【题目】化学学习小组进行实验测定H2C2O4·xH2O 中x值。已知:M(H2C2O4)=90 g·mol-1
①称取 1.260 g 纯草酸晶体,将其酸制成 100.00 mL 水溶液为待测液;
②取25.00mL 待测液放入锥形瓶中,再加入适量稀H2SO4;
③用浓度为 0.05 000 mol·L-1的 KMnO4标准溶液进行滴定。
(1)请写出与滴定有关反应的离子方程式__________。
(2)某学生的滴定方式(夹持部分略去)如下,最合理的是__________(选填 a、b)。
a.
b. ![]()
(3)由图可知消耗KMnO4溶液体积为_______mL。
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(4)滴定过程中眼睛应注视________。
(5)通过上述数据,求得x=______。以标准KMnO4溶液滴定样品溶液的浓度,未用标准KMnO4溶液润洗滴定管,引起实验结果______ (偏大、偏小或没有影响) 。
【答案】5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O b 20.00 锥形瓶中颜色变化 2 偏小
【解析】
(1)H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应生成二氧化碳、锰离子和水;
(2)据高锰酸钾具有强氧化性,盛放在酸式滴定管中来选择;
(3)根据滴定管的结构、精确度以及测量原理来解答;
(4)滴定时眼睛应注视锥形瓶中颜色变化;
(5)据此6H++5H2C2O4+2MnO4-=2Mn2++10CO2↑+8H2O离子方程式来计算;分析错误操作对V[KMnO4(aq)]的影响,结合反应原理进行误差分析。
(1)草酸具有还原性,高锰酸钾具有强氧化性,把草酸转化成CO2,高锰酸钾被还原成Mn2+,根据化合价升降法,进行配平,因此离子反应方程式为5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O。故答案为:6H++5H2C2O4+2MnO4-=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
(2)高锰酸钾溶液具有强氧化性,能腐蚀橡胶管,应用酸式滴定管盛放高锰酸钾溶液,b正确;故答案为:b;
(3)滴定前刻度为0.90 mL,滴定后刻度是20.90 mL,消耗高锰酸钾的体积为(20.90-0.90) mL=20.00 mL;故答案为:20.00;
(4) 滴定时眼睛应注视锥形瓶中颜色变化,以便及时判断滴定的终点,
故答案为:锥形瓶中颜色变化
(5)6H++5H2C2O4+2MnO4-=2Mn2++10CO2↑+8H2O
5 2
n(H2C2O4) 0.02L×0.05mol/L
解得n(H2C2O4)=0.0025mol
则100mL溶液的H2C2O4物质的量为0.0025mol×
=0.01mol,M(H2C2O4·xH2O )=1.26g÷0.01mol=126g/mol,则x=
=2;
未用标准KMnO4溶液润洗滴定管,溶液被稀释,造成V[KMnO4(aq)]偏大,则H2C2O4物质的量偏大,H2C2O4·xH2O的摩尔质量偏小,x偏小。
故答案为:2;偏小。
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【题目】有可逆反应Fe(s)+CO2(g)
FeO(s)+CO(g),已知在温度938K时,平衡常数K=1.5,在1173K时,K=2.2。
(1)能判断该反应达到平衡状态的依据是___(双选,填序号)。
A.容器内压强不变了 B.c(CO)不变了
C.v正(CO2)=v逆(CO) D.c(CO2)=c(CO)
(2)该反应的正反应是_________(选填“吸热”、“放热”)反应。
(3)若起始时把Fe和CO2放入体积固定的密闭容器中,CO2的起始浓度为2.0mol/L,某温度时达到平衡,此时容器中CO的浓度为1.0mol/L,则该温度下上述反应的平衡常数K=___(保留二位有效数字)。
(4)若该反应在体积固定的密闭容器中进行,在一定条件下达到平衡状态,如果改变下列条件,反应混合气体中CO2的物质的量分数如何变化(选填“增大”、“减小”、“不变”)。升高温度____;
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【题目】以高纯H2为燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、无污染等优点,但燃料中若混有CO将显著缩短电池寿命。
