(10分)某实验小组用0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液进行中和热的测定。
Ⅰ.配制0.50 mol·L-1 NaOH溶液
(1)若实验中大约要使用245 mL NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体________g。
(2)从下图中选择称量NaOH固体所需要的仪器(填字母):__________。
| 名称 | 托盘天平(带砝码) | 小烧杯 | 坩埚钳 | 玻璃棒 | 药匙 | 量筒 |
| 仪器 | ||||||
| 序号 | a | b | c | d | e | f |
(1)写出该反应的热化学方程式(中和热为57.3 kJ·mol-1):_________________________
________________________________________________________________________。
(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表。
①请填写下表中的空白:
实验次数 | 起始温度t1/℃ | 终止温度t2/℃ | 温度差平均值 (t2-t1)/℃ | ||
| H2SO4 | NaOH | 平均值 | |||
| 1 | 26.2 | 26.0 | 26.1 | 30.1 | |
| 2 | 27.0 | 27.4 | 27.2 | 31.2 | |
| 3 | 25.9 | 25.9 | 25.9 | 29.8 | |
| 4 | 26.4 | 26.2 | 26.3 | 30.4 | |
③上述实验数值结果与57.3 kJ·mol-1有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母)____________。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
(15分)
某化学兴趣小组的同学为制取少量溴乙烷,查阅资料得知:
NaBr+H2SO4
HBr+NaHSO4
CH3CH2OH+HBr
CH3CH2Br+H2O
化学兴趣小组根据实验原理设计如右图的装置。
根据题意完成下列填空:有关数据列表如下:
| | 乙醇 | 溴乙烷 |
| 状态 | 无色液体 | 无色液体 |
| 密度/g · cm-3 | 0.8 | 1.4 |
| 沸点/℃ | 78.5 | 119.0 |
| 熔点/℃ | -l30 | 38.4 |
(1)圆底烧瓶中加入的反应物是溴化钠、 和2:1的硫酸。配制体积比2:1的硫酸所用的仪器为 (选填编号)
a.烧杯 b.玻璃棒 c.量筒 d.容量瓶 e.滴定管
(2)将生成物导入盛有冰水混合物的试管A中,试管A中的物质分为三层(如图所示),产物在第
层;
(3)用浓的硫酸进行实验,若试管A中获得的有机物呈棕黄色,除去其中杂质应加
入 (选填编号)然后再进行 一步操作即可;
a.无水氯化钙 b.硝酸银溶液 c.四氯化碳 d.亚硫酸钠溶液
(4)实验过程中,同学发现仪器连接部分有漏气现象,老师建议把上述装置中的仪器连接部分都改成标准玻璃接口,其原因是: ;
(5)假设最初取用的无水乙醇是57.5mL,最后得到的纯净的溴乙烷是52.0mL,则溴乙烷的产率为 。
.(16分)化学实验是科学探究的基础。请回答有关实验问题:
(1)下面的四个实验装置有三个都存在明显缺陷,其中完全正确的是 :![]()
(2)要检验上面B装置氨气已集满的操作是 则试管已集满。
(3)ClO2是一种安全、高效、广谱、强力杀菌剂,其性质如右表:
①由下表可以看出:保存液态ClO2的条件是密封、 ;ClO2与碱反应的离子方程式 ;观察下“图A”,要从NaClO2溶液制得不含结晶水的晶体,操作是蒸发结晶,控制条件是 ;应控制析出晶体的温度范围是 。
| 色态 | 溶于碱 | 超过1Kpa、受热或遇光 | |
| 常温气体 | -59-11℃ 红黄色液体 | 生成亚氯酸盐和氯酸盐 | 爆炸 |
②工业用潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60℃时反应制得。某学生拟用下图B所示装置模拟工业制法制取并收集液态ClO2,请模仿下图B的装置图和图例,在答题卡的相应图中补充完善装置图,并作必要的标注。
利用反应I2(s)+Cl2(g)=2ICl(l),实验室可用如下图所示装置(加热、夹持仪器已略去)制取少量IC1。![]()
已知:ICl的熔点为13.9℃,沸点为97.4℃,易水解,且能发生反应:
ICl(l)+Cl2(g)=2ICl3(l)
(1)装置A中发生反应的化学方程式是____________。
(2)装置B的作用是______。不能用装置F代替装置E,理由是____________。
(3)所制得的ICl中溶有少量ICl3杂质,提纯的方法是______ (填标号)。
| A.过滤 | B.蒸发结晶 | C.蒸馏 | D.分液 |
i.
