某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸H2C2O4能将其中的Cr2O72—转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:
(1)在25°C下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始c(H+)和一定浓度草酸溶液用量,作对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。
实验编号 |
初始c(H+) |
废水样品体积/mL |
草酸溶液体积/mL |
蒸馏水体积/mL |
① |
1.0×10—4 |
60 |
10 |
30 |
② |
1.0×10—5 |
60 |
10 |
30 |
③ |
1.0×10—5 |
60 |
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测得实验①和②溶液中的Cr2O72—浓度随时间变化关系如图所示。
(2)上述反应后草酸被氧化为 (填化学式)。
(3)实验①和②的结果表明 ;
实验①中0~t1时间段反应速率(Cr3+)= mol·L—1·min—1 (用代数式表示)。
(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:
假设一:起催化作用;假设二: ;假设三: ;
(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。(除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O72—的浓度可用仪器测定)
实验方案(不要求写具体操作过程) |
预期实验结果和结论 |
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将氯气用导管通入较浓的NaOH和H2O2的混合液中,在导管口与混合液的接触处有闪烁的红光出现。这是因为通气后混合液中产生的ClO-被H2O2还原,发生剧烈反应,产生能量较高的氧分子,它立即转变为普通氧分子,将多余的能量以红光放出。进行此实验,所用的仪器及导管如下图。
编号 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
仪器及 导管 |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() (一个) |
![]() (一个) |
![]() 橡皮管 |
根据要求填写下列空白:
(1)组装氯气发生器时,应选用的仪器及导管(填写图编号)是。
(2)实验进行中,按气流方向从左到右的顺序,气体流经的各仪器及导管的编号依次是。
(3)仪器①的橡皮塞上应有个孔,原因是。
(4)实验时,仪器①中除观察到红光外还有现象。
(5)实验需用约10% H2O2溶液100 mL,现用市售30%(密度近似为1 g·cm-3)H2O2来配制,其具体配制方法是。
(6)实验时仪器①中ClO-与H2O2反应的离子方程式是。
水煤气是一种工业上常用的气体燃料,一般用焦炭和水蒸气在高温下反应制得,含有少量的CO2和水蒸气杂质。某化学兴趣小组对水煤气的主要成分进行探究。
【查阅资料】
(1)白色的无水硫酸铜粉末遇水变成蓝色;
(2)Na2CO3与少量盐酸反应生成NaHCO3和NaCl,与过量盐酸反应时生成NaCl、H2O、CO2。
【实验假设】
①可燃气体是CO;②可燃气体是H2;③可燃气体是 。
【实验过程】
实验小组按以下流程进行实验(所用试剂均为足量):
实验中,发现黑色氧化铜变红,且 ,证明水煤气含有H2;
还观察到澄清石灰水变浑浊,证明水煤气中含有另一可燃气体是 。
【实验反思】
根据实验结论,甲同学认为实验应保证安全,防止中毒。对尾气的处理方法是 。
【实验拓展】
(1)实验后,乙同学认为欲检验所用NaOH是否完全消耗,可向溶液中滴入几滴稀盐酸,若没有气体产生,则溶液中还有NaOH剩余。但丙同学认为乙同学的设计是错误的,理由是 ;
(2)丁同学通过本次实验,结合查阅的资料发现,不用任何其它试剂,只用试管和胶头滴管就可以鉴别稀盐酸和碳酸钠两种无色溶液。正确的鉴别方案及结论是 。
某校化学兴趣小组在实验室发现了一瓶标签受到腐蚀的溶液(如图),他们对该溶液是什么产生了兴趣。开始探究这瓶溶液究竟是什么?经过询问实验老师得知,这瓶无色溶液应该是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中的一种,为了确定该药品,他们首先根据标签上残留的信息进行了分析:
(1)小明认为既然组成中含有氧元素,该溶液一定不是 溶液。
(2)小英提出,碳酸氢钠、硝酸钠也不可能,你认为她的依据是 。
(3)为了确定该溶液究竟是剩余两种盐的哪一种,他们设计了如下实验:取少量样品于试管中,慢慢滴加BaCl2溶液,发现有白色沉淀产生,为了进一步检验该沉淀究竟是哪种物质,他们又向沉淀中滴加稀盐酸,结果发现沉淀溶解并产生大量气泡。由此他们得到的结论是:这瓶溶液是 ,生成沉淀的反应化学方程式为 。
(4)在总结反思本次探究活动时,小强认为这个检测实验还可简化,照样可达到目的。小强的做法是 。其理由是 。
金属与我们生活息息相关.
(1)铁锅用来做饭是利用了铁的 性.
(2)已知金属锰在金属活动性顺序中位于铝和锌之间。下列化学反应能发生的是 (填字母)
A.Mn+2HCl=MnCl2+H2↑ | B.Mg+MnSO4=MgSO4+Mn |
C.Fe+MnSO4= FeSO4+Mn | D.Mn+CuSO4 =MnSO4+Cu |
(3)某化学小组用一定量AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液加入铜粉和锌粉,充分反应后过滤,得到溶液甲和固体乙,则:
①溶液甲中一定含有Al (NO3)3和Zn (NO3)2
②固体乙中一定含有Ag,可能含有Cu和Zn
③若溶液甲是蓝色,则溶液甲一定含有Al(NO3)3、Zn(NO3)2和Cu(NO3)2
④向固体乙上滴加盐酸有气泡产生,则溶液甲中一定没有AgNO3和Cu (NO3)2
上述四种说法正确的 (填序号)。
(4)为探究工业废水的综合利用,某化学小组在实验室中完成了以下实验。
①x为 ;乙与硝酸钡反应的化学方程式为 。
②操作I和操作II中都要用到一种玻璃仪器。该仪器在操作II中的作用是 。
农业生产上常需要用质量分数为12%的氯化钠溶液选种。下图是小军实验操作过程示意图:
(1)图中一处明显错误的操作是 (填序号),改正操作后,用上述图示的序号表示配制溶液的正确操作顺序 。
(2)现配制100kg这种溶液,需氯化钠 kg;
(3)现用质量分数为12%的氯化钠溶液(密度约为l.09g/cm3),配制50g质曼分数为6%的氯化钠溶液。需要质量分数12%的氯化钠溶液 mL(计算结果精确到0.l),需要水 mL(水的密度为1g/cm3)。
(4)20℃时,向50g水中加入20g氯化钠,充分溶解后,得到溶液的质量为68g,则20℃时,氯化钠的溶解度为 g.