(14分)某学生欲配制6.0 mol·L-1的H2SO4 1 000 mL,实验室有三种不同浓度的硫酸:①480 mL 0.5 mol·L-1的硫酸;②150 mL 25%的硫酸(ρ=1.18 g·mL-1);③足量的18 mol·L-1的硫酸。有三种规格的容量瓶:250 mL、500 mL、1 000 mL。老师要求把①②两种硫酸全部用完,不足的部分由③来补充。
请回答下列问题:
(1)实验所用25%的硫酸的物质的量浓度为______ mol·L-1(保留1位小数)。
(2)配制该硫酸溶液应选用容量瓶的规格为______ mL。
(3)配制时,该同学的操作顺序如下,请将操作步骤B、D补充完整。
A.将①②两溶液全部在烧杯中混合均匀;
B.用量筒准确量取所需的18 mol·L-1的浓硫酸____ mL,沿玻璃棒倒入上述混合液中,并用玻璃棒搅拌,使其混合均匀;
C.将混合均匀的硫酸沿玻璃棒注入所选的容量瓶中;
D.用适量的水洗涤烧杯和玻璃棒2~3次,洗涤液均注入容量瓶中;
E.振荡,继续向容量瓶中加水,直到液面接近刻度线1 cm~2 cm处;
F.改用胶头滴管加水,使溶液的凹液面恰好与刻度线相切;
G.将容量瓶盖紧,振荡,摇匀。
(4)如果省略操作D,对所配溶液浓度有何影响?______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)进行操作C前还需注意__________________________________。
高铁酸钾(K2FeO4)具有高效的消毒作用,为一种新型非氯高效消毒剂。电解法制备高铁酸钾操作简便,成功率高,易于实验室制备。其原理如下图所示。
I. 实验过程中,两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐变成紫红色;停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清。查阅资料发现,高铁酸根(FeO42-)在溶液中呈紫红色。
(1)电解过程中,X极是极,电极反应是。
(2)电解过程中,Y极放电的有。
(3)生成高铁酸根(FeO42-)的电极反应是。
II. 若用不同种电池作为上述实验的电源,请分析电池反应。
(1)铅蓄电池总的化学方程式为:
2H2O+2PbSO4 Pb+PbO2+2H2SO4,则它在充电时的阳极反应为
。
(2)镍镉碱性充电电池在放电时,其两极的电极反应如下:
正极:2NiOOH+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-
负极:Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2
则它在放电时的总反应的化学方程式为。
(3)肼(N2H4)是一种可燃性液体,可用作火箭燃料。已知在25℃、101kPa时,32.0g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气和液态水,放出624kJ的热量,则N2H4完全燃烧的热化学方程式是;
肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液,放电时负极的电极反应是。
(4)以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐,电池总反应方程式为:C3H8+5O2=3CO2+4H2O。
写出该电池正极的电极反应:。
(5)当制备相同物质的量的高铁酸钾时,理论上,上述四种电池中分别消耗的Pb、Cd、肼、丙烷的物质的量之比是。
某同学对MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3在氯酸钾受热分解反应中的催化作用进行了研究。实验所得数据如下表。就本实验的有关问题,请填空:
实验 编号 |
KClO3(g) |
氧化物 |
产生气体(mL) (已折算为标况) |
耗时(s) |
||
化学式 |
质量(g) |
实际回收 |
||||
1 |
0.6 |
— |
— |
— |
10 |
480 |
2 |
0.6 |
MnO2 |
0.20 |
90% |
67.2 |
36.5 |
3 |
0.6 |
CuO |
0.20 |
90% |
67.2 |
79.5 |
4 |
0.6 |
Fe2O3 |
0.20 |
90% |
67.2 |
34.7 |
5 |
0.6 |
Cr2O3 |
0.20 |
异常 |
67.2 |
188.3 |
(1)本实验的装置由下图三部分组成,其正确的接口连接顺序为。
(2)为证明编号2的实验中MnO2起到催化作用,上述实验后还要测定反应剩余物MnO2的质量,实验的操作顺序是:溶解→→→→。
(3)从上表实验数据分析,对氯酸钾受热分解有催化作用的物质,按其催化能力从大到小的顺序为(填物质的化学式)。
(4)从编号3的实验数据,可计算出KClO3的分解率为%(保留一位小数)。
(5)在进行编号5的实验时,有刺激性的黄绿色气体产生,该气体可能是______(填化学式),常用试纸检验该气体,上述异常现象产生的原因是。
利用下图电解装置进行实验。
(1)若a、b是惰性电极,电解质溶液是氯化钠溶液,a极是极,总反应的离子方程式是。
(2)若a、b是惰性电极,电解质溶液是硝酸银溶液,b极上的现象是,总反应的离子方程式是。
(3)若a、b是惰性电极,电解质溶液是硫酸钾溶液,a极上的电极反应是,若两极附近分别加入石蕊试液,两极附近的现象是。
实验室用下图的装置将CO2和CO进行分离和干燥.已知a、b均为活塞,试回答:
(1)甲装的是溶液,乙装的是溶液,分液漏斗中装的是
(2)当CO2与CO的混和气体通过该装置时,先分离得到的是,活塞操作是;然后得到,活塞操作是。
某实验小组对H2O2的分解做了如下探究:
(1)下表是该实验小组研究影响H2O2分解速率的因素时记录的一组数据:
用10ml H2O2制取150ml(标准状况下)O2所需的时间(s)
反应条件 时间(s) 反应条件 时间(s) 浓度 |
30%H2O2 |
15%H2O2 |
10%H2O2 |
5%H2O2 |
无催化剂、不加热 |
几乎不反应 |
几乎不反应 |
几乎不反应 |
几乎不反应 |
无催化剂、加热 |
360 |
480 |
t |
720 |
MnO2催化剂、加热 |
10 |
25 |
60 |
120 |
①该实验小组在设计方案时,考虑了浓度、、等因素对H2O2分解速率的影响。②推测t的范围为。
(2)将质量相同但聚集状态不同的MnO2分别加入15 ml 5%的H2O2溶液中,并用带火星的木条测试,结果如下:
催化剂(MnO2) |
操作情况 |
观察结果 |
反应完成所需的时间 |
粉末状 |
混合不振荡 |
剧烈反应,带火星的木条复燃 |
3.5min |
块状 |
反应较慢,火星红亮但木条未复燃 |
30min |
①写出上述实验中发生反应的化学方程式:
②实验结果表明,催化剂的催化效果与有关。