体X于烧杯中,加水溶解,边搅拌边加入过量的 BaCl2溶液;
②用无灰滤纸(灰分质量很小,可忽略)过滤,洗涤沉淀3~4次;
③用滤纸包裹好沉淀取出,灼烧滤纸包至滤纸完全灰化;
④继续灼烧沉淀至恒重.得沉淀质量23.30 g。
(4)步骤①中,判断 BaCl2溶液已过量的实验操作和现象是________。
(5)步骤②中,所用洗涤剂最合适的是________(填选项字母)。
A.冷水 B.稀硫酸 C.滤液
(6)步骤③灼烧操作中,除三脚架外,还需要用到下列仪器中的____(填选项字母)。
A.烧杯
B.坩埚
C.表面皿
D.泥三角
E.蒸发皿
F.酒精灯
(7)综合实验I、Ⅱ,通过计算得出晶体X的化学式为________。
污鸡净的主要成分是KMnO4和H2C2O4,可用于洗涤有霉斑的衣物。某小组同学拟探究H2C2O4浓度对反应速率的影响。
实验仪器
I.实验原理
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。
II.实验设计
(1)【方案一】测量气体产物:在相同温度下,利用下图装置,测定不同浓度H2C2O4溶液与KMnO4反应产生相同体积CO2所需的时间(忽略CO2溶解性的影响)。下图方框中应选择(填编号)仪器组装量气装置,限选以下仪器:
①广口瓶、②双孔塞、③水槽、④橡胶管、⑤导管、⑥量筒、⑦秒表。
(2)【方案二】观察反应现象:在其它相同条件下,测定不同浓度H2C2O4溶液与等体积等浓度KMnO4溶液混合后,溶液褪色所需的时间。拟定实验数据:
实验序号 |
温度/℃ |
各物质的体积 / mL |
反应时间 |
|||
H2O |
3 mol/L稀硫酸 |
0.1mol/L KMnO4溶液 |
0.6 mol/LH2C2O4溶液 |
|||
1 |
25 |
3.0 |
2.0 |
4.0 |
6.0 |
t1 |
2 |
25 |
① |
2.0 |
4.0 |
4.0 |
t2 |
3 |
② |
7.0 |
2.0 |
4.0 |
2.0 |
t3 |
表中①、②处的数据分别是、。
III.讨论与交流
(3)小组同学在处理一系列的实验数据时,发现速率(v)-时间(t)曲线如下图所示。他们认为:0~t时间内,速率变快的可能原因是。
(4)实验室常用KMnO4标准溶液滴定某浓度草酸。KMnO4溶液置于(填仪器名称)中,判断到达滴定终点的现象是。若滴开始时,滴定管中有气泡,滴定结束时气泡消失,则测定结果(填“偏高”、“偏低”、“无影响”)。
实验题:
某实验小组拟验证CO2与Na2O2反应的产物,现设计以下实验装置进行实验:
(1)写出装置A中反应的化学方程式__________________________________;
写出装置B中反应的化学方程式__________________________________。
(2)拟用装置D收集气体产物,请在方框中将装置补充完整。
(3)产物检验:
①检验气体产物的方法:________________________________________;
检验固体产物的方法:从B装置中取少量固体,溶于水配成溶液,____________________________________________________________。
(4)有同学认为该实验装置存在明显缺陷,你认为该缺陷是什么____________。
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”)
Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水。在中性或碱性环境中稳定。
I.制备Na2S2O3•5H2O反应原理:Na2SO3(aq)+S(s)Na2S2O3(aq)
实验步骤:
①称取15g Na2SO3加入圆底烧瓶中,再加入80ml蒸馏水。另取5g研细的硫粉,用3ml乙醇润湿,加入上述溶液中。
②安装实验装置(如图所示,部分加持装置略去),水浴加热,微沸60分钟。
③趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O3•5H2O,经过滤,洗涤,干燥,得到产品。
回答问题:
(1)仪器a的名称是,其作用是。
(2)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是,检验是否存在该杂质的方法是。
(3)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子方程式表示其原因:。
II.测定产品纯度
准确称取Wg产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.1000 mol•L‾1碘的标准溶液滴定,滴定至终点时,消耗标准溶液的体积为18.10 mL。
反应原理为:2S2O32‾+I2=S4O62-+2I‾
(4)滴定至终点时,溶液颜色的变化:。
(5)产品的纯度为(设Na2S2O3•5H2O相对分子质量为M)。
III.Na2S2O3的应用
(6)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO42‾,常用作脱氧剂,该反应的离子方程式为。
下图虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有气体产物,填写下列空白:
(1)写出木炭粉与浓硫酸反应的化学方程式;
(2)如果按装置中三部分仪器的连接顺序进行实验。
i.装置①出现现象说明有生成;
ii.装置②中前一瓶品红溶液褪色,说明有生成;
iii.能检验出最后一种产物的现象是;
(3)如果将仪器的连接顺序变为①、③、②,则可以检出的物质是;不能确定的物质是;
(4)若将①、②、③装置拆除,替换装置④进行实验。
装置④中溶液颜色变浅绿色, 其反应的离子方程式是 ;
反应后往④中溶液加入氯化钡溶液,反应的离子方程式是;
(5)若④中的氯化铁溶液含有少量的亚铁离子,为检验少量亚铁离子的存在,可选用的试剂是 。
A.KSCN溶液 | B.稀盐酸 | C.KMnO4溶液 | D.NaOH溶液 |