某小组通过分析镁与酸反应时pH的变化,探究镁与醋酸溶液反应的实质。
【实验】在常温水浴条件下,进行实验Ⅰ~Ⅲ,记录生成气体体积和溶液pH的变化:
Ⅰ.取0.1g光亮的镁屑(过量)放入10mL 0.10mol/L HCl溶液中;
Ⅱ.取0.1g光亮的镁屑放入10mL 0.10 溶液中;
Ⅲ.取0.1g光亮的镁屑放入10mL pH=2.9 HCl溶液中。
【数据】
(1)起始阶段,Ⅰ中主要反应的离子方程式是___________ 。
(2)Ⅱ起始溶液中约为___________ 。(选填“1”、“10”或“102”)
(3)起始阶段,导致Ⅱ、Ⅲ气体产生速率差异的主要因素不是,实验证据是___________ 。
(4)探究Ⅱ的反应速率大于Ⅲ的原因。
提出假设:能直接与Mg反应。
进行实验Ⅳ:___________ 。
实验现象:___________ 。
得出结论:该假设成立。
(5)探究醋酸溶液中与Mg反应的主要微粒,进行实验Ⅴ。
与Ⅱ相同的条件和试剂用量,将溶液换成含0.10的与0.10 的混合溶液pH=4.8,气体产生速率与Ⅱ对比如下。
对比a~c中的微粒浓度,解释其a与b、a与c气体产生速率差异的原因:___________ 。
(6)综合以上实验得出2个结论:镁与醋酸溶液反应时,、、均能与镁反应产生氢气:___________ 。
【实验】在常温水浴条件下,进行实验Ⅰ~Ⅲ,记录生成气体体积和溶液pH的变化:
Ⅰ.取0.1g光亮的镁屑(过量)放入10mL 0.10mol/L HCl溶液中;
Ⅱ.取0.1g光亮的镁屑放入10mL 0.10 溶液中;
Ⅲ.取0.1g光亮的镁屑放入10mL pH=2.9 HCl溶液中。
【数据】
(1)起始阶段,Ⅰ中主要反应的离子方程式是
(2)Ⅱ起始溶液中约为
(3)起始阶段,导致Ⅱ、Ⅲ气体产生速率差异的主要因素不是,实验证据是
(4)探究Ⅱ的反应速率大于Ⅲ的原因。
提出假设:能直接与Mg反应。
进行实验Ⅳ:
实验现象:
得出结论:该假设成立。
(5)探究醋酸溶液中与Mg反应的主要微粒,进行实验Ⅴ。
与Ⅱ相同的条件和试剂用量,将溶液换成含0.10的与0.10 的混合溶液pH=4.8,气体产生速率与Ⅱ对比如下。
a.实验Ⅴ起始速率 | b.实验Ⅱ起始速率 | c.实验ⅡpH=4.8时速率 |
2.1 | 2.3 | 0.8 |
(6)综合以上实验得出2个结论:镁与醋酸溶液反应时,、、均能与镁反应产生氢气:
更新时间:2023-05-08 18:03:21
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解答题-原理综合题
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【推荐1】已知部分弱酸的电离平衡常数如表,根据表中数据回答下列问题。
(1)已知某浓度的水溶液,原因是_______ (用离子方程式表示),的溶液中,由水电离出的浓度为_______ 。
(2)同浓度这4种溶液中碱性由强到弱的顺序是_______ ;溶液中各离子浓度由大到小的顺序是_______ 。
(3)体积相同、相同的三种酸溶液a.;b.;c.分别与同浓度的溶液完全中和,消耗溶液的体积由大到小的排列顺序是(填字母)_______ 。
弱酸 | |||
电离平衡常 |
(2)同浓度这4种溶液中碱性由强到弱的顺序是
(3)体积相同、相同的三种酸溶液a.;b.;c.分别与同浓度的溶液完全中和,消耗溶液的体积由大到小的排列顺序是(填字母)
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【推荐2】为研究金属与酸反应的实质,室温下将金属镁与不同酸反应,具体条件如下:
实验测得的气体体积、pH变化如下图1、2
已知,室温时,CH3COOHKa≈1.0×10-5
(1)镁与CH3COOH反应的离子方程式为___________ 。
(2)计算实验ⅡCH3COOH溶液的c(H+)≈___________ mol·L-1。
(3)对比Ⅱ、ⅡI反应的初始阶段可以看出,c(H+)___________ (填“是”或“不是”)产生气体速率差异的主要因素。
(4)探究镁与醋酸溶液中哪种微粒进行反应,进行如下实验方案
①实验Ⅳ可以证明CH3COOH分子可以与Mg直接反应的理由是___________ 。
