【題目】草酸是一種常用的還原劑,某校高三化學小組探究草酸被氧化的速率問題。
實驗Ⅰ | 試劑 | 混合后 溶液pH | 現(xiàn)象 (1h后溶液) | ||
試管 | 滴管 | ||||
a | 4mL0.01mol·L1 KMnO4溶液,幾滴濃H2SO4 | 2mL0.3mol·L1H2C2O4 溶液 | 2 | 褪為無色 | |
b | 4mL0.01mol·L1KMnO4溶液,幾滴濃NaOH | 7 | 無明顯變化 | ||
c | 4mL0.01mol·L1 K2Cr2O7溶液,幾滴濃H2SO4 | 2 | 無明顯變化 | ||
d | 4mL0.01mol·L1 K2Cr2O7溶液,幾滴濃NaOH | 7 | 無明顯變化 |
(1)H2C2O4是二元弱酸,寫出H2C2O4溶于水的電離方程式:_____________。
(2)實驗I試管a中KMnO4最終被還原為Mn2+,該反應的離子方程式為:________。
(3)瑛瑛和超超查閱資料,實驗I試管c中H2C2O4與K2Cr2O7溶液反應需數(shù)月時間才能完成,但加入MnO2可促進H2C2O4與K2Cr2O7的反應。依據(jù)此資料,吉吉和昊昊設計如下實驗證實了這一點。
實驗II | 實驗III | 實驗IV | |
實驗操作 | |||
實驗現(xiàn)象 | 6 min后固體完全溶解,溶液橙色變淺,溫度不變 | 6 min后固體未溶解,溶液顏色無明顯變化 | 6 min后固體未溶解,溶液顏色無明顯變化 |
實驗IV的目的是:_______________________。
(4)睿睿和萌萌對實驗II繼續(xù)進行探究,發(fā)現(xiàn)溶液中Cr2O72- 濃度變化如圖:
臧臧和蔡蔡認為此變化是通過兩個過程實現(xiàn)的。
過程i.MnO2與H2C2O4反應生成了Mn2+。
過程ii.__________________________________。
①查閱資料:溶液中Mn2+能被PbO2氧化為MnO4-。針對過程i,可采用如下方法證實:將0.0001molMnO2加入到6mL____________中,固體完全溶解;從中取出少量溶液,加入過量PbO2固體,充分反應后靜置,觀察到_______________。
②波波和姝姝設計實驗方案證實了過程ii成立,她們的實驗方案是________。
(5)綜合以上實驗可知,草酸發(fā)生氧化反應的速率與__________________有關。
【答案】H2C2O4HC2O4-+H+ 、HC2O4-C2O42-+H+ 5H2C2O4+6H++2MnO4-=10CO2↑+2Mn2++8H2O 排除實驗II中MnO2直接還原重鉻酸鉀的可能 Mn2+可加快草酸與重鉻酸鉀的反應 0.1mol/LH2C2O4溶液(調至pH=2) 上清液為紫色 2mL、0.3mol/LH2C2O4溶液與4mL0.01mol/L K2Cr2O7溶液混合,調至pH=2,加入0.0001molMnSO4固體(或15.1mgMnSO4),6min后溶液橙色變淺 氧化劑種類、溶液pH、是否有催化劑
【解析】
(1)H2C2O4是二元弱酸,分步電離;
(2)酸性條件下,KMnO4最終被還原為Mn2+,草酸被氧化為二氧化碳;
(3)實驗IV與實驗II、III區(qū)別是沒有草酸;
(4)分析曲線可知,開始時Cr2O72- 濃度變化緩慢,一段時間后變化迅速;
①由實驗結論出發(fā)即可快速解題;
②由控制變量法可知,保持其他變量不變,將MnO2換成等物質的量的MnSO4固體即可;
(5)注意實驗的變量有:氧化劑種類、溶液pH、是否有催化劑。
(1)H2C2O4是二元弱酸,分步電離,用可逆符號,則H2C2O4溶于水的電離方程式為H2C2O4HC2O4-+H+ 、HC2O4-C2O42-+H+;
(2)實驗I試管a中,酸性條件下,KMnO4最終被還原為Mn2+,草酸被氧化為二氧化碳,則該反應的離子方程式為5H2C2O4+6H++2MnO4-=10CO2↑+2Mn2++8H2O;
(3)實驗IV與實驗II、III區(qū)別是沒有草酸,則實驗IV的目的是:排除實驗II中MnO2直接還原重鉻酸鉀的可能;
(4)分析曲線可知,開始時Cr2O72- 濃度變化緩慢,一段時間后變化迅速,則可能是過程i.MnO2與H2C2O4反應生成了Mn2+。過程ii.Mn2+可加快草酸與重鉻酸鉀的反應;
