题目内容
【题目】莫尔盐的化学式为
(相对分子质量为392),能溶于水,不溶于乙醇,是一种重要的还原剂,在空气中比一般的亚铁盐稳定。下面是某学习小组设计制备少量莫尔盐的实验装置及步骤。回答相关问题:
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步骤一:制取莫尔盐
(1)连接装置,检查装置气密性后加入药品。在锥形瓶中加入
铁屑和少量的碳粉,在三颈烧瓶中加入
晶体.加入少量碳粉的作用是_____。
(2)向分液漏斗中注入
稀硫酸后,关闭活塞
,打开
、
,待稀硫酸注入锥形瓶后关闭
。
装置中反应的离子方程式为______。
(3)待大部分铁粉溶解后,打开
、关闭
,此时可以看到的现象为_____,原因是_____。
(4)关闭活塞
、
,采用100℃水浴蒸发
中水分,液面产生晶膜时,停止加热,冷却结晶、____(填操作名称)、用无水乙醇洗涤晶体。该反应中硫酸需过量,保持溶液的
在1~2之间,其目的为_____。
(5)装置
的作用为______。
步骤二:测定莫尔盐样品的纯度
(6)称取所得莫尔盐样品
,用煮沸后冷却的蒸馏水配成
溶液,取
溶液加入稀硫酸,用
的
溶液滴定,达到滴定终点时消耗
溶液.滴定反应的离子方程式为________,该样品的纯度为________。
【答案】与铁、稀硫酸构成原电池,加快反应速率
中的液体被压入
中
中产生氢气,使
中压强增大 过滤 抑制
水解 液封作用,防止空气进入三颈烧瓶氧化
98%
【解析】
步骤一.制取莫尔盐:打开分液漏斗上口塞子,关闭活塞K3,打开K2、K1,加完55.0mL2molL-1稀硫酸,硫酸和铁反应生成氢气,将装置内的空气排出,待大部分铁粉溶解后,打开K3、关闭K2,A中的液体被压入B中,关闭活塞K2、K3,采用100℃水浴蒸发B中水分,可生成莫尔盐,冷却结晶,过滤,用无水乙醇洗涤,可得到莫尔盐晶体,装置C可用于液封,防止空气进入三颈烧瓶氧化Fe2+;
步骤二.测定莫尔盐样品的纯度:发生5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O,结合离子方程式计算;
(1) 在锥形瓶内有
铁屑和少量的碳粉和稀硫酸,铁与硫酸反应过程中,铁、碳和稀硫酸构成了原电池,加快了反应速率;
答案为:与铁、稀硫酸构成原电池,加快反应速率;
(2)铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,离子方程式为
;
答案为:
;
(3)待大部分铁粉溶解后,打开
、关闭
,此时可以看到,A中的液体被压入B中,原因是关闭
以后氢气仍在产生却滞留在锥形瓶内,故A中压强增大把液体压入B中;
答案为:A中的液体被压入B中;A中产生氢气,使A中压强增大;
(4) 过滤可将晶体从溶液中分离出来,硫酸亚铁是强碱弱酸盐会水解,硫酸过量可抑制亚铁离子水解;
答案为:过滤;抑制
水解;
(5)导管插入液面以下可起到液封作用,防止空气进入三颈烧瓶氧化Fe2+;
答案为:液封作用,防止空气进入三颈烧瓶氧化;
(6)亚铁离子与酸性高锰酸钾发生
n(KMnO4)=0.01L×0.1mol/L=0.001mol,则20.00mL溶液中n(Fe2+)=0.005mol,则10.0g样品中
的物质的量为0.025mol,样品的含量为
;
故答案为:
;98%。
【题目】H2O2作为绿色氧化剂被应用于废水处理、造纸和化学合成等行业。
(1)已知:H2(g)+
O2(g)=H2O(l) ΔH1=-285.8kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O2(l) ΔH2=-135.8kJ·mol-1
①H2(g)与O2(g)的反应中,在热力学上更有利的产物是__,原因是__。
②常温下,H2O2分解的热化学方程式为__。
(2)我国科学家使用Ag9团簇作催化剂,研究H2O2的合成。各步骤的活化能和反应热,如表所示,利用计算机模拟反应历程如图所示(TS表示过渡态,表示被催化剂吸附的物种)。
Ag9团簇上生成H2O2的活化能Ea和反应热![]()
步骤 | 过渡态 | Ea/kJ |
| |
A | Ag9 | TS1 | 74.1 | +68.7 |
B | H—Ag9 | TS2 | 108.7 | -27.2 |
C | H—Ag9—H+ O2 | TS3 | 78.4 | -75.4 |
D | HOO | TS4 | 124.7 | +31.3 |
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①通过降低步骤___(填字母)的能垒(活化能),可以较大幅度提高合成反应的速率。
②反应历程中2到3断裂的化学键为___(填序号)。
A.O2中的氧氧键 B.H2中的氢氢键 C.Ag9OOH中的氧氢键
(3)利用阴阳极同步放电产生H2O2和过硫酸铵[(NH4)2S2O8]的原理如图所示。阳极上放电的离子是___,阴极的电极反应式为___。
(4)常温下,H2O2分解速率方程v=0.0625·c(H2O2)mg·L-1·s-1,c(H2O2)随时间变化如下表:
C(H2O2) (mg | 10000.0 | 8000.0 | 4000.0 | 2000.0 | 1000.0 |
分解时间(s) | 0 | 7 | 23 | 39 | 55 |
①当c(H2O2)=8000.0mg·L-1时,v=__mg·L-1·s-1;
②当c(H2O2)降为5000.0mg·L-1时,分解时间为___s。