草酸(H2C2O4)溶液与酸性KMnO4溶液反应时,溶液褪色总是先慢后快,某学习小组探究反应过程中使褪色加快的主要原因,过程如下:
【查阅资料】KMnO4溶液氧化H2C2O4的反应历程为:
【提出假设】
假设1:该反应为放热反应
假设2:反应生成的Mn2+对该反应有催化作用
假设3:K+对该反应有催化作用
该小组同学未提出浓度使反应速率加快的假设,原因是 。
【设计、完成实验】
(1)称取 g草酸晶体(H2C2O4·2H2O),配置500mL0.10mol/L H2C2O4溶液。
①在上述过程中必须用到的2种定量仪器是托盘天平和 。
②下列操作会使所配溶液浓度偏低的是 (填下列选项的字母序号)。
A.称取草酸晶体时,将草酸晶体放在托盘天平右盘 |
B.定容时俯视刻度线 |
C.将烧杯中溶液转移到容量瓶之前,容量瓶中有少量蒸馏水 |
D.摇匀后,发现溶液液面低于刻度线,立即用胶头滴管加水再定容 |
(2)完成探究,记录数据
x = 时,假设2成立。
(3)由于KMnO4能氧化水中有机物等因素,为配制好稳定的KMnO4溶液,其浓度需标定。取10.00 mL 0.10mol/L H2C2O4溶液于锥形瓶中,加入10mL 0.50mol/L稀硫酸,用(2)中KMnO4溶液滴定至锥形瓶中恰好呈浅紫色,且半分钟不褪色,记录数据,平行三次实验,平均消耗KMnO4溶液40.00 mL,则草酸溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为 。上述实验中KMnO4溶液的物质的量浓度为 。
草酸晶体的组成可表示为:H2C2O4·xH2O,实验室常用其加热分解制取CO气体,反应的化学方程式为:H2C2O4·xH2O CO↑+CO2↑+(x+1)H2O,将生成的CO2和水蒸气除掉,即得到较纯净的CO气体。
Ⅰ、下图是除去草酸分解产物中的CO2、水蒸气后得到CO,并用CO还原两通管中的CuO实验装置,回答下列问题。
(1)在甲洗气瓶中所盛溶液是。
(2)CuO全部被还原后停止实验操作的步骤的有:①停止通气体,②熄灭酒精灯,③拆下实验装置,④继续通气体到两通管冷却止。其正确的操作顺序是。
A.④②①③B.①②③C.②④①③D.②④③
Ⅱ、为测定草酸晶体的x值,进行下列实验:
①取wg草酸晶体配成100mL水溶液;
②量取25.00mL草酸溶液置于锥形瓶中,加入适量稀H2SO4后,用浓度为c mol·L-1KMnO4溶液滴定。滴定时,所发生的反应为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O
请回答下列问题:
(1)实验②中,滴定时,KMnO4溶液应装在(填“酸式滴定管”、“碱式滴定管”)中。
(2)判断滴定终点的方法是。若滴定时,前后两次读数分别为a mL和b mL,由此计算出该草酸晶体的x值是。
(3)下列操作会引起测得的x值偏大的是(填选项)
A.滴定结束时俯视读数
B.滴定结束后滴定管尖嘴处还有一滴标准液悬而未滴
C.锥形瓶未干燥即装入草酸溶液
D.滴定管用蒸馏水洗净后即装入KMnO4溶液
某研究性学习小组在研究二氧化硫漂白作用时,从“氯气的漂白作用实际上是氯气与水反应生成的次氯酸的漂白作用”得到启发。为了探究二氧化硫作用得到底是二氧化硫本身还是二氧化硫与水作用的产物,该小组设计了如下实验。请回答相关问题。
(1)实验室用亚硫酸钠粉末跟硫酸制取二氧化硫,现有下列三种硫酸溶液,应选用(填字母)。
A.98%浓硫酸 B.70%硫酸C.10%稀硫酸
(2)为了探究SO2能否使品红褪色,该同学选择了正确的药品后设计了如下图所示实验装置,请指出实验装置设计中的不合理之处。
①;②。
(3)该同学选择了正确装置后,实验中控制二氧化硫以大约每秒3个气泡的速度通过品红的酒精溶液时,经过一小时后,品红仍不褪色。为此,你认为使品红的水溶液褪色的微粒可能是。