①將0.0001molMnO2加入到6mL 0.1mol/LH2C2O4溶液(調至pH=2)中,固體完全溶解,則說明MnO2與H2C2O4反應生成了Mn2+;從中取出少量溶液(含Mn2+),加入過量PbO2固體,充分反應后靜置,觀察到上清液為紫色,則說明溶液中Mn2+能被PbO2氧化為MnO4-,MnO4-顯紫色;
②設計實驗方案證實過程ii成立,由控制變量法可知,保持其他變量不變,將MnO2換成等物質的量的MnSO4固體即可,即實驗方案是2mL、0.3mol/LH2C2O4溶液與4mL0.01mol/L K2Cr2O7溶液混合,調至pH=2,加入0.0001molMnSO4固體(或15.1mgMnSO4),6min后溶液橙色變淺;
(5)綜合以上實驗可知,變量有:氧化劑種類、溶液pH、是否有催化劑,則草酸發(fā)生氧化反應的速率與氧化劑種類、溶液pH、是否有催化劑有關。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色氣體,易溶于水,在混合氣體中的體積分數(shù)大于10%就可能發(fā)生爆炸,在工業(yè)上常用作水處理劑、漂白劑。回答下列問題:
(1)在處理廢水時,ClO2可將廢水中的CN-氧化成CO2和N2,該反應的離子方程式是_______。
(2)某小組按照文獻中制備ClO2的方法設計了如圖所示的實驗裝置用于制備ClO2。
①通入氮氣的主要作用有2個,一是可以起到攪拌作用,二是____________________。
②裝置B的作用是__________________。
③裝置A用于生成ClO2氣體,該反應的化學方程式是_______________________________。
(3)測定裝置C中ClO2溶液的濃度:取10.00 mL C中溶液于錐形瓶中,加入足量的KI溶液和H2SO4酸化,然后加入___________________作指示劑,用0.100 0 molL-1的Na2S2O3標準液滴定錐形瓶中的溶液(I2 + 2S2O32-=2I-+ S4O62-),消耗標準溶液的體積為20.00 mL。滴定終點的現(xiàn)象是______________________________,C中ClO2溶液的濃度是__________molL-1。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在含有弱電解質的溶液中,往往有多個化學平衡共存。
(1)常溫下,將0.2 mol·L-1的某一元酸HA溶液和0.1 mol·L-1 NaOH溶液等體積混合后溶液pH大于7,若混合液體積等于兩溶液體積之和,則混合液中下列關系正確的是__________。
A.c(HA)<c(A-)
B.c(HA)一定大于0.1 mol·L-1
C.c(Na+)=c(HA)+c(A-)
D.2c(OH-)=2c(H+)+[c(HA)-c(A-)]
(2)常溫下在20 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 HCl溶液40 mL,溶液中含碳元素的各種微粒(CO2因逸出未畫出)物質的量分數(shù)(縱軸)隨溶液pH變化的部分情況如下圖所示。
回答下列問題:
①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-______(填“能”或“不能”)大量共存。
②當pH=7時,溶液中各種離子其物質的量濃度之間的等量關系是___________。
③已知在25 ℃時,CO32-水解反應的平衡常數(shù)Kh=2×10-4,當溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-)=2∶1時,溶液的pH=____________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】在20世紀90年代末期,科學家發(fā)現(xiàn)并證明碳有新的單質形態(tài)存在。后來人們又相繼得到了、、、等另外一些球碳分子。21世紀初,科學家又發(fā)現(xiàn)了管狀碳分子和洋蔥狀碳分子,大大豐富了碳元素單質的家族。下列有關說法錯誤的是
A. 熔點比較:
B. 、、管狀碳和洋蔥狀碳之間的轉化屬于化學變化
C. 晶體結構如上圖所示,每個分子周圍與它最近且等距離的分子有12個
D. 、、管狀碳和洋蔥狀碳都不能與發(fā)生反應