②pH均为5时,V和Ⅵ溶液中CH3COOH分子浓度分别约为___________ mol/L和___________ mol/L,对比实验V和Ⅵ,可以证明与Mg反应的主要微粒为CH3COOH分子,其理由是___________ 。
序号 | 金属 | 酸 | V(酸)/mL | C(酸)/mol·L-1 |
I | 0.1g光亮的镁屑 | HCl | 10 | 0.10 |
Ⅱ | 0.1g光亮的镁屑 | CH3COOH | 10 | 0.10 |
Ⅲ | 0.1g光亮的镁屑 | HCl | 10 | 0.001 |
已知,室温时,CH3COOHKa≈1.0×10-5
(1)镁与CH3COOH反应的离子方程式为
(2)计算实验ⅡCH3COOH溶液的c(H+)≈
(3)对比Ⅱ、ⅡI反应的初始阶段可以看出,c(H+)
序号 | 实验方案 | 现象 | 结论 |
Ⅳ | 取0.1g光亮的镁屑,投入10ml冰醋酸中 | 立即产生大量气泡 | 证明CH3COOH分子可以与Mg直接反应 |
Ⅴ | 取0.1g光亮的镁屑,投入10ml0.10mol·L-1CH3COOH中,测定初始反应速率va及pH=5时的反应速率vb | va=2.3mL·min-l vb=0.8mL·min-l | 1.镁与醋酸溶液反应时,CH3COOH分子、H+均能与镁反应产生氢气 2.CH3COOH分子是与Mg反应产生气体的主要微粒 |
Ⅵ | 取0.1g光亮的镁屑,投入10ml含0.10mol·L-1的CH3COOH与0.10mol·L-1CH3COONa混合液(pH=5),测定pH=5时的反应速率vc | vc=2.1mL·min-l |
①实验Ⅳ可以证明CH3COOH分子可以与Mg直接反应的理由是
②pH均为5时,V和Ⅵ溶液中CH3COOH分子浓度分别约为
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解答题-实验探究题
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(0.4)
解题方法
【推荐3】甲、乙两位同学设计用实验确定某酸HA是弱电解质,存在电离平衡,且改变条件平衡发生移动。实验方案如下:
甲:取纯度相同,质量、大小相等的锌粒于两支试管中,同时加入0.1 mol·L-1的 HA、HCl溶液各10 mL,按图装好,观察现象;
乙:① 用pH计测定物质的量浓度均为0.1 mol·L-1 HA和HCl溶液的pH;
② 再取0.1 mol·L-1的HA和HCl溶液各2滴(1滴约为1/25 mL)分别稀释至100 mL,再用pH计测其pH变化
(1)乙方案中说明HA是弱电解质的理由是:测得0.1 mol·L-1的HA溶液的pH_________ 1(填“>”、“<”或“=”) ;甲方案中,说明HA是弱电解质的实验现象是:__________
A.加入HCl溶液后,试管上方的气球鼓起快
B.加入HA溶液后, 试管上方的气球鼓起慢
C.加入两种稀酸后,两个试管上方的气球同时鼓起,且一样大
(2)乙同学设计的实验第______ 步,能证明改变条件弱电解质平衡发生移动。甲同学为了进一步证明弱电解质电离平衡移动的情况,设计如下实验:①使HA的电离程度和c(H+)都减小,c(A-)增大,可在0.1 mol·L-1的HA溶液中,选择加入_________ 试剂(选填“A”“B”“C”“D”,下同);②使HA的电离程度减小,c(H+)和c(A-)都增大,可在0.1 mol·L-1的HA溶液中,选择加入_____ 试剂。
A. NaA固体(可完全溶于水) B.1 mol·L-1 NaOH溶液
C. 1 mol·L-1 H2SO4 D.2 mol·L-1 HA
(3)pH=1的两种酸溶液A、B各1 mL,分别加水稀释到1000 mL,其pH与溶液体积V的关系如图所示,则下列说法不正确的有_______
A.两种酸溶液的物质的量浓度一定相等
B.稀释后,A酸溶液的酸性比B酸溶液弱
C.若a=4,则A是强酸,B是弱酸
D.若1<a<4,则A、B都是弱酸
E.稀释后A溶液中水的电离程度比B溶液中水的电离程度小
甲:取纯度相同,质量、大小相等的锌粒于两支试管中,同时加入0.1 mol·L-1的 HA、HCl溶液各10 mL,按图装好,观察现象;
乙:① 用pH计测定物质的量浓度均为0.1 mol·L-1 HA和HCl溶液的pH;
