2012年冬天,我國城市空氣污染狀況受到人們的強(qiáng)烈關(guān)注。在空氣質(zhì)量報告中,SO2的指數(shù)是衡量空氣質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)。為了測定空氣中的SO2含量,有三位同學(xué)分別采用了以下測定方法。
I.氧化還原法:甲同學(xué)擬采用下圖所示的裝置進(jìn)行實驗:
(1)該實驗需要80mL5×10-4mol/L的碘溶液,甲同學(xué)應(yīng)稱量I2 g(精確到0.001),選擇_______mL的容量瓶進(jìn)行配制。該實驗所涉及的氧化還原反應(yīng)原理為 (用化學(xué)方程式表示),該實驗原理是利用了SO2的 性。
(2)在甲同學(xué)所配碘溶液濃度準(zhǔn)確,并且量取藥品及實驗過程中各種讀數(shù)均無錯誤的情況下,利用上述裝置所測定的SO2含量仍然比實際含量低,請分析其中可能的原因 .
Ⅱ.重量法:乙同學(xué)擬用右圖所示簡易裝置進(jìn)行實驗。實驗操作如下:按圖安裝好儀器,在廣口瓶中盛放足量的H2O2水溶液,用規(guī)格為20mL的針筒抽氣100次,使空氣中的SO2被H2O2水溶液充分吸收(SO2+H2O2=H2SO4)。在吸收后的水溶液中加入足量的BaCl2溶液,生成白色沉淀,經(jīng)過濾、洗滌、干燥等步驟后進(jìn)行稱量,得白色固體0.182mg。
(3)取樣處空氣中SO2含量為 mg/L(精確到0.001)。
(4)已知,常溫下BaSO3的KSP為5.48×10-7飽和亞硫酸溶液中c(SO2-3)=6.3×10-8mol/L。有同學(xué)認(rèn)為以上實驗不必用H2O2吸收SO2,直接用0.1mol/L BaCl2溶液來吸收SO2即可產(chǎn)生沉淀,請用以上數(shù)據(jù)分析這樣做是否可行 .
III.儀器法:丙同學(xué)直接使用一種SO2濃度智能監(jiān)測儀測定空氣中的SO2含量,這種監(jiān)測儀是利用電化學(xué)原理,根據(jù)電池產(chǎn)生電流的強(qiáng)度來準(zhǔn)確測量SO2濃度的。該電池總的化學(xué)反應(yīng)原理為:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4
(5)請寫出該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式 。
(12分)(1)0.013g(1分);100(1分) SO2+I(xiàn)2+2H2O=H2SO4+2HI(1分);還原性(1分)
(2)①裝置氣密性差 ②抽氣速度過快 ③SO2易溶于水而裝置中的棉花團(tuán)不干燥 ④部分SO2溶于水后與水中溶解的少量O2反應(yīng)生成硫酸而損失(其他合理答案亦可)(2分) (3)0.025(2分)
(4)因溶液中c(Ba2+)=0.1mol/L,c(SO32-)≤6.3×10-8mol/L,其離子積c(Ba2+)×c(SO32-)≤6.3×10-9<Ksp(BaSO3)=5.48×10-7,所以直接用0.1mol/LBaCl2溶液來吸收SO2不能產(chǎn)生BaSO4沉淀(2分)
(5)SO2+2H2O-2e-=2SO42-+4H+(2分)
解析試題分析:(1)由于實驗室沒有80ml容量瓶,所以需要配制100ml5×10-4mol/L的碘溶液,需要單質(zhì)碘的質(zhì)量是0.1L×5×10-4mol/L×254g/mol=0.013g。SO2具有還原性,單質(zhì)碘具有氧化性,所以二者能發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式是SO2+I(xiàn)2+2H2O=H2SO4+2HI。
(2)所測定的SO2含量仍然比實際含量低,這說明通入的SO2沒有完全被碘溶液吸收,因此可能的原因有①裝置氣密性差;②抽氣速度過快;③SO2易溶于水而裝置中的棉花團(tuán)不干燥;④部分SO2溶于水后與水中溶解的少量O2反應(yīng)生成硫酸而損失(其他合理答案亦可)。
(3)0.182mg白色沉淀是硫酸鋇,則根據(jù)S原子時候可知,SO2的質(zhì)量是×64=0.050mg,所以取樣處空氣中SO2含量為=0.025 mg/L.