(1)以甲醇为原料制取高纯H2是重要研究方向。甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应:
主反应:CH3OH(g)+H2O(g)
CO2(g)+3H2(g) △H=+49 kJmol-1
副反应:H2(g)+CO2(g)
CO(g)+H2O(g) △H=+41 kJmol-1
①甲醇在催化剂作用下裂解可得到H2和CO,则该反应的化学方程式为_________________________,既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是_________________________。
②分析适当增大水醇比(nH2O∶nCH3OH)对甲醇水蒸气重整制氢的好处_________________________。
③某温度下,将nH2O∶nCH3OH =1∶1的原料气充入恒容密闭容器中,初始压强为p1,反应达到平衡时总压强为p2,则平衡时甲醇的转化率为_________________________。(忽略副反应)
(2)工业常用CH4 与水蒸气在一定条件下来制取H2,其原理为:
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+203kJ·mol-1
①该反应的逆反应速率表达式为; V逆=k·c(CO)·c3(H2),k为速率常数,在某温度下,测得实验数据如表:
CO浓度(mol·L-1) | H2浓度(mol·L-1) | 逆反应速率(mol·L-1·min-1) |
0.05 | C1 | 4.8 |
c2 | C1 | 19.2 |
c2 | 0.15 | 8.1 |
由上述数据可得该温度下,上述反应的逆反应速率常数k 为__________L3·mol-3·min-1。
②在体积为3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol 的CH4和水蒸气,在一定条件下发生上述反应,测得平衡时H2的体积分数与温度及压强的关系如图所示,则压强Pl_____P2(填“大于”或“小于”)温度T3_______T4(填“大于”或“小于”);压强为P1时,在N点; v正_______v逆(填“大于”或“小于”或“等于”)。求N点对应温度下该反应的平衡常数 K=_____________________。
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【题目】配合物Fe(CO)5的熔点一20℃,沸点103℃。可用于制备纯铁。Fe(CO)5的结构如图所示。
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(1)基态Fe原子的价电子排布式是_____________________;Fe(CO)5晶体类型属于__________晶体。
(2)CO分子中C、O原子都满足8电子稳定结构,CO分子的结构式是________,写出与CO互为等电子体的分子的电子式:___________________。
(3)C、O、Fe的第一电离能由大到小的顺序为_______________________。
(4)关于Fe(CO)5,下列说法正确的是______。
A. Fe(CO)5是非极性分子,CO是极性分子 B. Fe(CO)5中Fe原子以sp3杂化方式与CO成键
C.1molFe(CO)5含有10mol配位键 D.Fe(CO)5==Fe+5CO反应中没有新化学键生成
(5)铁的三种晶体的晶胞均为立方晶胞,三种晶体的晶胞如下图所示。
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①上述三种晶体的晶胞中属于面心晶胞的是______(填“a”“δ””或“γ”)-Fe。
②a-Fe晶胞中铁原子的配位数为_______________。
③γ-Fe晶胞的边长为apm,则γ-Fe单质的密度为____g/cm3(NA表示阿伏伽德罗常数的值,列出计算式即可)。
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【题目】某化学研究性学习小组探究与铜有关的物质的性质,过程设计如下:
提出猜想:
问题1:在元素周期表中,铜与铝的位置很接近,氢氧化铝具有两性,氢氧化铜有两性吗?
问题2:铁和铜都有变价,一般情况下,Fe2+的稳定性弱于的Fe3+,Cu+的稳定性也弱于Cu2+吗?
问题3:硫酸铜溶液呈蓝色,铜与浓硝酸常温下反应生成的溶液也是蓝色吗?