② 再取0.1 mol·L-1的HA和HCl溶液各2滴(1滴约为1/25 mL)分别稀释至100 mL,再用pH计测其pH变化
(1)乙方案中说明HA是弱电解质的理由是:测得0.1 mol·L-1的HA溶液的pH
A.加入HCl溶液后,试管上方的气球鼓起快
B.加入HA溶液后, 试管上方的气球鼓起慢
C.加入两种稀酸后,两个试管上方的气球同时鼓起,且一样大
(2)乙同学设计的实验第
A. NaA固体(可完全溶于水) B.1 mol·L-1 NaOH溶液
C. 1 mol·L-1 H2SO4 D.2 mol·L-1 HA
(3)pH=1的两种酸溶液A、B各1 mL,分别加水稀释到1000 mL,其pH与溶液体积V的关系如图所示,则下列说法不正确的有
A.两种酸溶液的物质的量浓度一定相等
B.稀释后,A酸溶液的酸性比B酸溶液弱
C.若a=4,则A是强酸,B是弱酸
D.若1<a<4,则A、B都是弱酸
E.稀释后A溶液中水的电离程度比B溶液中水的电离程度小
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(0.4)
【推荐1】(1)已知:在常温下,浓度均为0.1mol·L-1的下列六种溶液的pH:
依据复分解反应的规律,请你判断下列反应不能成立的是________ (填编号)。
A.CH3COOH+ Na2CO3=NaHCO3+CH3COONa
B.CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C.CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClO
D.CO2+H2O+2C6H5ONa=Na2CO3+2C6H5OH
(2)根据前面描述的信息判断,浓度均为0.05mol·L-1的下列六种物质的溶液中,pH最小的是______ (填编号);将各溶液分别稀释100倍,pH变化最小的是________ (填编号)。
①C6H5OH ②CH3COOH ③HCN ④HClO ⑤H2SO4 ⑥HClO4
(3)根据前述信息,写出将过量的氯气通入到少量的碳酸钠溶液中反应的离子方程式:______________________ 。
(4)标准状况下,向1L含NaOH、Ca(OH)2各0.1 mol的溶液中不断通入CO2至过量,请画出产生的沉淀的物质的量(mol)随CO2通入体积(L)的变化趋势图。_________________________
溶质 | CH3COONa | NaHCO3 | Na2CO3 | NaClO | NaCN | C6H5ONa |
pH | 8.8 | 9.7 | 11.6 | 10.3 | 11.1 | 11.3 |
依据复分解反应的规律,请你判断下列反应不能成立的是
A.CH3COOH+ Na2CO3=NaHCO3+CH3COONa
B.CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C.CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClO
D.CO2+H2O+2C6H5ONa=Na2CO3+2C6H5OH
(2)根据前面描述的信息判断,浓度均为0.05mol·L-1的下列六种物质的溶液中,pH最小的是
①C6H5OH ②CH3COOH ③HCN ④HClO ⑤H2SO4 ⑥HClO4
(3)根据前述信息,写出将过量的氯气通入到少量的碳酸钠溶液中反应的离子方程式:
(4)标准状况下,向1L含NaOH、Ca(OH)2各0.1 mol的溶液中不断通入CO2至过量,请画出产生的沉淀的物质的量(mol)随CO2通入体积(L)的变化趋势图。
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解题方法
【推荐2】氧化铋俗称铋黄,是制作防火纸的材料之一、以白色难溶物氯氧化铋()为原料转型脱氯制备氧化铋的方法如下:
步骤1:准确称取,先与脱氯剂溶液混合,加入氨水至下搅拌可得前驱体((难溶于水),反应装置如图所示(加热装置已略去);
步骤2:将前驱体干燥后灼烧,可得。
回答下列问题:
(1)的原子序数为83,则位于元素周期表第_____ 周期,第_____ 族。
(2)试剂的作用为_____ 。
