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:

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________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。


碳酸镁晶须是一种新型的吸波隐形材料中的增强材料。

(1)合成该物质的步骤如下:

步骤1:配制0.5 mol·L-1 MgSO4溶液和0.5 mol·L-1 NH4HCO3溶液。

步骤2:用量筒量取500 mL NH4HCO3溶液于1 000 mL四口烧瓶中,开启搅拌器,温度控制在50 ℃。

步骤3:将250 mL MgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中,1 min内滴加完后,用氨水调节溶液pH到9.5。

步骤4:放置1 h后,过滤,洗涤。

步骤5:在40 ℃的真空干燥箱中干燥10 h,得碳酸镁晶须产品(MgCO3·nH2O n=1~5)。

回答下列问题:

①步骤3中加氨水后的离子方程式_______________________________________。

②步骤4为加快过滤速度,常用________________________________________(填过滤方法)。

(2)测定合成的MgCO3·nH2O中的n值。

称量1.000 g碳酸镁晶须,放入右图所示的广口瓶中,加入适量水,滴入稀硫酸与晶须反应,生成的CO2被NaOH溶液吸收,在室温下反应4~5 h,反应后期将温度升到30 ℃,最后的烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定,测得CO2的总量;重复上述操作2次。

①图中气球的作用是________________________________________________________;

②上述反应后期要升温到30 ℃,主要目的是_______________________________________;

③设3次实验测得每1.000 g碳酸镁晶须产生的CO2平均值为a mol,则n值为________________________(用含a的表达式表示)。

(3)称取100 g上述晶须产品进行热重分析,热重曲线如下图。则该条件下合成的晶须中,n=____________(选填:1、2、3、4、5)。

 0  144702  144710  144716  144720  144726  144728  144732  144738  144740  144746  144752  144756  144758  144762  144768  144770  144776  144780  144782  144786  144788  144792  144794  144796  144797  144798  144800  144801  144802  144804  144806  144810  144812  144816  144818  144822  144828  144830  144836  144840  144842  144846  144852  144858  144860  144866  144870  144872  144878  144882  144888  144896  203614 

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