(4)由于溶液中c(Ba2+)=0.1mol/L,c(SO32-)≤6.3×10-8mol/L,其離子積c(Ba2+)×c(SO32-)≤6.3×10-9<Ksp(BaSO3)=5.48×10-7,所以直接用0.1mol/LBaCl2溶液來吸收SO2不能產(chǎn)生BaSO4沉淀。
(5)因為原電池中負(fù)極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)。所以根據(jù)總的反應(yīng)式可知,負(fù)極是SO2失去電子,被氧化生成硫酸,負(fù)極電極反應(yīng)式是SO2+2H2O-2e-=2SO42-+4H+。
考點(diǎn):考查物質(zhì)的量濃度的配制;氧化還原反應(yīng)方程式的書寫;誤差分析;物質(zhì)含量的測定;電極反應(yīng)式的書寫等
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:單選題
下列裝置能達(dá)到實驗?zāi)康氖?br />
A.圖1用于放出碘的四氯化碳溶液 |
B.圖2用于實驗室收集SO2 |
C.圖3用于實驗室制備Fe(OH)2 |
D.圖4用于比較NaHCO3和Na2CO3熱穩(wěn)定性 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
工業(yè)制得的氮化鋁(AlN)產(chǎn)品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等雜質(zhì)。某同學(xué)設(shè)計了如下實驗分別測定氮化鋁(AlN)樣品中AlN和Al4C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(忽略NH3在強(qiáng)堿性溶液中的溶解)。
(1)實驗原理
①Al4C3與硫酸反應(yīng)可生成CH4;
②AlN溶于強(qiáng)酸產(chǎn)生銨鹽,溶于強(qiáng)堿生成氨氣,請寫出AlN與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________________________________。
(2)實驗裝置(如圖所示)
(3)實驗過程
①連接實驗裝置,檢驗裝置的氣密性。稱得D裝置的質(zhì)量為y g,滴定管的讀數(shù)為a mL。
②稱取x g AlN樣品置于錐形瓶中;塞好膠塞,關(guān)閉活塞_____________,打開活塞______________,通過分液漏斗加入稀硫酸,與錐形瓶內(nèi)物質(zhì)充分反應(yīng)。
③待反應(yīng)進(jìn)行完全后,關(guān)閉活塞_____________,打開活塞_____________,通過分液漏斗加入過量____________(填化學(xué)式),與燒瓶內(nèi)物質(zhì)充分反應(yīng)。
④__________________(填入該步應(yīng)進(jìn)行的操作)。
⑤記錄滴定管的讀數(shù)為b mL,稱得D裝置的質(zhì)量為z g,
(4)數(shù)據(jù)分析
①AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________________。
②若讀取滴定管中氣體的體積時,液面左高右低,則所測氣體的體積_________________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。
③Al4C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。(該實驗條件下的氣體摩爾體積為Vm)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
沈陽理工大學(xué)在廢舊電池回收處理現(xiàn)狀研究報告中報道了一種濕法處理方法,以下是對廢舊電池材料(含有Ni(OH)2、碳粉、氧化鐵和鋁箔等)進(jìn)行資源回收所設(shè)計的實驗流程
已知:①NiCl2易溶于水,F(xiàn)e3+不能氧化Ni2+。
②已知實驗溫度時的溶解度:NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O
③金屬離子在該實驗流程下完全沉淀的pH:
離子 | Al3+ | Fe3+ | Ni2+ |
pH | 5.2 | 4.1 | 9.7 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
(15分)某研究小組設(shè)計如下裝置分離CO和CO2的混合氣體并探究CO還原氧化銅的產(chǎn)物和過氧化鈉的性質(zhì)。已知氯化鈀(PdCl2)溶液遇CO氣體會產(chǎn)生黑色沉淀(金屬單質(zhì))。夾持裝置未畫出。
(題9圖)
(1)試劑X、Y的焰色反應(yīng)均呈黃色,則X、Y可能是 、 .
