酸性KMnO4溶液能与草酸(H2C2O4)溶液反应。某探究小组利用反应过程中溶液紫色消失快慢的方法来研究影响反应速率的因素。
Ⅰ.实验前首先用浓度为0.1000mol?L-1酸性KMnO4标准溶液滴定未知浓度的草酸。
(1)写出滴定过程中发生反应的化学方程式为 。
(2)滴定过程中操作滴定管的图示正确的是 。
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(3)若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失,会使测得的草酸溶液浓度
(填“偏高”、“偏低”、或“不变”)。
Ⅱ.通过滴定实验得到草酸溶液的浓度为0.2000mol·L-1 。用该草酸溶液按下表进行后续实验(每次实验草酸溶液的用量均为8mL)。
实验编号 | 温度(℃) | 催化剂 用量(g) | 酸性高锰酸钾溶液 | 实验目的 a. 实验1和2探究 ;
b. 实验1和3探究反应物浓度对该反应速率的影响;
c. 实验1和4探究催化剂对该反应速率的影响。 | |
体积 (mL) | 浓度 (mol?L-1) | ||||
1 | 25 | 0.5 | 4 | 0.1000 | |
2 | 50 | 0.5 | 4 | 0.1000 | |
3 | 25 | 0.5 | 4 | 0.0100 | |
4 | 25 | 0 | 4 | 0.1000 | |
(4)写出表中a 对应的实验目的 ;若50°C时,草酸浓度c(H2C2O4)随反应时间t的变化曲线 如下图所示,保持其他条件不变,请在图中画出25°C时c(H2C2O4)随t的变化曲线示意图。
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(5)该小组同学对实验1和3分别进行了三次实验,测得以下实验数据(从混合振荡均匀开始计时):
实验编号 | 溶液褪色所需时间(min) | ||
第1次 | 第2次 | 第3次 | |
1 | 14.0 | 13.0 | 11.0 |
3 | 6.5 | 6.7 | 6.8 |
分析上述数据后得出“当其它条件相同时,酸性高锰酸钾溶液的浓度越小,褪色时间就越短,即反应速率就越快”的结论。甲同学认为该小组“探究反应物浓度对速率影响”的实验方案设计中存在问题,从而得到了错误的实验结论,请简述甲同学改进的实验方案 。
(6)该实验中使用的催化剂应选择MnSO4而不是MnCl2,原因可用离子方程式表示为 。
(14分)镍是一种十分重要的有色金属,但粗镍中一般含有Fe、Cu及难与酸、碱溶液反应的不溶性杂质而影响使用。现对粗镍进行提纯,具体的反应流程如下:
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已知:
①2Ni2O3 (黑色)
4NiO(暗绿色) + O2↑
②
物质 | CuS | Cu(OH)2 | Ni(OH)2 | NiS |
Ksp | 8.8×10-36 | 2.2×10-20 | 5.48×10-16 | 3.2×10-19 |
根据信息回答:
(1)28Ni在周期表中的第 周期;镍与稀硝酸反应的离子方程式为 。实验表明镍的浸出率与温度有关,随着温度升高镍的浸出率增大,但当温度高于70℃ 时,镍的浸出率又降低,浸出渣中Ni(OH)2含量增大,其原因为 ;
(2)在溶液A的净化除杂中,首先将溶液A煮沸,调节PH=5.5,加热煮沸5min,静置一段时间后,过滤出Fe(OH)3。为了得到纯净的溶液B还需要加入以下物质 进行除杂(填正确答案标号)。
A、NaOH B、Na2S C、H2S D、NH3﹒H2O
(3)已知以下三种物质的溶解度关系:NiC2O4>NiC2O4·H2O> NiC2O4·2H2O。则操作I、II名称是 、 ; D生成E的化学方程式为 。
(4)1molE经上述流程得到纯镍,理论上参加反应的氢气为 mol。
(5)测定样品中的镍含量的基本思路是将Ni2+转化为沉淀,通过测量沉淀的质量进一步推算Ni含量。已知Ni2+能与CO32-,C2O42-、S2-等离子形成沉淀,但测定时常选用丁二酮肟(C4H8N2O2)作沉淀剂,生成分子式为C8H14N4O4Ni的鲜红色沉淀。从实验误差角度分析主要原因为: 。
(14分)在温度t℃下,某Ba(OH)2的稀溶液中c(H+)=10-amol/L,c(OH-)=10-bmol/L,已知a+b=12,向该溶液中逐滴加入pH=b的NaHSO4,测得混合溶液的部分pH如下表所示:
序号 | 氢氧化钡的体积/mL | 硫酸氢钠的体积/mL | 溶液的pH |
① | 33.00 | 0.00 | 8 |
② | 33.00 | x | 7 |
③ | 33.00 | 33.00 | 6 |
(1)依据题意判断,t℃___________25℃(填“大于”、“小于”或“等于”),该温度下水的离子积常数Kw = ___________。
(2)b=____________,x = ______mL 。
(3)反应③的离子方程式为____________________________
(4)将此温度下的Ba(OH)2溶液取出1mL,加水稀释至1L,则稀释后溶液中
c(Ba2+)﹕c(OH-)= ;
(5) 与NaHSO4相同, NaHSO3 和NaHCO3也为酸式盐。已知NaHSO3溶液呈酸性,NaHCO3溶液呈碱性。现有浓度均为0.1mol/L的NaHSO3溶液和NaHCO3溶液,溶液中各粒子的物质的量浓度存在下列关系(R表示S或C),其中可能正确的是___________(填正确答案的标号)。
A.c(
)>c(
)>c(
)>c(
)>c(
)
B.c(
)+c(
)=c(
)+2c(
)+c(
)
C.c(
)+c(
)=c(
)+c(
)
D.两溶液中c(
)、c(
)、c(
)分别相等