以电镀污泥[主要成分为Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Fe(OH)3和SiO2等]为原料制备纳米铜等的工艺流程如下:
(1)“浸取”时,工业上采用3 mol·L-1H2SO4溶液在室温下浸取1 h。
①Cu2(OH)2CO3被浸取的化学方程式为______________________________________ ;
②下列措施可提高铜和铁的浸取率的是________ (填字母)。
a.将电镀污泥浆化处理 b.适当增大液、固质量比
c.浸取时间缩短一半 d.控制浸取终点pH>3
(2)“萃取”时,两种金属离子萃取率与pH的关系如图甲所示。当pH>1.7时,pH越大金属离子萃取率越低,其中Fe3+萃取率降低的原因是______________________ 。
(3)“反萃取”得到CuSO4溶液制备纳米铜粉时,Cu2+的还原率随温度的变化如图乙所示。
①该反应的离子方程式为____________________________________________ ;
②在20~75 ℃区间内,温度越高Cu2+的还原率也越高,其原因是____________________ 。
(4)在萃取后的“水相”中加入适量氨水,静置,再经_____________ 等操作可得到Fe2O3产品。
(1)“浸取”时,工业上采用3 mol·L-1H2SO4溶液在室温下浸取1 h。
①Cu2(OH)2CO3被浸取的化学方程式为
②下列措施可提高铜和铁的浸取率的是
a.将电镀污泥浆化处理 b.适当增大液、固质量比
c.浸取时间缩短一半 d.控制浸取终点pH>3
(2)“萃取”时,两种金属离子萃取率与pH的关系如图甲所示。当pH>1.7时,pH越大金属离子萃取率越低,其中Fe3+萃取率降低的原因是
(3)“反萃取”得到CuSO4溶液制备纳米铜粉时,Cu2+的还原率随温度的变化如图乙所示。
①该反应的离子方程式为
②在20~75 ℃区间内,温度越高Cu2+的还原率也越高,其原因是
(4)在萃取后的“水相”中加入适量氨水,静置,再经
更新时间:2018-10-09 08:00:37
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【推荐1】铜在自然界存在于多种矿石中,如黄铜矿(CuFeS2)、辉铜矿(Cu2S)、孔雀石(CuCO3·Cu(OH)2)等。
(1)黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,由黄铜矿冶炼铜的反应为:8CuFeS2+21O2=8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2
①在反应产物中加入过量的盐酸溶解,其溶液中含有的阳离子为___ 。
②上述冶炼过程产生大量的SO2。某实验小组欲探究二氧化硫的化学性质,设计如下实验,请完成实验报告。___
(2)孔雀石在一定条件下能发生分解反应,其产物有如下转化关系。E为相对分子质量为44且能和新制的氢氧化铜在加热下反应的化合物。
①D和G反应的化学方程式为:___ :
②B和F反应的化学方程式为:___ 。
(1)黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,由黄铜矿冶炼铜的反应为:8CuFeS2+21O2=8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2
①在反应产物中加入过量的盐酸溶解,其溶液中含有的阳离子为
②上述冶炼过程产生大量的SO2。某实验小组欲探究二氧化硫的化学性质,设计如下实验,请完成实验报告。
序号 | 二氧化硫的性质 | 主要操作和现象 | 化学方程式 |
Ⅰ | 将二氧化硫通入装有品红溶液的试管中,品红由红色变为无色 | ||
Ⅱ | 氧化性 | ||
Ⅲ | 将二氧化硫通入装有新制氯水的试管中,氯水由浅黄绿色色变为无色 |
(2)孔雀石在一定条件下能发生分解反应,其产物有如下转化关系。E为相对分子质量为44且能和新制的氢氧化铜在加热下反应的化合物。
①D和G反应的化学方程式为:
②B和F反应的化学方程式为:
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【推荐2】氧化亚铜(Cu2O)是一种用途广泛的光电材料,某工厂以硫化铜矿石(含CuFeS2、Cu2S等)为原料制取Cu2O的工艺流程如下:
常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表:
(1)炉气中的有害气体成分是__________ (填化学式),Cu2S与O2反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________ 。
(2)若试剂X是H2O2溶液,则“氧化”反应的离子方程式为____________________ ,并写出H2O2的电子式:__________ ;当试剂X是__________ 时,更有利于降低生产成本。
(3)加入试剂Y调pH时,pH的调控范围是__________ 。
(4)操作X包括__________ 、洗涤、烘干,其中烘干时要隔绝空气,其目的是_________ 。
(5)以铜与石墨作电极,电解浓的强碱性溶液可制得纳米级Cu2O,写出阳极上生成Cu2O的电极反应式:____________________________________ 。
常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表:
Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | |
开始沉淀 | 7.5 | 2.7 | 4.8 |
完全沉淀 | 9.0 | 3.7 | 6.4 |
(2)若试剂X是H2O2溶液,则“氧化”反应的离子方程式为
(3)加入试剂Y调pH时,pH的调控范围是
