题目内容

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 ℃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pH和一定浓度草酸溶液用量,做对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

实验编号
初始pH
废水样品体积/mL
草酸溶液体积/mL
蒸馏水体积/mL

4
60
10
30

5
60
10
30

5
60
 
 
 

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v(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:Fe2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
 

(1)

实验编号
初始pH
废水样品体积/mL
草酸溶液体积/mL
蒸馏水体积/mL
3
 
 
20
20
 
(2)CO2
(3)溶液pH对该反应的速率有影响 
(4)Al3起催化作用 SO42起催化作用
(5)
实验方案(不要求写具体操作过程)
预期实验结果和结论
用等物质的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替实验①中的铁明矾,控制其他条件与实验①相同,进行对比实验
反应进行相同时间后,若溶液中c(Cr2O72)大于实验①中的c(Cr2O72)则假设一成立,若两溶液中的c(Cr2O72)相同,则假设一不成立
 

解析

练习册系列答案
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(3)将装置C中两种液体分离开的操作名称是               
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Ⅱ.为提高氯化铵的经济价值,我国化学家设计了利用氢氧化镁热分解氯化铵制氨气并得到碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]的工艺。某同学根据该原理设计的实验装置如图:
 
请回答下列问题:
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①若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,最简单的操作方法是:                           
                                            
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草酸(H2C2O4)溶液与酸性KMnO4溶液反应时,溶液褪色总是先慢后快。某学习小组结合化学反应原理提出猜想与假设,并设计了一系列实验进行探究。
实验Ⅰ:在2支试管中分别加入5 mL等浓度的H2C2O4溶液,在其中一支试管中先加入少量MnSO4固体再各加入5滴0.1 mol·L-1 KMnO4溶液。记录溶液褪色时间,如表1:

试 管
未加MnSO4的试管
加有MnSO4的试管
褪色时间
30 s
2 s
[表1]
实验Ⅱ:另取2支试管分别加入5 mL等浓度的H2C2O4溶液,在其中一支试管中先加入10滴稀硫酸,再各加入5滴0.1 mol·L-1 KMnO4溶液。记录溶液褪色时间,如表2:
试 管
未滴加稀硫酸的试管
滴加了稀硫酸的试管
褪色时间
100 s
90 s
[表2]
实验Ⅲ:另取3支试管分别加入5 mL等浓度H2C2O4溶液,然后在试管中先分别加入10滴、1 mL、2 mL稀硫酸溶液,再各加入5滴0.1 mol·L-1 KMnO4溶液,然后置于温度为65℃的水浴中加热。记录溶液褪色时间,如表3:
试 管
滴入10滴稀硫酸的试管
加入1 mL稀硫酸的试管
加入2 mL稀硫酸的试管
褪色时间
70 s
100 s
120 s
[表3]
(1)实验Ⅰ得出的结论是_____。
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