《化学反应原理》一书中,我们学习了两个重要的定量实验。请回答下列问题:
I.某化学兴趣小组要完成中和热的测定。
(1)实验桌上备有烧杯(大、小两个烧杯)、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃棒、0.5mol·L-1盐酸、0.55mol·L-1 NaOH溶液,尚缺少的实验玻璃用品是 、 。
(2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒? (填“能”或“否”),其原因是 。
(3)他们记录的实验数据如下:
实 验 试剂如下 |
溶 液 温 度 |
中和热 △H |
||||
t1 |
t2 |
|||||
① |
50mL0.55mol.L-1NaOH |
50mL.0.5mol.L-1HCl |
20℃ |
23.3℃ |
|
|
② |
50mL0.55mol.L-1NaOH |
50mL.0.5mol.L-1HCl |
20℃ |
23.5℃ |
||
已知:Q(放)="C" m(t2 -t1),反应后溶液的比热容C为4.18KJ·℃-1·Kg-1,m指溶液的质量,各物质的密度均为1g·cm-3。
①计算分析△H= 。(结果保留3位有效数字)
②根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式:
II.为了测定含有H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样中各物质的质量分数,进行如下实验:
①称取6.0 g试样,加水溶解,配成250 mL试样溶液。
②用酸式滴定管量取25.00 mL试样溶液放入锥形瓶中,并加入2~3滴酚酞试液,用0.2500 mol/L NaOH溶液滴定,消耗NaOH溶液20.00 mL。
③再取25.00 mL试样溶液放入另一锥形瓶中,用0.1000 mol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定,消耗高锰酸钾溶液16.00 mL。
回答下列问题:
(1)已知:0.10 mol/L KHC2O4溶液pH约为3,其中含碳元素的粒子浓度由大到小的顺序为
(2) 完成并配平下列离子方程式
C2O42- + MnO4- + H+ = CO2 + Mn2+ +
(3) 步骤②中量取试样溶液时,酸式滴定管用蒸馏水洗过后没有润洗,则测得的H2C2O4·2H2O的质量分数 。(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
(4) 步骤③中判断滴定终点的方法是 。
(5)常温下0.01 mol/L的H2C2O4、KHC2O4、K2C2O4溶液的pH如下表所示
①写出H2C2O4的电离方程式_________ __________________。
②KHC2O4溶液显酸性的原因是 (请用方程式并结合必要的文字回答该小题) _______________
③向0.1 mol/L的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性,此时溶液里各粒子浓度关系正确的是______。
A.c K+) = c(HC2O4-) + c(H2C2O4) + c(C2O42-)
B.c(Na+) = c(H2C2O4) + c(C2O42-)
C.c(K+) + c(Na+) = c(HC2O4-) + c(C2O42-)
D.c(K+) > c(Na+)
实验室制取乙烯,常因温度过高而使乙醇和浓硫酸反应生成少量的SO2。某同学设计下列实验以确定上述混合气体中含有乙烯和SO2。
(1)I、II、III、IV装置可盛放的试剂是:I II III IV(请将下列有关试剂的序号填入空格内)
A.品红 | B.NaOH溶液 | C.浓硫酸 | D.酸性KMnO4溶液 |
(2)能说明SO2气体存在的现象是;
(1)使用装置II的目的是;
(2)使用装置III的目的是;
(3)确定含有乙烯的现象是。
(14分)工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
[探究一]
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是。
(2)另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+,应选用(选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液 c..浓氨水 d.酸性KMnO4溶液
②乙同学取336mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:
SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4