(3)步骤1中生成(的化学方程式为_____ 。
(4)反应后,分离出三颈烧瓶的前驱体,用蒸馏水洗涤前驱体2-3次,将滤液和洗涤液合并,稀释至,取于锥形瓶中,滴入2滴溶液作指示剂,再用标准溶液滴定,平行测定三组。
①分离前驱体的操作名称是_____ ;盛装标准溶液应选用_____ (填“酸式”或“碱式”)滴定管。
②若消耗标准液的平均体积为的摩尔质量为,则脱氯率为_____ (用含的代数式表示)。
(5)灼烧时用到的硅酸盐制品有_____ 、_____ 、酒精灯、玻璃棒,发生反应的化学方程式为_____ 。
步骤1:准确称取,先与脱氯剂溶液混合,加入氨水至下搅拌可得前驱体((难溶于水),反应装置如图所示(加热装置已略去);
步骤2:将前驱体干燥后灼烧,可得。
回答下列问题:
(1)的原子序数为83,则位于元素周期表第
(2)试剂的作用为
(3)步骤1中生成(的化学方程式为
(4)反应后,分离出三颈烧瓶的前驱体,用蒸馏水洗涤前驱体2-3次,将滤液和洗涤液合并,稀释至,取于锥形瓶中,滴入2滴溶液作指示剂,再用标准溶液滴定,平行测定三组。
①分离前驱体的操作名称是
②若消耗标准液的平均体积为的摩尔质量为,则脱氯率为
(5)灼烧时用到的硅酸盐制品有
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(0.4)
解题方法
【推荐3】一定条件下,水气变换反应CO+H2OCO2+H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程,研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应:
Ⅰ.HCOOHCO+ H2O (快)
Ⅱ.HCOOHCO2+H2 (慢)
研究发现,在反应Ⅰ、Ⅱ中,H+仅对反应Ⅰ有催化加速作用;反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ,近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离,其浓度视为常数。
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ正反应速率方程为:v =kc(H+)c(HCOOH),k为反应速率常数。T1温度下,HCOOH电离平衡常数为Ka。当HCOOH平衡浓度为x mol/L时,H+浓度为___________ mol/L,此时反应Ⅰ正反反应速率v=___________ mol/(L·h)(用含 Ka、x和k的代数式表示)。
(2)T2温度下,在密封石英管内完全充满1.0 mol/LHCOOH水溶液,使HCOOH分解,分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。t1时刻测得CO、CO2的浓度分别为0.70mol/L、0.16 mol/L,反应Ⅱ达平衡时,测得H2的浓度为ymol/L。体系达平衡后=___________ (用含y的代数式表示,下同),反应Ⅱ的平衡常数为___________ 。
相同条件下,若反应起始时溶液中同时还含有0.10 mol/L盐酸,则图示点a、b、c、d中,CO新的浓度峰值点可能是___________ (填标号)。与不含盐酸相比,CO达浓度峰值时,CO2浓度___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。的值___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅰ.HCOOHCO+ H2O (快)
Ⅱ.HCOOHCO2+H2 (慢)
研究发现,在反应Ⅰ、Ⅱ中,H+仅对反应Ⅰ有催化加速作用;反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ,近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离,其浓度视为常数。
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ正反应速率方程为:v =kc(H+)c(HCOOH),k为反应速率常数。T1温度下,HCOOH电离平衡常数为Ka。当HCOOH平衡浓度为x mol/L时,H+浓度为