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】高能LiFePO4電池,多應用于公共交通。電池中間是聚合物的隔膜, 主要作用是在反應過程中只讓Li+通過。結構如圖所示。
原理如下:(1-x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC。
下列說法不正確的是( )
A. 放電時,正極電極反應式:xFePO4+xLi++xe-===xLiFePO4
B. 放電時,電子由負極經導線、用電器、導線到正極
C. 充電時,陰極電極反應式:xLi++xe-+nC===LixCn
D. 充電時,Li+向左移動
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】鋅錳干電池是最早的實用電池,F(xiàn)用下列工藝回收正極材料中的金屬(部分條件未給出)。
(1)堿性鋅錳電池反應為:Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH),電解質是KOH, MnO(OH)中Mn的化合價為:_____,正極反應式為:__________。
(2)黑粉的主要成份為 MnO2和石墨,寫出反應①的化學方程式:________
(3)MnO2的轉化率與溫度的關系如下表:
溫度/℃ | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
轉化率/℃ | 86.0 | 90.0 | 91.3 | 92.0 | 92.1 |
生產中常選反應溫度為80℃,其理由是:___________。
(4)“沉錳”過程中生成堿式碳酸錳[MnCO36Mn(OH)25H2O],寫出其離子反應方程式:_______。濾液③中可回收的物質為:________(填化學式)。
(5)用硫酸酸化的漿液可吸收工業(yè)廢氣中的生成,已知漿液中含量為,工業(yè)廢氣中含量為, 的吸收率可達90%,則處理1000工業(yè)尾氣,可得到的質量為____kg(用含字母的代數(shù)式表示)。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知H2O2、KMnO4、NaClO、K2Cr2O7均具有強氧化性,將溶液中的Cu2+、Fe2+、Fe3+沉淀為氫氧化物,需溶液的pH分別為6.4、6.4、3.7。現(xiàn)有含FeClx雜質的氯化銅晶體(CuCl2·2H2O),為制取純凈的CuCl2·2H2O,首先將其制成水溶液,然后按圖示步驟進行提純:
請回答下列問題:
(1)本實驗最適合的氧化劑X是__________。(選填下面的序號)
A.K2Cr2O7 B.NaClO C.H2O2 D.KMnO4
(2)物質Y是__________。
(3)本實驗用加堿沉淀的目的是否能達到?__________。原因是__________。
(4)加氧化劑的目的為__________。
(5)最后能不能直接蒸發(fā)結晶得到CuCl2·2H2O晶體?________。如何操作?__________!
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】N2(g)與H2(g)在一定條件下經歷如下過程生成NH3(g)。下列說法正確的是
A.I中破壞的均為極性鍵
B.Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均為吸熱過程
C.Ⅳ中NH2與H2生成NH3
D.該條件下生成1molNH3放熱54kJ
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的前四周期元素,X、Z的周期序數(shù)=族序數(shù),由這四種元素組成的單質或化合物存在如圖所示的轉化關系,其中甲、戊是兩常見的金屬單質,丁是非金屬單質,其余為氧化物且丙為具有磁性的黑色晶體。下列說法正確的是
A. W的原子序數(shù)是Z的兩倍,金屬性強于Z
B. W元素在周期表中的位置是第四周期VIII族
C. 丙屬于兩性氧化物
D. 等物質的量的甲和戊完全溶于稀硝酸,消耗的HNO3的量一定相等
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com