过氧化氢的水溶液称为双氧水,常用作消毒剂、杀菌、漂白及工业生产原料等。
某实验小组取一定量的过氧化氢溶液,测定H2O2的含量,并探究H2O2的某些性质、应用。
Ⅰ.测定市售过氧化氢溶液中H2O2的质量分数
(1)量取10.00mL密度为ρ g/mL的市售过氧化氢溶液,应选用仪器是_______(填序号);
A.10mL量筒 B.酸式滴定管 C.碱式滴定管 D.50mL烧杯
(2)将上述溶液稀释至250mL,操作中用到的玻璃仪器是:烧杯、玻璃棒、_________(填名称);
(3)取25.00mL(2)中稀溶液至锥形瓶中,加适量稀硫酸酸化,用c mol/L KMnO4标准液滴定,
①完成反应的离子方程式:____MnO4-+___H2O2+___H+→___Mn2++___H2O+___;
②该小组一共进行了四次测定实验,实验结果记录如下:
实验次数 |
第一次 |
第二次 |
第三次 |
第四次 |
消耗KMnO4溶液体积/mL |
25.00 |
25.02 |
20.00 |
24.98 |
根据所给数据,计算原过氧化氢溶液中H2O2质量分数____________________________。
(4)下列操作会导致测定结果偏高的是_____________。
A.滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定的气泡消失
B.将H2O2溶液稀释成250.00mL溶液时,定容俯视刻度线
C.终点时,滴入一滴KMnO4溶液,溶液呈红色,向红色溶液返滴一滴H2O2溶液仍呈红色
Ⅱ.探究H2O2的性质
(5)上述测定原理,H2O2体现__________性;
(6)若要验证H2O2不稳定性,操作是____________________________。
Ⅲ.探究H2O2的应用
(7)为研究工业生产流程中双氧水的用量、调节的pH、反应时间三个关键生产条件对产品质量的影响,需要进行七组实验,若实验序号1是该流程的理论最佳生产条件,请在下表中填入实验序号为5、6、7的三组实验条件。
实验序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
双氧水(mL) |
0.5 |
0.4 |
0.6 |
0.5 |
|
|
|
pH |
11 |
11 |
11 |
10 |
|
|
|
反应时间 |
3 |
3 |
3 |
3 |
|
|
|
某实验小组分别用图1、2装置测定某种钙片中碳酸钙的含量,夹持装置已略去。
提供的试剂:研细的钙片粉末(钙片中的其他成分不与盐酸反应)、2mol/L 盐酸、5%NaOH溶液、饱和Na2CO3溶液、饱和NaHCO3溶液和蒸馏水。
图1图2
实验过程:
I.检查两套装置的气密性。
II.在A、C的右边加入0.25 g钙片粉末,左边加入3 mL 2mol/L盐酸,塞紧塞子。在B、E中均加入饱和NaHCO3溶液,如图所示,记下量气管读数。
Ⅲ.将A、C倾斜,使液体与固体混合,实验结束并冷却后读出量气管读数,测得 B中收集到的气体为41.90 mL,E中收集到的气体体积为39.20 mL(以上气体体积均已折算为标准状况下的体积)。
回答下列问题:
(1)I中检查图1装置气密性的方法是。
(2)A中发生反应的离子方程式为;D中加入的试剂为。
(3)实验前左右两管液面在同一水平面上,最后读数时右管的液面高于左管的液面,
应进行的操作是。
(4)图2实验所得钙片中的碳酸钙的质量分数为;图1实验比图2实验所得钙片中的碳酸钙含量偏高,用离子方程式表示偏高的原因:。
实验室需要用0.1mol/LNaOH溶液450mL,根据溶液配制和使用回答下列问题:
(1)实验中除了托盘天平、烧杯、容量瓶外还需要的其它仪器有:
。
(2)根据计算得知,所需称量的NaOH的质量为g。
(3)下列操作对所配浓度有何影响(填写字母)偏大的有。
A.称量用了生锈的砝码 |
B.将NaOH放在纸张上称量 |
C.NaOH在烧杯中溶解后,未冷却就立即转移到容量瓶中 |
D.往容量瓶转移时,有少量液体溅出 |
E.未洗涤溶解NaOH的烧杯
F.定容时俯视刻度线
G.容量瓶未干燥即用来配制溶液
H.定容后塞上瓶塞反复摇匀,静置后,液面不到刻度线,再加水至刻度线。
(共10分)如图,在试管a中先加入2mL95%的乙醇,边摇动边缓缓加入5mL浓H2SO4并充分摇匀,冷却后再加入2g无水醋酸钠,用玻璃棒充分搅拌后将试管固定在铁架台上,在试管b中加入7mL饱和碳酸钠溶液。连接好装置,用酒精灯对试管a加热,当观察到试管b中有明显现象时停止实验。
(1)写出a试管中的主要化学反应的方程式;
(2)加入浓H2SO4的目的是。
(3)试管b中观察到的现象是。
(4)在实验中球形干燥管除起冷凝作用外,另一个重要作用是。
(5)饱和Na2CO3溶液的作用是。
Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。
[实验设计]控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K(其余实验条件见下表),设计如下对比试验。
(1)完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验 编号 |
实验目的 |
T/K |
pH |
c/10-3mol·L-1 |
|
H2O2 |
Fe2+ |
||||
① |
为以下实验作参照 |
298 |
3 |
6.0 |
0.30 |
② |
探究温度对降解反应速率的影响 |
||||
③ |
298 |
10 |
6.0 |
0.30 |
[数据处理]实验测得p—CP的浓度随时间变化的关系如下图。
(2)请根据上图实验①曲线,计算降解反应在50~150s内的平均反应速率;
v(p—CP)= mol·L-1·s-1。
[解释与结论]
(3)实验①、②表明温度升高,该降解反应速率增大。但温度过高时(如接近100℃)反而导致降解反应速率减小,请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因:
(4)实验③得出的结论是:pH等于10时,
[思考与交流](5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中反应立即停止下来。根据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法:
氯碱厂电解饱和食盐水制取NaOH溶液的工艺流程示意图如下所示,完成下列填空:
(1)在电解过程中,与电源正极相连的电极上电极反应为__________________,与电源负极相连的电极附近,溶液pH_________(选填“不变”、“升高”或“下降”)。
(2)工业食盐含Ca2+、Mg2+等杂质,精制过程发生反应的离子方程式为_________
_______________________________________________________________。
(3)如果粗盐中SO42-含量较高,必须添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可以是_________。
a. Ba(OH)2 b. Ba(NO3)2 c. BaCl2
(4)为了有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-,加入试剂的合理顺序为_________(选填a、b、c)
a. 先加NaOH,后加Na2CO3,再加钡试剂
b. 先加NaOH,后加钡试剂,再加Na2CO3
c. 先加钡试剂,后加NaOH,再加Na2CO3
(5)脱盐工序中利用NaOH和NaCl在溶解度上的差异,通过_________、冷却、_________(填写操作名称)除去NaCl。