某课外活动小组的同学对“菠菜与豆腐同食会引起结石”的说法产生了兴趣。于是查阅了相关资料,并进行了实验操作欲检测菠菜中草酸盐的含量。查阅资料得知:
Ⅰ. 菠菜中富含可溶性草酸盐,易与豆腐中的钙盐形成不溶于水能溶于稀硫酸的草酸钙(CaC2O4)
Ⅱ. 有关专家建议食用高草酸蔬菜的同时,适当摄入高钙食物,使二者在肠道内结合成草酸钙沉淀,并随着大便排出体外。以免草酸进入血液中与人体内的血钙结合,形成血液中的草酸钙需经肝脏、肾脏、尿道,随着小便排出体外,大量草酸钙流经肾脏,提升了泌尿系统结石的风险。
Ⅲ. 草酸(H2C2O4)具有较强的还原性。回答下列问题:
(1)该活动小组的同学取m g菠菜样品在研钵中研磨成汁,用足量热的稀硫酸溶液浸泡,最后 (填操作名称)得到澄清溶液。
(2)将溶液转入容量瓶中并加水配制成250mL溶液A。
(3)用滴定法测定草酸盐的含量。
①量取待测溶液A 20.00 mL于锥形瓶中,置于铁架台的白纸上。
②用 (填仪器名称)盛装0.1000mol/LKMnO4标准溶液进行滴定时:眼睛注视 ;当 时,停止滴定,并记录KMnO4标准溶液的终读数。重复滴定3次。
(4)KMnO4滴定待测溶液A时发生反应的离子方程式为 ,根据下表实验数据计算菠菜中草酸盐(以C2O42-计算)的质量分数为(可以只列式不化简) 。
滴定次数 |
待测溶液A的体积(mL) |
KMnO4标准溶液的体积 |
|
滴定前的刻度(mL) |
滴定后的刻度(mL) |
||
第一次 |
20.00 |
0.10 |
20.12 |
第二次 |
20.00 |
2.20 |
24.20 |
第三次 |
20.00 |
4.30 |
24.28 |
(5)下列操作会使测定结果偏高的是 。
A.配制溶液时未洗涤烧杯和玻璃棒
B.锥形瓶未干燥就直接加入待测液
C.未用标准液润洗盛装标准液的仪器就加入标准液开始滴定
D.滴定前尖嘴处有气泡滴定后气泡消失
E.滴定后俯视读数
工业上回收利用某合金废料(主要含Fe、Cu、Co、Li等,已知Co、Fe都是中等活泼金属)的工艺流程如下:
(1)金属M为 ,操作1为 。
(2)加入H2O2的作用是(用离子方程式表示) ,加入氨水的作用是 。
(3)充分焙烧的化学方程式为 。
(4)已知Li2CO3微溶于水,其饱和溶液的浓度与温度关系见下表。操作2中,蒸发浓缩后必须趁热过滤,其原因是 ,90℃时Ksp(Li2CO3)的值为 。
温度/℃ |
10 |
30 |
60 |
90 |
浓度/mol・L-1 |
0.21 |
0.17 |
0.14 |
0.10 |
(5)用惰性电极电解熔融Li2CO3制取锂,阳极生成两种气体,则阳极的电极反应式为 。
【化学-物质结构与性质】(13分)钢铁分析中常用过硫酸盐氧化法测定钢中锰的含量,反应原理为:2Mn2++5S2O82-+8H2O 2MnO4-+10SO42-+16H+
(1)基态锰原子的核外电子排布式为 _。
(2)上述反应涉及的元素属于同主族元素,其第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号)。
(3)已知H2S2O8的结构如图。
①H2S2O8硫原子的轨道杂化方式为 。
②上述反应中被还原的元素为 。
③上述反应每生成1 mol MnO4 -,S2O82- 断裂的共价键类型及其数目为 。
(4)一定条件下,水分子间可通过O一H...O氢键将从H2O分子结合成三维骨架结构,其中的多面体孔穴中可包容气体小分子,形成笼形水合包合物晶体
①下图是一种由水分子构成的正十二面体骨架(“o”表示水分子),其包含的氢键数为 。
②实验测得冰中氢键的作用能为18.8kJ·mol-1,而冰的熔化热为5.0kJ·mol-1,其原因可能是 。
亚氯酸钠(NaClO2)是重要漂白剂。探究小组开展如下实验,回答下列问题:
实验Ⅰ:制取NaClO2晶体按下图装置进行制取。