(4)操作X包括
(5)以铜与石墨作电极,电解浓的强碱性溶液可制得纳米级Cu2O,写出阳极上生成Cu2O的电极反应式:
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐3】实验室研究从炼铜烟灰(主要成分为CuO、Cu2O、ZnO、PbO等)中分别回收铜、铅元素的流程如图:
已知: PbSO4、PbCl2均难溶于水,25℃时,PbSO4(s)+2Cl-(aq)PbCl2(s)+(aq)。一定条件下,在不同浓度的NaCl溶液中,温度对铅浸出率的影响、PbCl2的溶解度曲线分别如图所示。
结合题给信息,请补充完整利用酸浸后的滤渣制备PbCl2晶体的实验方案:取一定量的滤渣,_______ 。(可选用的试剂有:蒸馏水,5mol·L-1NaCl溶液,1mol·L-1NaCl溶液,NaCl固体)
已知: PbSO4、PbCl2均难溶于水,25℃时,PbSO4(s)+2Cl-(aq)PbCl2(s)+(aq)。一定条件下,在不同浓度的NaCl溶液中,温度对铅浸出率的影响、PbCl2的溶解度曲线分别如图所示。
结合题给信息,请补充完整利用酸浸后的滤渣制备PbCl2晶体的实验方案:取一定量的滤渣,
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【推荐1】有效控制大气温室气体浓度,推动绿色低碳发展,是人类可持续发展的重要战略之一,因此捕集、利用CO2始终是科学研究的热点。
(1)新的研究表明,可以将CO2转化为炭黑回收利用,反应原理如图所示。
①碳在元素周期表中的位置是____________ 。
②整个过程中FeO的作用是_____________ 。
③写出CO2转化为炭黑的总反应化学方程式________ 。
(2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理如图所示。
①写出阴极CO2还原为HCOO−的电极反应式:________ 。
②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是________ 。
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①碳在元素周期表中的位置是
②整个过程中FeO的作用是
③写出CO2转化为炭黑的总反应化学方程式
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①写出阴极CO2还原为HCOO−的电极反应式:
②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是
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解答题-工业流程题
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(0.65)
解题方法
【推荐2】富硼渣中含有镁硼酸盐、镁硅酸盐及少量、FeO等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸晶体的一种工艺流程如下:
(1)在该工艺流程中为了加快化学反应速率的措施有___________ 种。
(2)写出酸浸过程镁硼酸盐发生反应的化学方程式:___________ 。
(3)浸出渣的主要成分是___________ (写化学式)。
(4)加入MgO后过滤的滤渣的主要成分是___________ 。
(5)为了获得硫酸镁晶体和硼酸晶体,将滤液先浓缩至溶液接近饱和,然后将浓缩液放入高压签中,接下来的操作应该是___________ 。
注:温度高时,硼酸会随水蒸气挥发
(6)单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料可制备单质硼,用化学方程式表示制备过程:___________ 。
(1)在该工艺流程中为了加快化学反应速率的措施有
(2)写出酸浸过程镁硼酸盐发生反应的化学方程式:
(3)浸出渣的主要成分是
(4)加入MgO后过滤的滤渣的主要成分是
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注:温度高时,硼酸会随水蒸气挥发
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解答题-实验探究题
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(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:在25 ℃下,控制光照强度、废水样品、初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,作对比实验,完成了以下实验设计表。
测得实验①和②溶液中的Cr2O浓度随时间变化关系如图所示。
(1)上述反应后草酸被氧化为________ (填化学式)。
(2)实验①和②的结果表明_____ ;实验①中O~t1时间段反应速率v (Cr3+)=____ mol·L-1·min-1(用代数式表示)。
(3)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设。
请你完成假设二和假设三:
假设一:Fe2+起催化作用;
假设二:______ ;
假设三:______ ;
(4)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。【除了上述实验提供的试剂外,可供选择的试剂有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中的Cr2O浓度可用仪器测定】
