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 |
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pH |
11 |
11 |
11 |
10 |
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反应时间 |
3 |
3 |
3 |
3 |
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要使含Ba2+,Al3+,Fe3+,Ag+的硝酸盐溶液进行分离,并制成各自离子的硝酸盐。今有人设计如下分离方法,请在下图中的空格内填写适当物质的化学式或离子符合,在题后填写各步所加试剂(供选用的试剂有:NaOH溶液、氨水、碳酸钠溶液、硝酸和葡萄糖溶液。)
①A______②B_____③C_____④D____⑤E______。
某无色溶液可能含有下列钠盐中的几种:
A.氯化钠; | B.硫化钠; | C.亚硫酸钠; | D.硫代硫酸钠;(E)硫酸钠;(F)碳酸钠。向此溶液中加入适量稀硫酸,有浅黄色的沉淀析出,同时有气体产生。此气体有臭鸡蛋气味,可使澄清石灰水变浑浊,不能使品红溶液褪色。根据上述实验现象回答下列问题: |
(1)不能使品红试液褪色,说明该气体中不含_____(填化学式)。
(2)此无色溶液中至少存在哪几种钠盐?请写出全部可能的情况(填写相应的字母):
第一种情况是__________________________________;
第二种情况是__________________________________;
第三种情况是__________________________________;
第四种情况是__________________________________。
(可不填满,也可补充)
(10分)某实验小组对中学课本中可生成氢气的反应进行了研究,总结出三个可以生成H2的反应:①Zn+盐酸 ②Na+水 ③Al+NaOH溶液。为点燃上述三个反应生成的H2,他们设计了如下装置(图1),请回答下列问题:
(1)写出Na与H2O反应的化学方程式_____________________________________。
(2)在点燃H2前必须先进行_____________________________________________,
方法是 _______________________________________________________。
(3)实验小组在点燃用图1装置制得的H2时,①③实验获得成功,②却失败了。他们分析认为失败的原因是Na与H2O的反应速率太快,Na的用量太少。于是他们准备增加钠的用量,可老师说太危险,你认为产生危险的原因是________________________________________________________________________。
(4)实验小组查阅钠、苯、水的密度分别为0.97 g·mL-1、0.88 g·mL-1、1.00 g·mL-1,并据此对实验进行了改进(如图2),在改进后的实验中H2的生成速率减慢。原因是________________________________________________________________________。
(11分)铜及其化合物一般都具有特征颜色,例如Cu、Cu2O呈红色,CuO呈黑色、CuSO4·5H2O呈蓝色等。研究性学习小组甲为检测实验室用H2还原CuO所得的红色固体中是否含有 Cu2O进行了认真探究。
Ⅰ.查阅资料:Cu2O属于碱性氧化物;高温灼烧CuO生成Cu2O;Cu2O在酸性条件下能发生下列反应:
Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O
Ⅱ.设计实验方案:
方案1:取该红色试样溶于足量的稀硝酸中,观察溶液颜色的变化。
方案2:取该红色试样溶于足量的稀硫酸中,观察溶液是否呈蓝色。
方案3:称得干燥坩埚的质量为a g,取红色试样置于坩埚中称得总质量为b g,在空气中高温灼烧至质量恒定,称得最后总质量为c g。
(1)请你评价方案1和方案2。如果你认为该方案合理,请简述其化学原理;如果你认为该方案不合理,请简述原因。
方案1:____________________________________________________________。
方案2:__________________________________________________________。
(2)方案3中,若确认红色粉末中含有Cu2O,则a、b、c应符合的数学的关系为________,该实验方案最少得进行________次称量。
Ⅲ.研究性学习小组乙,设计了新的探究方案,拟通过干燥管中CuSO4是否变蓝判断红色固体中是否含有Cu2O,装置如图所示:
(3)简述该探究方案中,检验气体发生装置气密性的方法(说明操作方法、现象和结论)
________________________________________________________________________。
(4)为确保探究的科学、合理、安全,你认为实验中还应采取的措施有________(填序号)。
A.在氢气发生器与硬质玻璃管之间加一干燥装置
B.加热前先排尽装置中的空气
C.在盛有硫酸铜的干燥管后再连接一个装有碱石灰的干燥管
(9分)氧化铜是一种黑色固体,可溶于稀硫酸。某同学想知道是稀硫酸的哪种粒子(H2O、H+、SO)能使氧化铜溶解。请你和他一起通过如图所示的Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ三个实验完成这次探究活动。
(1)某同学提出的假设是____________________________________________________。
(2)通过实验Ⅰ可以证明___________________________________________________。
(3)要证明另外两种粒子能否溶解氧化铜,还需要进行实验Ⅱ和Ⅲ,在Ⅱ中加入稀硫酸后氧化铜溶解,则进一步确认的实验操作是:在Ⅲ中先加入________,再加入________。
(4)探究结果为______________________。你认为除实验Ⅱ和Ⅲ所用的试剂外,还能溶解氧化铜的一种常见物质是________。