(2)T2温度下,在密封石英管内完全充满1.0 mol/LHCOOH水溶液,使HCOOH分解,分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。t1时刻测得CO、CO2的浓度分别为0.70mol/L、0.16 mol/L,反应Ⅱ达平衡时,测得H2的浓度为ymol/L。体系达平衡后=
相同条件下,若反应起始时溶液中同时还含有0.10 mol/L盐酸,则图示点a、b、c、d中,CO新的浓度峰值点可能是
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(0.4)
【推荐1】硫化氢(H2S)是一种无色具有臭鸡蛋气味、能溶于水的高毒性的化合物,其广泛存在化石燃料加工的尾气中。为避免污染环境,可用活性炭材料进行脱硫,脱硫的方法有物理吸附法、化学吸附法和氧化法。
(1)物理吸附法:
物理吸附法是先将尾气缓缓通过活性炭,将H2S从尾气中转移到活性炭的微孔或表面,这是利用活性炭的___ 性。
(2)氧化法:
利用吸附在活性炭表面上的活性氧(O),将H2S氧化成S而除去,该反应的化学方程式是___ 。
(3)化学吸附法:
①利用H2S能溶于水,形成硫化氢溶液,更易被活性炭吸附。若0.1mol•L-1H2S的pH约为4,则H2S在水溶液中的电离方程式是___ ,被吸附的离子主要有___ 。
②工业生产中用CuCl2溶液处理活性炭的工艺称为活性炭的改性,改性后的活性炭能提高化学吸附法中H2S的吸收量。
i.用不同浓度的CuCl2溶液改性后的活性炭对H2S吸附量的影响如图所示。随着CuCl2溶液浓度的升高,活性炭对硫化氢吸附量不再增加,原因是过多金属离子阻塞活性炭内部的微孔结构,导致活性炭的吸附能力下降。改性后的活性炭,能提高H2S吸附量的原因是___ (用离子方程式表示)。
ii.水膜处理对活性炭吸附H2S量也有影响。测定含水量不同时,活性炭对硫化氢吸附量的影响,实验结果如下表。
注:载水率即单位质量的活性炭吸附水的质量。
活性炭载水率为10%以上时,吸附量降低,其可能的原因是___ 。
(4)下列关于活性炭处理H2S尾气的说法正确的是___ (选填字母序号)。
a.化学吸附过程中存在着电离平衡的移动
b.活性炭改性时,CuCl2溶液的浓度越大,H2S的吸附量越大
c.其他条件相同时,低温、缓慢通入尾气更有利于H2S的物理吸附
d.适当提高活性炭的载水率,可提高H2S吸附量的原因是活性炭吸附离子比吸附分子能力更强
(1)物理吸附法:
物理吸附法是先将尾气缓缓通过活性炭,将H2S从尾气中转移到活性炭的微孔或表面,这是利用活性炭的
(2)氧化法:
利用吸附在活性炭表面上的活性氧(O),将H2S氧化成S而除去,该反应的化学方程式是
(3)化学吸附法:
①利用H2S能溶于水,形成硫化氢溶液,更易被活性炭吸附。若0.1mol•L-1H2S的pH约为4,则H2S在水溶液中的电离方程式是
②工业生产中用CuCl2溶液处理活性炭的工艺称为活性炭的改性,改性后的活性炭能提高化学吸附法中H2S的吸收量。
i.用不同浓度的CuCl2溶液改性后的活性炭对H2S吸附量的影响如图所示。随着CuCl2溶液浓度的升高,活性炭对硫化氢吸附量不再增加,原因是过多金属离子阻塞活性炭内部的微孔结构,导致活性炭的吸附能力下降。改性后的活性炭,能提高H2S吸附量的原因是
ii.水膜处理对活性炭吸附H2S量也有影响。测定含水量不同时,活性炭对硫化氢吸附量的影响,实验结果如下表。
载水率(%) | 0 | 5.32 | 10.23 | 15.33 | 20.19 |
吸附量(mg/g—活性炭) | 19.62 | 21.52 | 32.42 | 31.28 | 30.78 |
活性炭载水率为10%以上时,吸附量降低,其可能的原因是
(4)下列关于活性炭处理H2S尾气的说法正确的是
a.化学吸附过程中存在着电离平衡的移动
b.活性炭改性时,CuCl2溶液的浓度越大,H2S的吸附量越大
c.其他条件相同时,低温、缓慢通入尾气更有利于H2S的物理吸附
d.适当提高活性炭的载水率,可提高H2S吸附量的原因是活性炭吸附离子比吸附分子能力更强
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(0.4)