(4)该同学进一步实验如下:取等量相同浓度的品红水溶液于两支试管中,再分别加入少量亚硫酸钠固体和亚硫酸氢钠固体,两支试管中的品红都褪色,他得出的结论:使品红褪色的微粒肯定是HSO3-或SO32-。你认为他的结论是否正确,其理由是。
溴化钙可用作阻燃剂、制冷剂,具有易溶于水,易吸潮等性质。实验室用工业大理石(含有少量Al3+、Fe3+等杂质)制备溴化钙的主要流程如下:
完成下列填空:
(1)上述使用的氢溴酸的质量分数为26%,若用47%的氢溴酸配置26%的氢溴酸的HBr 500ml,所需的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、量筒、、 。
(2)已知步骤Ⅲ的滤液中不含NH4+。步骤Ⅱ加入的试剂a是 ,控制溶液的pH约为8.0的目的是。步骤Ⅳ的目的是 。
(3)制得的溴化钙可以通过如下步骤测定其纯度:
①称取4.00g无水溴化钙样品;②溶解;③滴入足量Na2CO3溶液,充分反应后过滤、洗涤、干燥、称量。若得到1.88g碳酸钙,则溴化钙的质量分数为 (保留两位小数)。
②若实验操作规范而测定结果偏低,其原因是。
3-丁酮酸乙酯在有机合成中用途极广,广泛用于药物合成,还用作食品的着香剂。其相对分子质量为130,常温下为无色液体,沸点181℃,受热温度超过95℃摄氏度时就会分解;易溶于水,与乙醇、乙酸乙酯等有机试剂以任意比混溶;实验室可用以乙酸乙酯和金属钠为原料制备。乙酸乙酯相对分子质量为88,常温下为无色易挥发液体,微溶于水,沸点77℃。
【反应原理】
【实验装置】
【实验步骤】
1.加热反应:向反应装置中加入32 mL(28.5g,0.32mol)乙酸乙酯、少量无水乙醇、1.6 g(0.07mol)切细的金属钠,微热回流1.5~3小时,直至金属钠消失。
2.产物后处理:冷却至室温,卸下冷凝管,将烧瓶浸在冷水浴中,在摇动下缓慢的加入32 mL 30%醋酸水溶液,使反应液分层。用分液漏斗分离出酯层。酯层用5%碳酸钠溶液洗涤,有机层放入干燥的锥形瓶中,加入无水碳酸钾至液体澄清。
3.蒸出未反应的乙酸乙酯:将反应液在常压下蒸馏至100℃。然后改用减压蒸馏,得到产品2.0g。
回答下列问题:
(1)从反应原理看,无水乙醇的作用是。
(2)反应装置中加干燥管是为了。两个装置中冷凝管的作用(填“相同”或“不相同”),冷却水进水口分别为和(填图中的字母)。
(3)产物后处理中,滴加稀醋酸的目的是,稀醋酸不能加多了,原因是。用分液漏斗分离出酯层的操作叫。碳酸钠溶液洗涤的目的是。加碳酸钾的目的是。
(4)采用减压蒸馏的原因是。
(5)本实验所得到的3-丁酮酸乙酯产率是(填正确答案标号)。
A.10% | B.22% | C.19% | D.40% |
三苯甲醇(C6H5)3C-OH是一种重要的化工原料和医药中间体。实验室合成三苯甲醇的实验装置如图所示。
已知:①过程中生成的中间物质格氏试剂易发生水解反应;
②部分相关物质的沸点如下:
物质 |
沸点/℃ |
三苯甲醇 |
380 |
乙醚 |
34.6 |
溴苯 |
156.2 |
③三苯甲醇的相对分子质量为260。
请回答下列问题:
(1)装置中玻璃仪器B的名称为;装有无水CaCl2的仪器A的作用是。
(2)装置中滴加液体未用普通分液漏斗而用滴液漏斗的作用是;制取格氏试剂时要保持温度约为40℃,可以采用加热方式。
(3)制得的三苯甲醇粗产品中含有乙醚、溴苯、氯化铵等杂质,可以设计如下提纯方案:
其中,操作①的名称是;洗涤液最好选用(填字母序号)。
a.水 b.乙醚 c.乙醇 d.苯
检验产品已经洗涤干净的操作为。
(4)纯度测定:称取2.60 g产品,配成乙醚溶液,加入足量金属钠(乙醚与钠不反应),充分反应后,测得生成的气体在标准状况下的体积为100.80 mL。则产品中三苯甲醇的质量分数为。