题目内容
【题目】甲、乙同学用0.10mol/L H2C2O4草酸溶液、0.01mol/L KMnO4溶液、0.01mol/L H2SO4溶液、一定量的蒸馏水等试剂,进行探究实验,通过测定溶液褪色所需时间来探究浓度、温度对反应速率的影响。
(1)已知酸性KMnO4与H2C2O4反应后Mn元素以Mn2+形式存在溶液中,C元素转化为CO2气体逸出,请写出该反应的化学方程式____________。
(2)为探究反应物浓度、温度对化学反应速率的影响。甲同学设计的实验方案如下表:
实验序号 | 温度/℃ | 体积V/ mL | |||
H2C2O4溶液 | 水 | KMnO4溶液 | H2SO4溶液 | ||
1 | 25 | 10.0 | 0.0 | 4.0 | 2.0 |
2 | 25 | 8.0 | a | 4.0 | 2.0 |
3 | 50 | b | 0.0 | 4.0 | 2.0 |
①若以实验1为对照组,为了达到实验探究目的则a=____________,b=____________。
②若实验1测得溶液褪色所需时间为5s,则用高锰酸钾表示的反应速率为______________________。
(3)乙同学部分实验设计方案如下表:
编号 | H2C2O4溶液 | 酸性KMnO4溶液 | 温度/℃ | ||
mol/L | mL | mol/L | mL | ||
① | 0.10 | 2.0 | 0.01 | 4.0 | 25 |
② | 0.10 | 2.0 | 0.02 | 4.0 | 25 |
…… |
该同学想通过实验①和②探究反应物浓度对化学反应速率的影响,请你对该方案的合理性进行评价,并说明理由__________________________。
【答案】2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O 2.0 10.0 0.0005 mol/(L·s) 不合理,没有硫酸溶液的体积
【解析】
(1)酸性KMnO4与H2C2O4反应后,Mn元素以Mn2+形式存在溶液中,C元素转化为CO2气体逸出,用化合价升降法配平化学方程式;
(2)探究反应物浓度、温度对化学反应速率的影响,由控制变量法可知,只改变草酸的浓度即可, 由第一组实验,H2C2O4溶液和水的总体积为10.0 ml, 可以求出a,b的值;利用草酸的物质的量和高锰酸钾的物质的量关系,得出草酸过量,高锰酸钾完全反应,利用速率公式计算出速率;
(3)由于该实验是由0.10mol/L H2C2O4草酸溶液、0.01mol/L KMnO4溶液、0.01mol/L H2SO4共同作用的结果,而实验中没有给硫酸的体积,故不合理;
(1)酸性KMnO4与H2C2O4反应后,Mn元素以Mn2+形式存在溶液中,C元素转化为CO2气体逸出,用化合价升降法配平化学方程式,故化学方程式为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O,
故答案为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O;
(2)①探究反应物浓度、温度对化学反应速率的影响,由控制变量法可知,只改变草酸的浓度即可, 由第一组实验,H2C2O4溶液和水的总体积为10.0,即a=2.0,b=10.0,
故答案为:2.0;10.0;
②实验一取了4ml0.01mol/L KMnO4溶液,草酸的物质的量为10ml×0.10mol/L =0.001mol,高锰酸钾的物质的量为0.01 mol/L×0.004L=0.00004mol;草酸和高锰酸钾的物质的量之比为0.001mol:0.00004mol=25:1;显然草酸过量,高锰酸钾完全反应,混合后溶液中高锰酸钾的平均速率为: = 0.0005 mol/(L·s) ,
故答案为:0.0005 mol/(L·s)
(3)由于该实验是由0.10mol/L H2C2O4草酸溶液、0.01mol/L KMnO4溶液、0.01mol/L H2SO4共同作用的结果,而实验中没有给硫酸的体积,故不合理,
故答案为:不合理,没有硫酸溶液的体积。
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【题目】利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测。某工厂对制铬工业污泥中Cr(Ⅲ)回收与再利用工艺如下(硫酸浸液中金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+, Fe2+, Al3+, Ca2+, Mg2+)
常温下部分阳离子的氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见下表:
阳离子 | Fe3+ | Fe2+ | Mg2+ | Al3+ | Ca2+ | Cr3+ |
开始沉淀时的pH | 1.9 | 7.0 | 9.6 | 4.2 | 9.7 | — |
沉淀完全时的pH | 3.2 | 9.0 | 11.1 | 8.0 | 11.7 | 9.0(>9.0溶解) |
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是_____________________________(至少一条)
(2)调pH=4.0是为了除去______________________(填Fe3+, Al3+, Ca2+, Mg2+)
(3)钠离子交换树脂的原理为Mn++ n NaR → MRn+nNa+,被交换的杂质离子是___________________________(填Fe3+, Al3+, Ca2+, Mg2+)
(4)试配平下列氧化还原反应方程式:
____Na2Cr2O7+__SO2+____H2O =____Cr(OH)(H2O)5SO4+___Na2SO4
【题目】过氧乙酸(),是一种高效消毒剂,它可由冰醋酸和过氧化氢在浓硫酸催化作用下制得,实验装置和步骤如下:
①在三颈烧瓶中加入一定量冰醋酸与浓硫酸的混合物,再缓缓加入适量30%的双氧水;
②不断搅拌并控制装置B中混合液的温度为20~30℃至反应结束;
③接入仪器C和抽气泵,在锥形瓶中收集得到产品。
回答下列问题:
(1)仪器C的名称是____,仪器C中冷水流入口是____(填“a”或“b”)。
(2)为更好地控制反应温度,应采用的加热方法是_____。
(3)生成过氧乙酸的化学方程式为____。
(4)实验测得产物过氧乙酸的百分含量随反应物比例和反应时间的变化数据如下表。由表中数据可知,反应物最佳比例(CH3COOH/H2O2)是_____,最佳反应时间约_____。
反应物比例CH3COOH/H2O2 | 反应时间 | ||||
0.5h | 1h | 3h | 5h | 7h | |
2:1 | 7.38% | 8.46% | 9.42% | 11.26% | 13.48% |
1:1 | 0.56% | 12.92% | 13.54% | 20.72% | 20.80% |
1:2 | 6.14% | 7.10% | 7.96% | 10.38% | 12.36% |
(5)产品中过氧乙酸浓度的测定:取2.00mL过氧乙酸产品试样,加水稀释成100mL;从中取出5.00mL,逐滴滴加酸性KMnO4溶液至溶液恰好呈粉红色,以除去残余的H2O2;再加入稍过量的KI溶液,发生反应CH3COOOH+2I-+2H+=I2+CH3COOH+H2O;反应完全后,滴入几滴淀粉溶液,用0.1000mol·L-1的Na2S2O3标准液滴定至终点(反应式为2S2O32-+I2=S4O62-+2I-