【推荐2】“治污水”是“五水共治”工程中一项重要举措。
(1)某污水中的有机污染物为三氯乙烯 (C2HCl3),向此污水中加入一定浓度的酸性重铬酸钾(K2Cr2O7还原产物为Cr3+)溶液可将三氯乙烯除去,氧化产物只有CO2。写出该反应的离子反应方程式_____ 。
(2)化学需氧量(COD)是水质测定中的重要指标,可以反映水中有机物等还原剂的污染程度。COD是指在一定条件下,用强氧化剂氧化水样中的还原剂及有机物时所消耗氧化剂的量,然后折算成氧化水样中的这些还原剂及有机物时需要氧气的量。某学习小组用重铬酸钾法测定某水样的COD。主要的实验装置、仪器及具体操作步骤如下:
操作步骤:
Ⅰ量取20.00mL水样于圆底烧瓶中,并加入数粒碎瓷片;
Ⅱ量取10.00mL重铬酸钾标准溶液中加入到圆底烧瓶中,安装反应装置(如上图所示)。从冷凝管上口加入30.00mL的H2SO4—Ag2SO4溶液,混匀后加热回流2h,充分反应后停止加热;
Ⅲ待反应液冷却后加入指示剂2滴,用硫酸亚铁铵溶液滴定多余重铬酸钾,至溶液由绿色变成红褐色。发生的化学反应方程式为Cr2O72-+14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O。
请回答:
①量取10.00mL重铬酸钾标准溶液用到的仪器是_______________ (填仪器a或仪器b)。
②下列有关说法正确的是_________________ (用相应编号填写)。
A. 配制重铬酸钾标准溶液时所有需用到仪器有:天平(含砝码)、玻璃棒、烧杯和容量瓶
B. 滴定前锥形瓶、滴定管均需用蒸馏水洗后再用待取液进行润洗
C. 滴定时用左手控制旋塞,眼睛注视锥形瓶内液体颜色变化,右手摇动锥形瓶,使溶液向同一方向旋转
D. 加热回流结束后,未用蒸馏水冲洗冷凝管管壁,则滴定测得的硫酸亚铁铵体积偏小
③已知:重铬酸钾标准溶液的c(Cr2O72-)=0.02000mol·L-1,硫酸亚铁铵溶液的c(Fe2+)=0.01000mol·L-1,滴定终点时所消耗的硫酸亚铁铵溶液的体积为18.00mL,则按上述实验方法,测得的该水样的化学需氧量COD=_______ mg/L。
(3)工业上常用铁炭(铁屑和活性炭混合物)微电解法处理污水。保持反应时间等条件不变,测得铁碳混合物中铁的体积分数、污水溶液pH对污水COD去除率的影响分别如图1、图2 所示。
①由图1、图2可知下列推论不合理 的是________________ 。
A. 活性炭对污水中的还原性物质具有一定的吸附作用
B. 酸性条件下,铁屑和活性炭会在溶液中形成微电池,铁为负极,溶液中有大量的Fe2+、Fe3+
C. 当铁碳混合物中铁的体积分数大于50%时,COD的去除率随着铁的质量分数增加而下降的主要原因是溶液中微电池数目减少
D. 工业降低污水COD的最佳条件为:铁的体积分数占50%;污水溶液pH约为3
②根据图2分析,COD的脱除率降低的原因可能为_______________________________ 。
(1)某污水中的有机污染物为三氯乙烯 (C2HCl3),向此污水中加入一定浓度的酸性重铬酸钾(K2Cr2O7还原产物为Cr3+)溶液可将三氯乙烯除去,氧化产物只有CO2。写出该反应的离子反应方程式
(2)化学需氧量(COD)是水质测定中的重要指标,可以反映水中有机物等还原剂的污染程度。COD是指在一定条件下,用强氧化剂氧化水样中的还原剂及有机物时所消耗氧化剂的量,然后折算成氧化水样中的这些还原剂及有机物时需要氧气的量。某学习小组用重铬酸钾法测定某水样的COD。主要的实验装置、仪器及具体操作步骤如下:
操作步骤:
Ⅰ量取20.00mL水样于圆底烧瓶中,并加入数粒碎瓷片;
Ⅱ量取10.00mL重铬酸钾标准溶液中加入到圆底烧瓶中,安装反应装置(如上图所示)。从冷凝管上口加入30.00mL的H2SO4—Ag2SO4溶液,混匀后加热回流2h,充分反应后停止加热;
Ⅲ待反应液冷却后加入指示剂2滴,用硫酸亚铁铵溶液滴定多余重铬酸钾,至溶液由绿色变成红褐色。发生的化学反应方程式为Cr2O72-+14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O。
请回答:
①量取10.00mL重铬酸钾标准溶液用到的仪器是
②下列有关说法正确的是
A. 配制重铬酸钾标准溶液时所有需用到仪器有:天平(含砝码)、玻璃棒、烧杯和容量瓶
