题目内容

(8分)(2011·西宁模拟)甲醛是世界卫生组织(WHO)确认的致癌物质和致畸物质之一。我国规定:室内甲醛含量不得超过0.08mg·m3。某研究性学习小组打算利用酸性KMnO4溶液测定新装修房屋内的空气中甲醛的含量,请你参与并协助他们完成相关的学习任务。
测定原理:
酸性KMnO4为强氧化剂,可氧化甲醛和草酸,其反应方程式如下所示:
4MnO4+5HCHO+12H===4Mn2+5CO2↑+11H2O
2MnO4+5H2C2O4+6H===2Mn2+10CO2↑+8H2O
测定装置:
部分装置如下图所示:

测定步骤:
(1)用______________量取5.00 mL 1.00×103mol·L1KMnO4溶液,注入洗气瓶中,并滴入几滴稀H2SO4,加水20 mL稀释,备用。
(2)将1.00×103 mol·L1的草酸标准溶液置于酸式滴定管中备用。
(3)打开a,关闭b,用注射器抽取100 mL新装修房屋内的空气。关闭________,打开________(填“a”或“b”),再推动注射器,将气体全部推入酸性高锰酸钾溶液中,使其充分反应。再重复4次。
(4)将洗气瓶中的溶液转移到锥形瓶中(包括洗涤液),再用草酸标准溶液进行滴定,记录滴定所消耗的草酸标准溶液的体积。
(5)再重复实验2次(每次所取的高锰酸钾溶液的体积均为5.00 mL)。3次实验所消耗的草酸标准溶液的体积平均值为12.38 mL。
交流讨论:
(1)计算该新装修房屋内的空气中甲醛的浓度为________mg·m3,该新装修房屋内的甲醛________(填“是”或“否”)超标;
(2)某同学用该方法测量空气中甲醛的含量时,所测得的数值比实际含量低,请你对其可能的原因(假设称量或量取、溶液配制及滴定实验均无错误)提出合理假设:______________、______________(至少答出两种可能性);
(3)实验结束后,该小组成员在相互交流的过程中一致认为:
①实验原理可以简化
实验中可不用草酸标准溶液滴定,可多次直接抽取新装修房屋内的空气,再推送到洗气瓶中,直至_________________________________________________________;

②实验装置应加以改进
可将插入酸性KMnO4溶液中的导管下端改成具有多孔的球泡(如图所示),有利于提高实验的准确度,其理由是___________________________________________________。

测定步骤:(1)酸式滴定管'(3)a'b
交流讨论:(1)3.6'是
(2)注射器推送气体速度过快'装置气密性较差'同一地点取样次数太多等(任选其中两个作答或其他合理答案均可)
(3)①酸性KMnO4溶液刚好褪色'②可增大气体与溶液的接触面积,使空气中的甲醛被充分吸收

解析

练习册系列答案
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(8分)(2011·苏北四市调研)煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。

(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气,反应为:

C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)

ΔH=+131.3 kJ·mol-1

ΔS=+133.7 J·(K·mol)-1

①该反应能否自发进行与________有关;

②一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是________(填字母,下同)。

a.容器中的压强不变

b.1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键

c.v(CO)=v(H2O)

d.c(CO)=c(H2)

(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应

CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:

实验

温度/

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所

需时间/min

H2O

CO

H2

CO2

1

650

2

4

1.6

2.4

5

2

900

1

2

0.4

1.6

3

3

900

a

b

c

d

t

①实验1中以v(H2)表示的反应速率为_________________________________________。

②若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),且t<3min,则a、b应满足的关系是________(用含a、b的数学式表示)。

(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应:

CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),右图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,下列措施中能使c(CH3OH)增大的是________。

a.升高温度

b.充入He(g),使体系压强增大

c.将H2O(g)从体系中分离出来

d.再充入1 mol CO2和3 mol H2

 

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