实验探究:
Ⅰ.解决问题1:
(1)实验需配制100mL0.50molL-1CuSO4溶液,必需的玻璃仪器有胶头滴管、烧杯、___、___。
(2)为达到目的,某同学认为只要进行两次实验即可得出结论。请写出实验②的具体内容。
①向盛有CuSO4溶液的试管中滴加NaOH溶液至过量,观察生成的Cu(OH)2沉淀是否溶解;
②___。
Ⅱ.解决问题2的实验和现象如下:
①取一定量制得的氢氧化铜固体,于坩埚中灼烧,当温度达到80~100℃时得到黑色固体粉末;继续加热至1000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜;
②取适量红色氧化亚铜粉末于洁净试管中,加入过量的稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到试管底部还有红色固体存在。根据以上实验及现象回答下列问题:
(3)写出氧化亚铜与稀硫酸反应的离子方程式:___。
(4)从实验中可得出的结论:当温度在1000℃以上时___(填Cu2+或Cu+,下同)稳定,在酸性溶液中___稳定。
Ⅲ.解决问题3,某同学设计的实验如下:
取一铜片装入试管,加入适量的浓硝酸,观察溶液的颜色变化。
(5)另一同学认为此同学设计的实验有缺陷,原因是___。
(6)铜与浓硝酸反应溶液呈绿色,有同学认为这是生成的NO2溶于其中的原因。请设计实验说明此解释是否正确(只需要写出一种方法即可)。___
实验步骤 | 实验结论 |
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【题目】微生物燃料电池的研究已成为治理和消除环境污染的重要课题,利用微生物电池电解饱和食盐水的工作原理如下图所示。下列说法正确的是
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A.电池正极的电极反应:O2+2H2O+4e
4OH
B.电极M附近产生黄绿色气体
C.若消耗1 mol S2,则电路中转移8 mol e
D.将装置温度升高到60 ℃,一定能提高电池的工作效率
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【题目】三氧化二镍(Ni2O3)是一种灰黑色无气味有光泽的块状物,易碎成细粉末,常用于制造高能电池。工业上以金属镍废料生产NiCl2,继而生产Ni2O3的工艺流程如下:
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下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 | Ni(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.8 | 5.8 | 3.0 | 7.1 |
沉淀完全的pH | 3.2 | 8.8 | 5.0 | 9.2 |
(1)为了提高金属镍废料浸出的速率,在“酸浸”时可采取的措施有①适当升高温度;②搅拌;③________等。
(2)酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+、Cl-,另含有少量Fe2+、Fe3+、Al3+等。沉镍前需加Na2CO3控制溶液pH范围为____________________。
(3)从滤液A中可回收利用的主要物质是Na2CO3和________。
(4)“氧化”生成Ni2O3的离子方程式为__________________________________。
(5)工业上用镍为阳极,电解0.05~0.1 mol·L-1 NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液,可得到高纯度、球形的超细镍粉。当其他条件一定时,NH4Cl的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如图所示,则①NH4Cl的浓度最好控制为__________________________。
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②当NH4Cl的浓度大于15g·L-1时,阴极有气体生成,导致阴极电流效率降低,写出相应的电极反应式:________________________。
(6)如果在“沉镍”步骤把Na2CO3改为加草酸,则可以制得草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O)。草酸镍晶体在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧三小时,可以制得Ni2O3,同时获得混合气体。草酸镍晶体受热分解的化学方程式为___________________________________。
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【题目】太阳能的开发利用在新能源研究中占据重要地位,单晶硅太阳能电池片在加工时,一般掺杂微量的铜、锎、硼、镓、硒等。回答下列问題:
⑴二价铜离子的电子排布式为 ,已知高温下Cu2O比CuO更稳定,试从铜原子核外电子结构变化角度解释 。
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⑵如图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图,可确定该晶胞中阴离子的个数为 。
⑶往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是 。
⑷铜与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1mol(SCN)2中含有π键的数目为 ,类卤素(SCN)2对应的酸有两种,理论上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H—N=C=S)的沸点。其原因是 。
⑸硼元素具有缺电子性,其化合物可与具有孤电子对的分子或离子形成配合物,如BF3能与NH3反应生成BF3NH3,在BF3NH3中B原子的杂化方式为 ,B与N之间形成配位键,氮原子提供 。
⑹六方氮化硼晶体结构与石墨晶体相似,层间相互作用为 。六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构和硬度都与金刚石相似,晶胞结构如下图所示,晶胞边长为361.5pm,立方氮化硼的密度是 g/cm3。(只要求列算式)。
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【题目】写出下列有机物的系统命名
(1)
____________________________________________
(2)
___________________________________________
(3)
___________________________
(4)
________________________________________
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