通过沉淀-氧化法处理含铬废水,减少废液排放对环境的污染,同时回收K2Cr2O7。实验室对含铬废液(含有Cr3+、Fe3+、K+、SO
、NO
和少量Cr2O
)回收与再利用工艺如下:
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已知:①Cr(OH)3+OH-===CrO
+2H2O;
②2CrO
+3H2O2+2OH-===2CrO
+4H2O;
③H2O2在酸性条件下具有还原性,能将+6价Cr还原为+3价Cr。
(1)实验中所用KOH浓度为6 mol·L-1,现用KOH固体配制250 mL 6 mol·L-1的KOH溶液,除烧杯、玻璃棒外,还必需用到的玻璃仪器有________。
(2)滤液Ⅰ酸化前,进行加热的目的是________。冰浴、过滤后,应用少量冷水洗涤K2Cr2O7,其目的是________________________。
(3)下表是相关物质的溶解度数据:
| 物质 | 0 ℃ | 20 ℃ | 40 ℃ | 60 ℃ | 80 ℃ | 100 ℃ |
| KCl | 28.0 | 34.2 | 40.1 | 45.8 | 51.3 | 56.3 |
| K2SO4 | 7.4 | 11.1 | 14.8 | 18.2 | 21.4 | 24.1 |
| K2Cr2O7 | 4.7 | 12.3 | 26.3 | 45.6 | 73.0 | 102.0 |
| KNO3 | 13.9 | 31.6 | 61.3 | 106 | 167 | 246.0 |
根据溶解度数据,操作Ⅰ具体操作步骤为①__________________、②__________。
(4)称取产品重铬酸钾试样2.000 g配成250 mL溶液,取出25.00 mL于锥形瓶中,加入10 mL 2 mol·L-1 H2SO4和足量碘化钠(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5 min,然后加入100 mL水,加入3 mL淀粉指示剂,用0.120 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O
===2I-+S4O
)。
①若实验中共用去Na2S2O3标准溶液30.00 mL,所得产品中重铬酸钾的纯度为________(设整个过程中其他杂质不参与反应)。
②若滴定管在使用前未用Na2S2O3标准溶液润洗,测得的重铬酸钾的纯度将________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
目前流行的关于生命起源假设的理论认为,生命起源于约40亿年前的古洋底的热液环境,这种环境系统中普遍存在铁硫簇结构,如Fe2S2、Fe4S4、Fe8S7等,这些铁硫簇结构参与了生命起源的相关反应。某化学兴趣小组在研究某铁硫簇结构的组成时,设计了下列实验。
【实验Ⅰ】 确定硫的质量:
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按图连接装置,检查好装置的气密性后,在硬质玻璃管A中放入1.0 g铁硫簇结构(含有部分不反应的杂质),在试管 B中加入50 mL 0.100 mol·L-1的酸性KMnO4溶液,在试管C中加入品红溶液。通入空气并加热,发现固体逐渐转变为红棕色。待固体完全转化后,将B中溶液转移至 250 mL 容量瓶,洗涤试管B后定容。取25.00 mL 该溶液用0.01 mol·L-1的草酸(H2C2O4)溶液滴定剩余的 KMnO4。记录数据如下:
| 滴定次数 | 待测溶液体积/mL | 草酸溶液体积/mL | |
| 滴定前刻度 | 滴定后刻度 | ||
| 1 | 25.00 | 1.50 | 23.70 |
| 2 | 25.00 | 1.02 | 26.03 |
| 3 | 25.00 | 0.00 | 24.99 |
相关反应:①2MnO
+2H2O+5SO2===2Mn2++5SO
+4H+
②2MnO
+6H++5H2C2O4===2Mn2++10CO2↑+8H2O
【实验Ⅱ】 确定铁的质量:
将实验Ⅰ硬质玻璃管A中的残留固体加入稀盐酸中,充分搅拌后过滤,在滤液中加入足量的NaOH溶液,过滤后取滤渣,经充分灼烧得0.6 g固体。
试回答下列问题:
(1)判断滴定终点的方法是______________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)试管C中品红溶液的作用是_____________________________________________。
有同学提出,撤去C装置对实验没有影响,你的看法是________(选填“同意”或“不同意”),理由是___________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)根据实验Ⅰ和实验Ⅱ中的数据可确定该铁硫簇结构的化学式为________________________________________________________________________。
【问题探究】 滴定过程中,细心的同学发现该KMnO4溶液颜色褪去的速率较平常滴定时要快得多。为研究速率加快的原因,该同学继续进行了下列实验,实验数据如下表:
| 编号 | 温度/℃ | 酸化的H2C2O4溶液/mL | KMnO4溶液/mL | 溶液褪色时间/s |
| 1 | 25 | 5.0 | 2.0 | 40 |
| 2 | 25 | 5.0(另加少量可溶于水的MnSO4粉末) | 2.0 | 4 |
| 3 | 60 | 5.0 | 2.0 | 25 |
(4)分析上述数据,滴定过程中反应速率加快的一种可能原因是___________________
________________________________________________________________________。