已知:NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O,高于38℃时析出NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
(1)用50%双氧水配制30%的H2O2溶液,需要的玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管、烧杯外,还需要 (填仪器名称);
(2)装置C的作用是 ;
(3)装置B内生成的ClO2气体与装置D中混合溶液反应生成NaClO2,生成NaClO2的反应方程式为 。
(4)如果撤去D中的冷水浴,可能导致产品中混有的杂质是 ;
(5)反应后,经以下步骤可从装置D的溶液获得NaClO2晶体。请补充完整操作iii。
i.55℃蒸发结晶;
ii.趁热过滤;
iii. ;
iv.低于60℃干燥,得到成品。
实验Ⅱ:样品杂质分析与纯度测定
(6)上述实验制得的NaClO2晶体中含少量Na2SO4。产生Na2SO4最可能的原因是 ;
a.B中有SO2气体产生,并有部分进入D装置内
b.B中浓硫酸挥发进入D中与NaOH中和
c.B中的硫酸钠进入到D装置内
(7)测定样品中NaClO2的纯度。测定时进行如下实验:准确称一定质量的样品,加入适量蒸馏水和过量的KI晶体,在酸性条件下发生如下反应:ClO2-+ 4I-+4H+ =2H2O+2I2+Cl-,将所得混合液稀释成100mL待测溶液。取25.00mL待测溶液,加入淀粉溶液做指示剂,用c mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点,测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL(已知:I2 +2S2O32-=2I-+S4O62-)。
①确认滴定终点的现象是 ;
②所称取的样品中NaClO2的物质的量为 (用含c、V的代数式表示)。
CuCl是应用广泛的有机合成催化剂,可采取不同方法制取。
方法一铜粉还原CuSO4溶液
已知:CuCl难溶于水和乙醇,在水溶液中存在平衡:CuCl(白色)+ 2Cl-[CuCl3]2-(无色溶液)。
(1)将废铜板浸入热的H2SO4溶液中,并通入空气,可以生成CuSO4。该反应的离子方程式为 。
(2)①中,“加热”的目的是 ,当观察到 现象,即表明反应已经完全。
(3)②中,加入大量水的作用是 。
(4)潮湿的CuCl在空气中易发生水解和氧化。上述流程中,为防止水解和氧化所添加的试剂或采取的操作是 。
方法二铜电极电解饱和食盐水(实验装置如图)
(5)阳极的电极反应式为 。
(6)实验开始时,阳极附近没有产生CuOH沉淀的原因是 。
(已知:Ksp(CuCl)=1.2×10-6,Ksp(CuOH)=1.2×10-14)
(12分)化学是一门以实验为基础的学科,试回答以下问题。
(1)选用装置甲、戊制取并收集少量氨气,氨气应从收集装置的 (填“长”或“短”)导管进气,写出利用该装置制备氨气的化学方程式 。
(2)选用装置乙、丙制备少量一氧化氮气体,乙中塑料板上若放置大理石,则装置乙的作用是 ,丙中产生NO的离子方程式为 。
(3)二氧化氯(ClO2)为A1级消毒剂,某研究小组利用丁装置制备ClO2。
①在烧瓶中放入KClO3和草酸(H2C2O4),然后加入足量的稀硫酸,水浴加热。反应生成ClO2、CO2和一种酸式盐,则该反应中氧化产物与还原产物物质的量之比为 。
②温度过高时,二氧化氯的水溶液有可能引起爆炸。在反应开始前将烧杯中的水加热到80℃,然后停止加热,并使其保持在60~80℃之间,丁装置中缺少的一种必需的玻璃仪器名称是 。
③将二氧化氯溶液加入到硫化氢溶液中,加入少量的稀盐酸酸化过的氯化钡溶液,发现有白色沉淀生成,该沉淀的化学式为 。