然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。由于此推知气体Y中SO2的体积分数为。
[探究二]
分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含少量的H2和Q气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。
(3)装置B中试剂的作用是。
(4)认为气体Y中还含有Q的理由是(用化学方程式表示)。
(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于(选填序号)。
a. A之前 b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间
(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是。
(11分)设计一个简单的一次性完成实验的装置图,目的是验证醋酸溶液,二氧化碳水溶液、苯酚溶液的酸性强弱顺序。
①利用上图所示的仪器可以组装实验装置,则仪器的连接顺序为:
接_____ , 接______ ,接(填字母)
②写出装置I和II中的实验现象:
I中_______________ II中_____________________
③写出装置II中发生反应的方程式
④由强到弱排序三者的酸性顺序
材料1.某温度时,在2L密闭容器中有X、Y、Z三种气态物质。实验测得不同时刻各物质的量如下表所示,同时测得至3min时吸收热量75kJ。
t/min |
X/mol |
Y/mol |
Z/mol |
0 |
1.00 |
1.00 |
0.00 |
3 |
0.75 |
0.50 |
0.50 |
5 |
0.65 |
0.30 |
0.70 |
9 |
0.60 |
0.20 |
0.80 |
14 |
0.60 |
0.20 |
0.80 |
(1)写出该反应的热化学反应方程式:。
(2)该温度下反应的平衡常数K=。
(3)若该反应的逆反应速率与时间的关系如上图所示,则:
① t2~t3时平衡向(填“正”或“逆”)反应方向移动。
②t4时被改变的外界条件是(选择一个正确选项)
A.升温 | B.降温 | C.降压 | D.移去部分反应物 E.加入负催化剂 |
材料2.另有实验,利用镁与盐酸或醋酸在不同温度下反应,探究外界条件对反应速率的影响。部分实验用表如下:
实验 编号 |
温度/K |
盐酸浓度 /mol·L-1 |
醋酸浓度/mol·L-1 |
实验目的 |
① |
298 |
0.20 |
a.实验①和②,探究温度对反应速率的影响; b.实验①和③,探究浓度对反应速率的影响; c.实验④⑤,探究温度对镁与盐酸反应和镁与醋酸反应速率的影响,哪个更大一些。 |
|
② |
308 |
0.20 |
||
③ |
298 |
0.40 |
||
④ |
0.20 |
0.20 |
||
⑤ |
(4)请完成上工作表(填写实验④⑤的空格)。
(5)上表实验①中,镁条消失的时间为20s。实验过程中,镁条剩余质量与时间关系图如图。
Ⅰ. 假设反应过程中盐酸体积不变,则要计算该反应的速率v(HCl),尚缺少的数据是。
Ⅱ.若反应温度每升高10℃,反应速率增大到原来的2倍;温度相同时,醋酸是相同浓度盐酸平均速度的1/2,请在图中大致画出“实验②”、“实验④中醋酸实验”的镁条质量与时间关系曲线,并用②或④注明曲线代表的实验(假设实验中所用镁完全相同,且镁均能完全溶解)。
在20.0 mL 0.10 mol·L-1的盐酸溶液中滴加0.10mol·L-1 NaOH溶液,并以酚酞为指示剂。
(1)填写下表中的空格(结果保留一位小数)。
①V(NaOH)(mL) |
0.00 |
18.00 |
19.80 |
19.96 |
19.98 |
20.00 |
20.02 |
20.04 |
20.20 |
②溶液的pH |
1.0 |
2.3 |
3.3 |
4.3 |
7 |
9.7 |
10.7 |
(2)根据上表中的数据,画出滴定过程中溶液的pH与加入NaOH溶液体积的关系示意
图,并指出该滴定曲线的特点。
(3)一般中和滴定操作要求误差≤0.1%,其关键之一是选择合适的指示剂来确定终点。你认为能否用甲基橙作上述反应的指示剂,说明理由。
(4)其实滴定的方法有多种,除上述实验中的酸碱中和滴定外,还有沉淀滴定、络合滴定等。沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂和被滴定物的生成物的溶解度要比滴定剂和指示剂生成物的溶解度________(填“大”、“小”或“相同”),否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液滴定溶液中的Cl-的含量时常以CrO42-为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4更______溶的缘故。