B. 滴定前锥形瓶、滴定管均需用蒸馏水洗后再用待取液进行润洗
C. 滴定时用左手控制旋塞,眼睛注视锥形瓶内液体颜色变化,右手摇动锥形瓶,使溶液向同一方向旋转
D. 加热回流结束后,未用蒸馏水冲洗冷凝管管壁,则滴定测得的硫酸亚铁铵体积偏小
③已知:重铬酸钾标准溶液的c(Cr2O72-)=0.02000mol·L-1,硫酸亚铁铵溶液的c(Fe2+)=0.01000mol·L-1,滴定终点时所消耗的硫酸亚铁铵溶液的体积为18.00mL,则按上述实验方法,测得的该水样的化学需氧量COD=
(3)工业上常用铁炭(铁屑和活性炭混合物)微电解法处理污水。保持反应时间等条件不变,测得铁碳混合物中铁的体积分数、污水溶液pH对污水COD去除率的影响分别如图1、图2 所示。
①由图1、图2可知下列推论
A. 活性炭对污水中的还原性物质具有一定的吸附作用
B. 酸性条件下,铁屑和活性炭会在溶液中形成微电池,铁为负极,溶液中有大量的Fe2+、Fe3+
C. 当铁碳混合物中铁的体积分数大于50%时,COD的去除率随着铁的质量分数增加而下降的主要原因是溶液中微电池数目减少
D. 工业降低污水COD的最佳条件为:铁的体积分数占50%;污水溶液pH约为3
②根据图2分析,COD的脱除率降低的原因可能为
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解答题-实验探究题
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较难
(0.4)
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解题方法
【推荐3】已知Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。甲同学通过测定该反应发生时溶液变浑浊的时间,研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下(所取溶液体积均为10 mL):
(1)其他条件不变时:探究温度对化学反应速率的影响,应选择_______________ (填实验编号);
(2)探究浓度对化学反应速率的影响,应选择________________ (填实验编号);
(3)若同时选择①②③溶液变浑浊的时间,探究_____________________ 对化学反应速率的影响。
(4)已知Na2S2O3溶液与Cl2反应时,1mol Na2S2O3转移8mol电子。该反应的离子方程式是_____________________________________________________________________________ 。
甲同学设计如下实验流程探究Na2S2O3的化学性质。
(5)甲同学设计实验流程的目的是证明Na2S2O3溶液具有碱性和_______________ 性。
(6)加入BaCl2溶液生成白色沉淀B的离子方程式是________________________________ 。
(7)乙同学认为应将上述流程中②③所加试剂顺序颠倒,你认为甲、乙两同学的设计更合理的是____________ (填“甲”或“乙”),理由是__________________________________ 。
实验编号 | 实验温度/℃ | c(Na2S2O3)/mol·L-1 | c(H2SO4)/mol·L-1 |
① | 25 | 0.1 | 0.1 |
② | 25 | 0.2 | 0.1 |
③ | 25 | 0.1 | 0.2 |
④ | 50 | 0.2 | 0.1 |
⑤ | 50 | 0.1 | 0.1 |
(2)探究浓度对化学反应速率的影响,应选择
(3)若同时选择①②③溶液变浑浊的时间,探究
(4)已知Na2S2O3溶液与Cl2反应时,1mol Na2S2O3转移8mol电子。该反应的离子方程式是
甲同学设计如下实验流程探究Na2S2O3的化学性质。
(5)甲同学设计实验流程的目的是证明Na2S2O3溶液具有碱性和
(6)加入BaCl2溶液生成白色沉淀B的离子方程式是
(7)乙同学认为应将上述流程中②③所加试剂顺序颠倒,你认为甲、乙两同学的设计更合理的是
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