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:

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:

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。

 

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(1)由合成气制备二甲醚的主要原理如下:

已知:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.7 kJ·mol-1

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-23.5 kJ·mol-1

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=-41.2 kJ·mol-1

则反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H= kJ·mol-1。

(2)将合成气以n(H2)/n(CO)=2通入1 L的反应器中,一定条件下发生反应:

4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),其中CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示:

①该反应的平衡常数表达式为 ;P1、P2、P3由大到小的顺序为 。

②若反应在P3和316℃时,起始时n(H2)/n(CO)=3,则达到平衡时,CO的转化率 50%(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(3)由合成气合成甲醇的反应的温度与平衡常数(K)的关系如表数据,

250℃时,将2 molCO和6 molH2充入2L的密闭容器中发生反应,反应时间与物质浓度的关系如图所示,则前10分钟内,氢气的平均反应速率为 ;若15分钟时,只改变温度一个条件,假设在20分钟时达到新平衡,氢气的转化率为33.3%,此时温度为 (从上表中选),请在图中画出15—25分钟c (CH3OH)的变化曲线。

(4)利用甲醇液相脱水也可制备二甲醚,原理是:CH3OH +H2SO4→CH3HSO4+H2O,CH3HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4。与合成气制备二甲醚比较,该工艺的优点是反应温度低,转化率高,其缺点是 。

 

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