(2)連接裝置、檢驗氣密性并裝好藥品后,關(guān)閉分液漏斗活塞和K3,打開K1、K2,分離出CO,當(dāng)觀察到 現(xiàn)象時,可對C裝置進(jìn)行加熱操作,反應(yīng)產(chǎn)物為紅色固體。
(3)查詢資料獲得以下信息:①Cu2O為紅色固體;②常溫下,Cu2+在溶液中穩(wěn)定,Cu+易在酸性條件下發(fā)生反應(yīng):2Cu+ =Cu2++Cu。
甲、乙兩組同學(xué)取上述紅色固體(用M代表)進(jìn)行實驗,探究其成分:
組別 | 實驗操作 | 實驗現(xiàn)象或數(shù)據(jù) | 結(jié) 論 |
甲 | ① 向a g M中加入一定量稀硫酸,充分?jǐn)嚢瑁?br />② 繼續(xù)滴加稀硫酸至過量, 充分反應(yīng). | ①固體明顯減少; ②仍然有一定量固體,溶液呈藍(lán)色 | ①M(fèi)中一定有Cu2O; ②M中一定有Cu. |
乙 | 將甲實驗后所得溶液過濾 將濾渣洗滌、干燥、稱量 | 濾渣質(zhì)量為g | M為Cu和Cu2O的混合物 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
(15分)三氯氧磷(化學(xué)式:POCl3)常用作半導(dǎo)體摻雜劑及光導(dǎo)纖維原料。氯化水解法生產(chǎn)三氯氧磷的流程如下:
⑴氯化水解法生產(chǎn)三氯氧磷的化學(xué)方程式為 。
⑵通過佛爾哈德法可以測定三氯氧磷產(chǎn)品中Cl元素含量,實驗步驟如下:
Ⅰ.取a g產(chǎn)品于錐形瓶中,加入足量NaOH溶液,待完全水解后加稀硝酸至酸性。
Ⅱ.向錐形瓶中加入0.1000 mol·L-1的AgNO3溶液40.00 mL,使Cl-完全沉淀。
Ⅲ.向其中加入2 mL硝基苯,用力搖動,使沉淀表面被有機(jī)物覆蓋。
Ⅳ.加入指示劑,用c mol·L-1NH4SCN溶液滴定過量Ag+至終點(diǎn),記下所用體積。
已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2×10-12
①滴定選用的指示劑是 (選填字母),滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為 。
a.FeCl2 b.NH4Fe(SO4)2 c.淀粉 d.甲基橙
②實驗過程中加入硝基苯的目的是 ,如無此操作所測Cl元素含量將會 (填“偏大”、“偏小”或“不變”)
⑶氯化水解法生產(chǎn)三氯氧磷會產(chǎn)生含磷(主要為H3PO4、H3PO3等)廢水。在廢水中先加入適量漂白粉,再加入生石灰調(diào)節(jié)pH將磷元素轉(zhuǎn)化為磷酸的鈣鹽沉淀并回收。
①在沉淀前先加入適量漂白粉的作用是 。
②下圖是不同條件對磷的沉淀回收率的影響圖像。
處理該廠廢水最合適的工藝條件為 (選填字母)。
a.調(diào)節(jié)pH=9 b.調(diào)節(jié)pH=10 c.反應(yīng)時間30 min d.反應(yīng)時間120 min
③若處理后的廢水中c(PO43-)=4×10-7mol·L-1,溶液中c(Ca2+)= mol·L-1。
(已知Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10-29)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題
工業(yè)制得的氮化鋁(AlN)產(chǎn)品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等雜質(zhì)。某同學(xué)設(shè)計了如下實驗分別測定氮化鋁(AlN)樣品中AlN和Al4C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(忽略NH3在強(qiáng)堿性溶液中的溶解)。
(1)實驗原理
①Al4C3與硫酸反應(yīng)可生成CH4;
②AlN溶于強(qiáng)酸生成銨鹽,溶于氫氧化鈉溶液生成氨氣,請寫出AlN與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式 。
(2)實驗裝置(如圖所示)
(3)實驗過程
①連接實驗裝置,檢驗裝置的氣密性。稱得D裝置的質(zhì)量為n g,滴定管的讀數(shù)為a mL。
②稱取m g AlN樣品置于錐形瓶中;塞好膠塞,關(guān)閉活塞 ,打開活塞 ,通過分液漏斗加入過量 (填化學(xué)式),與錐形瓶內(nèi)物質(zhì)充分反應(yīng)。
③待反應(yīng)進(jìn)行完全后,關(guān)閉活塞 ,打開活塞 ,通過分液漏斗加入過量 (填化學(xué)式),與錐形瓶內(nèi)物質(zhì)充分反應(yīng)。
④ (填入該步應(yīng)進(jìn)行的操作)。
⑤記錄滴定管的讀數(shù)為b mL,稱得D裝置的質(zhì)量為p g。
(4)數(shù)據(jù)分析
①AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。
②若讀取滴定管中氣體的體積時,液面左高右低,則所測氣體的體積 (填“偏大”“偏小”或“無影響”)。
③Al4C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。(該實驗條件下的氣體摩爾體積為Vm)
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