题目内容

(2009?三明一模)张明同学在学习“硫酸及其盐的某些性质与用途“中,进行如下实验探究.
[实验一]探究浓硫酸的氧化性
将实验室常用的药品放入如图所示的实验装置后,加热装置甲.(夹持和加热装置省略)
(1)该装置设计上存在明显缺陷,请指出:
装置乙不应有瓶塞
装置乙不应有瓶塞

(2)写出装置甲中反应的化学方程式:
Cu+2H2SO4(浓)
  △  
.
 
CuSO4+SO2↑+2H2O(或C+2H2SO4(浓)
  △  
.
 
CO2↑+2SO2↑+2H2O)
Cu+2H2SO4(浓)
  △  
.
 
CuSO4+SO2↑+2H2O(或C+2H2SO4(浓)
  △  
.
 
CO2↑+2SO2↑+2H2O)

(3)装置乙中的试剂是
氢氧化钠溶液(或氢氧化钾溶液等)
氢氧化钠溶液(或氢氧化钾溶液等)

[实验二]探究某硫酸亚铁盐固体是否变质
(4)请你帮助张明同学完成如下实验方案:
实验操作 预期现象和结论
往一支试管中加入少量固体,加水溶解,再滴加几滴KSCN溶液
往一支试管中加入少量固体,加水溶解,再滴加几滴KSCN溶液
若溶液变为红色,说明该固体已变质;若溶液未变红色,说明该固体没有变质
若溶液变为红色,说明该固体已变质;若溶液未变红色,说明该固体没有变质
[实验三]用KHSO4制取H2O2并测其质量分数
查阅资料得知:工业上用电解KHSO4饱和溶液制取H2O2,示意图如下:

张明用此法制取一定浓度的H2O2,并进行下列实验测定H2O2的质量分数:(离子方程式:2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑)
①取5.00mL H2O2溶液(密度为1.00g/mL)置于锥形瓶中加水稀释,再加稀硫酸酸化;
②用0.1000mol/L KMnO4溶液滴定;
③用同样方法滴定,三次消耗KMnO4溶液的体积分别为20.00mL、19.98mL、20.02mL.
回答下列问题:
(5)电解饱和KHSO4溶液时,阳极的电极反应式为
2HSO4--2e-=S2O82-+2H+(或2SO42--2e-=S2O82-
2HSO4--2e-=S2O82-+2H+(或2SO42--2e-=S2O82-

(6)操作②中,滴入第一滴KMnO4溶液,溶液紫红色消失很慢,随着滴定过程中Mn2+的增多,溶液紫红色消失速率加快.Mn2+的作用是
催化剂(或加快反应速率)
催化剂(或加快反应速率)

(7)原H2O2溶液中溶质的质量分数为
3.4%
3.4%
分析:(1)根据装置乙是用于吸收二氧化硫气体,所以没有必要有瓶塞;
(2)根据铜和浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水进行解答;
(3)根据二氧化硫属于酸性氧化物,可用碱液吸收进行解答;
(4)硫酸亚铁中的亚铁离子易被氧化为三价铁离子,可以用硫氰酸钾来检验三价铁离子;
(5)电解池的阳极是阴离子发生失电子的氧化反应;
(6)在双氧水的分解过程中,锰离子起到催化剂的作用;
(7)根据反应的原理方程式进行计算.
解答:解:(1)装置乙是用于吸收二氧化硫气体,所以没有必要有瓶塞;故答案为:装置乙不应有瓶塞;
(2)铜和浓硫酸反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,反应的化学方程式:Cu+2H2SO4(浓)
  △  
.
 
CuSO4+SO2↑+2H2O(或C+2H2SO4(浓)
  △  
.
 
CO2↑+2SO2↑+2H2O);
故答案为:Cu+2H2SO4(浓)
  △  
.
 
CuSO4+SO2↑+2H2O(或C+2H2SO4(浓)
  △  
.
 
CO2↑+2SO2↑+2H2O);
(3)二氧化硫属于酸性氧化物,可用碱液吸收;故答案为:氢氧化钠溶液(或氢氧化钾溶液等);
(4)亚铁离子易很容易被氧化为三价铁离子,可以用硫氰酸钾来检验,即三价铁离子往一支试管中加入少量固体,加水溶解,再滴加几滴KSCN溶液;若溶液变为红色,说明该固体已变质,若溶液未变红色,说明该固体没有变质,
故答案为:三价铁离子往一支试管中加入少量固体,加水溶解,再滴加几滴KSCN溶液;若溶液变为红色,说明该固体已变质,若溶液未变红色,说明该固体没有变质;
(5)电解饱和KHSO4溶液时,阳极是阴离子发生失电子的氧化反应,电极反应式为2HSO4--2e-=S2O82-+2H+
(或2SO42--2e-=S2O82-),故答案为:2HSO4--2e-=S2O82-+2H+(或2SO42--2e-=S2O82-);
(6)在双氧水的分解过程中,高锰酸钾具有氧化性,对应的还原产物是锰离子,当加入第一滴KMnO4溶液,溶液紫红色消失很慢,随着滴定过程中Mn2+的增多,溶液紫红色消失速率加快,可见是锰离子起到催化剂的作用,
故答案为:催化剂(或加快反应速率);
(7)三次消耗KMnO4溶液的体积分别为20.00mL、19.98mL、20.02mL,则体积平均值为:20.00mL,则消耗高锰酸根的量:0.1mol/L×0.02L=0.002mol,设双氧水的物质的量为n,则
2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2
2        5
0.002mol n
解得n=0.005mol,所以双氧水的质量为:0.005mol×34g/mol=0.17g,双氧水的质量分数=
0.17g
5.00mL×1.00g/mL
×100%=3.4%,故答案为:3.4%.
点评:本题既考查了实验现象的描述、又考查了学生的实验设计能力,还与生活实际相联系,综合性比较强.本考点经常出现在实验题中,同学们要认真掌握.
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