ii.ICl+KI=I2+KCl
iii.I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6
实验1:将0.500g该油脂样品溶于10mL四氯化碳后,加人20mL某ICl的冰醋酸溶液(过量),充分反应后,加人足量KI溶液,生成的碘单质用a mol?L—1的Na2S2O3,标准溶液滴定。经平行实验,测得消耗的Na2S2O3溶液的平均体积为V1mL。
实验2(空白实验):不加油脂样品,其它操作步骤、所用试剂及用量与实验1完全相同,测得消耗的Na2S2O3溶液的平均体积为V2mL。
①滴定过程中可用______作指示剂。
②滴定过程中需要不断振荡,否则会导致V1______(填“偏大”或“偏小”)。
③0.500g该油脂样品所消耗的ICl的物质的量为______mol。由此数据经换算即可求得该油脂的不饱和度。
实验室可用K2Cr2O7固体与浓盐酸混合加热制备氯气(K2Cr2O7被还原为Cr3+)。
(1)K2Cr2O7与浓盐酸反应的化学方程式为_______;若反应中转移3 mol e-,则消耗_______mol K2Cr2O7
(2)稀盐酸与K2Cr2O7固体混合加热没有氯气生成。为探究影响氯气生成的因素,某化学兴趣小组进行如下实验:
①提出假设
假设1:Cl-浓度对反应有影响;
假设2:H+浓度对反应有影响;
假设3: _____________________。
②设计实验方案,进行实验。写出实验步骤及预期现象和结论。
限选举实验试剂:浓盐酸、稀盐酸、浓硫酸、NaOH溶液、K2Cr2O7固体、NaCl固体、湿润的淀粉KI试纸
| 实验步骤 | 预期现象和结论 |
| 步:1:向盛有K2Cr2O7固体的A、B两试管中分别加入一定量的稀盐酸。 | |
| 步骤2: | |
| 步骤3: | |
草酸是一种重要的试剂。下面是利用草酸探究浓度对反应速率影响的实验。
(1)为证明浓度对反应速率的影响,曾有教科书《化学反应原理》设计了如下实验:取两支试管,各加入4mL0.01mol·L-1的KMnO4酸性溶液,分别向其中加入0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液2mL,记录溶液褪色所需时间。
实验中发生反应的离子方程式为: ;
预期现象是:
①溶液的颜色由 色变为 色,
②其中加入 mol·L-1H2C2O4的那支试管中的溶液先变色。
然而实验结果并不尽如人意。实验过程颜色复杂,且褪色先缓慢,后逐渐加快;最大的问题是草酸浓度大,反应速率却更慢。
本实验能否作为课堂实验研究浓度对化学反应速率的影响?适宜的条件是怎样的?某校一研究小组对此进行了探究。下面是他们的实验报告的一部分:
表1 试验安排及结果
| 实验 编号 | A(KMnO4溶液浓度/mol·L-1) | B(草酸溶液浓度/mol·L-1) | C(硫酸溶液浓度/mol·L-1) | 褪色时间/s |
| 1 | 3 | 3 | 1 | 336 |
| 2 | 1 | 2 | 3 | 82 |
| 3 | 3 | 1 | 3 | 76 |
| 4 | 1 | 3 | 2 | 133 |
| 5 | 2 | 3 | 3 | 102 |
| 6 | 3 | 2 | 2 | 156 |
| 7 | 2 | 2 | 1 | 300 |
| 8 | 2 | 1 | 2 | 115 |
| 9 | 1 | 1 | 1 | 200 |
应用SPSS16.0对正交试验结果进行方差分析,结果如下表
表2 各因素水平的数据处理结果
| | A(KMnO4溶液) | B(草酸溶液) | C(硫酸溶液) | ||||||
| 浓度/mol·L-1 | 0.005 | 0.010 | 0.015 | 0.1 | 0.5 | 0.9 | 6 | 12 | 18 |
| 平均褪色时间/s | 138.3 | 172.3 | 189.3 | 130.3 | 179.3 | 190.3 | 278.7 | 134.7 | 86.7 |
(2)由表2可知,三因素中, 的浓度(选填“A、B或C”,下空同)对反应速率影响显著,而 的浓度对反应速率的影响不显著。
(3)由表2可知,当高锰酸钾浓度为 mol·L-1、草酸浓度为 mol·L-1时,反应最快。即因素A、B的较适宜实验条件得以确定。
根据以上实验结果,该小组同学继续探究硫酸的浓度是怎样影响本反应速率的,测得如下实验结果:
表3 不同硫酸浓度下的褪色时间
| c(H2SO4)/mol·L-1 | 18 | 16 | 14 | 12 | 10 | 8 | 6 |
| 褪色时间/s | 67 | 83 | 90 | 103 | 129 | 146 | 200 |
(4)根据课堂实验的合适时间,可选溶液的褪色时间约为1分钟和2分钟的两份溶液,即此时硫酸的浓度为 mol·L-1和 mol·L-1,这也有利于观察这两个反应速率的差异。
结论:草酸与酸性高锰酸钾溶液的反应,可作为课堂实验探究浓度对反应速率的影响。