题目内容
(15分)浙江省“五水共治”是水质治理的重要举措,其中化学需氧量(COD)是水质测定中的重要指标,可以反映水中有机物等还原剂的污染程度。COD是指在一定条件下,用强氧化剂氧化水样中的还原剂及有机物时所消耗氧化剂的量,然后折算成氧化水样中的这些还原剂及有机物时需要氧气的量。某学习小组用重铬酸钾法测定某水样中的COD。主要的实验装置、仪器及具体操作步骤如下:
实验装置及仪器:
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操作步骤:
①用仪器c将20.00mL水样置于250mL锥形瓶中,加入数粒碎瓷片。
②在水样中加入重铬酸钾标准溶液10.00mL,安装回流装置(如上图所示),从冷凝管上口加入30.00mL的H2SO4—Ag2SO4溶液,混匀后加热回流2h,充分反应。
③冷却后加指示剂2d,用硫酸亚铁铵溶液滴定多余重铬酸钾,至溶液由绿色变成红褐色。
已知:Cr2O72—+14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O
请你回答下列问题:
(1)仪器c的名称: ;用仪器c吸取液体时,左手拿洗耳球,右手将仪器c插入溶液中吸取,当 时,立即用食指将管口堵住,将管尖离开液面,稍松食指使液面平稳下降,至凹液面最低处与标线相切,立即按紧管口。
(2)下列有关操作不正确的是 (用相应编号填写)
A.用硫酸亚铁铵溶液滴定时需上述仪器中的仪器b
B. 仪器c在使用时需要先用待取液进行润洗,管尖残留的液体一般不要吹出
C.加入数粒碎瓷片的作用是可以防止液体暴沸
D.上述操作步骤③中在滴定时判断滴定终点的指示剂可以是甲基橙
E.加热回流结束后,要用蒸馏水对冷凝管管壁进行冲洗
(3)在加热回流过程中,可以用水浴作为恒温加热源吗?同时请说明理由。
(4)下列因素对测定水样中的COD能产生影响的有 (用相应编号填写)
①硫酸的用量 ②反应装置中的锥形瓶在反应前用蒸馏水洗涤
③重铬酸钾的用量 ④回流时间的长短
(5)实验室配制重铬酸钾标准溶液的主要步骤及装置如下所示:
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将上述实验步骤A到F按实验过程先后次序排列
(6)已知:重铬酸钾标准溶液的c(Cr2O72—)=0.0250mol·L—1,硫酸亚铁铵溶液的c(Fe2+)=0.0100 mol·L—1,滴定终点时所消耗的硫酸亚铁铵溶液的体积为12.00mL,则按上述实验方法,测得的该水样的化学需氧量CODCr(O2)= mg/L
(1)移液管(2分) 溶液吸至标线以上(2分)
(2)AD (2分) (3)不能,水浴温度不超过100。C ,难以使水样回流 (2分)
(4) ①③④ (2分) (5) CBDFAE(2分) (6)552 (3分)
【解析】
试题分析:(1)根据仪器c的构造知,仪器c的名称为:移液管;用仪器c吸取液体时,左手拿洗耳球,右手将仪器c插入溶液中吸取,当溶液吸至标线以上时,立即用食指将管口堵住,将管尖离开液面,稍松食指使液面平稳下降,至凹液面最低处与标线相切,立即按紧管口。(2) A、硫酸亚铁铵溶液水解呈酸性,用硫酸亚铁铵溶液滴定时需上述仪器中的仪器a酸式滴定管,错误;B、移液管在使用时需要先用待取液进行润洗,管尖残留的液体一般不要吹出,正确; C、甲基橙的变色范围是3.1——4.4,铁离子转化为沉淀,不能用甲基橙作指示剂,错误; E、加热回流结束后,为使样品全部反应,要用蒸馏水对冷凝管管壁进行冲洗,正确;选AD;(3)在加热回流过程中,不能用水浴作为恒温加热源,理由是水浴温度不超过100。C ,难以使水样回流。(4)根据题给反应和信息知,①硫酸的用量③重铬酸钾的用量④回流时间的长短对测定结果有影响,选①③④;(5)实验室配制重铬酸钾标准溶液的主要步骤是计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀,结合题给装置知,实验步骤A到F按实验过程先后次序排列CBDFAE;(6)根据反应Cr2O72—+14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O知,与硫酸亚铁铵溶液反应的重铬酸根的物质的量n=c(Fe2+)V(Fe2+)/6=0.0100 mol·L—1×0.012L÷6=2×10—5mol,则与20mL水样反应的重铬酸根的物质的量n=2.5×10—4mol —2×10—5mol =2.3×10—4mol,根据电子守恒知,转化成氧气的物质的量为3.45×10—4mol,则按上述实验方法,测得的该水样的化学需氧量CODCr(O2)=552mg/L。
考点:以污水中化学需氧量COD的测定考查化学实验基本操作、实验方案的分析评价及相关计算。
(14分)I.已知:C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g) ΔH
一定温度下,在1.0 L密闭容器中放入1 mol C(s)、1 mol H2O(g)进行反应,反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
时间t/h | 0 | 1 | 2 | 4 | 8 | 16 | 20 | 25 | 30 |
总压强p/100 kPa | 4.56 | 5.14 | 5.87 | 6.30 | 7.24 | 8.16 | 8.18 | 8.20 | 8.20 |
回答下列问题:
(1)下列哪些选项可以说明该可逆反应已达平衡状态 。
A.混合气体的密度不再发生改变 B.消耗1 mol H2O(g)的同时生成1 mol H2
C.ΔH不变 D.v正(CO) = v逆(H2)
(2)由总压强P和起始压强P0表示反应体系的总物质的量n总,n总=____ mol;由表中数据计算反应达平衡时,反应物H2O(g)的转化率α =_____(精确到小数点后第二位)。
Ⅱ.硫单质及其化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)已知25℃时:xSO2 (g)+2xCO(g)=2xCO2 (g)+Sx (s) ΔH=ax kJ/mol ①
2xCOS(g)+xSO2 (g)=2xCO2 (g)+3Sx (s) ΔH=bx kJ/mol。 ②
则反应COS(g)生成CO(g)、Sx (s)的热化学方程式是 。
(2)向等物质的量浓度Na2S、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量。其中H2S、HS?、S2?的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与滴加盐酸体积的关系如图所示(忽略滴加过程H2S气体的逸出)。试分析:
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①B曲线代表 分数变化(用微粒符号表示);滴加过程中,溶液中一定成立:
c(Na+)= 。
②M点,溶液中主要涉及的离子方程式 。
(14 分)CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4 L密闭容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,发生如下反应:CO2(g)+CH4(g)
2CO(g)+2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表:
物质 | CH4 | CO2 | CO | H2 |
体积分数 | 0.1 | 0.1 | 0.4 | 0.4 |
①此温度下该反应的平衡常数K= 。
②已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3 kJ·mol-1
CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g) △H=2.8 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)
2CO(g)+2H2(g) 的△H= ;
③在不同温度下催化剂的催化效率与CO的生成速率如右图所示。t1~t2℃时,温度升高而CO的生成速率降低的原因是 ;
(?代表CO的生成速率,■代表催化剂的催化效率)
④为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是 ;
⑤若再向容器中同时充入2.0 mol CO2、6.0 mol CH4、4.0 molCO 和8.0 molH2,则上述平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(2)以CO2为原料可以合成多种物质。
①可降解二氧化碳聚合物是由CO2加聚而成,写出其结构简式: ;
②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解,CO2在铜电极上可转化为甲烷,该电极反应方程式为 。