(5)草酸不仅能还原Cr2O,还能还原MnO。某同学为了测定某高锰酸钾产品的质量分数,取0.500 g的高锰酸钾产品,配成50.00 mL溶液,取出 10.00 mL,用 0.100 mol·L-1草酸标准溶液滴定至终点,消耗草酸标准溶液15.00 mL。则该样品中高锰酸钾的质量分数为_________ 。
实验编号 | 初始pH | 废水样品体积/mL | 草酸溶液体积/mL | 蒸馏水体积/mL |
① | 4 | 60 | 10 | 30 |
② | 5 | 60 | 10 | 30 |
③ | 5 | 60 | 20 | 20 |
(1)上述反应后草酸被氧化为
(2)实验①和②的结果表明
(3)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设。
请你完成假设二和假设三:
假设一:Fe2+起催化作用;
假设二:
假设三:
(4)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。【除了上述实验提供的试剂外,可供选择的试剂有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中的Cr2O浓度可用仪器测定】
实验方案(不要求写具体操作过程) | 预期实验结果和结论 |
反应进行相同时间后,若溶液中c(Cr2O) |
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐1】高铁酸钾()是一种新型、高效、多功能水处理剂。下图是以铁屑为原料制备的工艺流程图:
请回答下列问题:
(1)氯气与铁屑反应生成的氯化铁可作净水剂,其净水原理为____________________ 。
(2)流程图中的吸收剂X为_________ (填序号)。
a.NaOH溶液 b.Fe粉 c.溶液 d.溶液
(3)氯气与NaOH溶液反应生成氧化剂Y的离子方程式为_______________________ 。
(4)反应④的化学方程式中氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________________ 。
(5)的净水原理是,该反应生成具有吸附性的胶体。提纯往往采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,在提纯过程中洗涤剂可选用稀的KOH溶液,原因是___________________________ 。
请回答下列问题:
(1)氯气与铁屑反应生成的氯化铁可作净水剂,其净水原理为
(2)流程图中的吸收剂X为
a.NaOH溶液 b.Fe粉 c.溶液 d.溶液
(3)氯气与NaOH溶液反应生成氧化剂Y的离子方程式为
(4)反应④的化学方程式中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
(5)的净水原理是,该反应生成具有吸附性的胶体。提纯往往采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,在提纯过程中洗涤剂可选用稀的KOH溶液,原因是
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解答题-实验探究题
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(0.65)
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解题方法
【推荐2】FeCl3(易升华)是常见的化学试剂。某学习小组开展了与FeCl3相关的系列实验,回答下列问题:
I.铁粉制备FeCl3(实验装置如图所示)
(1)仪器a盛装的物质是为_______ (填试剂的名称);装置中F的作用:_______ 。
(2)硬质玻璃管直接接入收集器的优点是_______ 。
II.探究FeCl3溶液与Cu的反应
(3)配制FeCl3溶液时加入少量盐酸的原因是_______ 。
(4)向FeCl3溶液中滴加几滴KSCN溶液,溶液颜色变红,再加入过量Cu粉,发现溶液的红色褪去。用离子方程式解释红色褪去的原因:_______ 。
(5)已知(4)中除了红色褪去,还产生了白色沉淀。小组成员查阅得知CuCl和CuSCN均为白色沉淀。为探究白色沉淀的主要成分,小组成员完成了以下实验:向4mL0.1mol/LFeCl3溶液中加入过量Cu粉,静置,取上层清液于试管中,滴加3滴KSCN溶液,有白色沉淀生成。由此现象可知此白色沉淀为_______ (填化学式)。
小组成员进一步查阅资料发现,Cu2+与SCN-可发生如下两种反应。
反应i:Cu2++4SCN-=[Cu(SCN)4]2-(淡黄色)
反应ii:2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2
设计实验如下:
由此现象可知,反应速率较快的为_______ (填“反应i”或“反应ii”)。小组成员得出结论,反应ii不是CuSCN产生的主要原因。
(6)根据上述分析可知,Cu2+、Fe2+和SCN-可直接发生反应,生成CuSCN和Fe3+,写出反应的离子方程式:_______ 。
I.铁粉制备FeCl3(实验装置如图所示)
(1)仪器a盛装的物质是为
(2)硬质玻璃管直接接入收集器的优点是
II.探究FeCl3溶液与Cu的反应
(3)配制FeCl3溶液时加入少量盐酸的原因是
(4)向FeCl3溶液中滴加几滴KSCN溶液,溶液颜色变红,再加入过量Cu粉,发现溶液的红色褪去。用离子方程式解释红色褪去的原因:
(5)已知(4)中除了红色褪去,还产生了白色沉淀。小组成员查阅得知CuCl和CuSCN均为白色沉淀。为探究白色沉淀的主要成分,小组成员完成了以下实验:向4mL0.1mol/LFeCl3溶液中加入过量Cu粉,静置,取上层清液于试管中,滴加3滴KSCN溶液,有白色沉淀生成。由此现象可知此白色沉淀为
小组成员进一步查阅资料发现,Cu2+与SCN-可发生如下两种反应。
反应i:Cu2++4SCN-=[Cu(SCN)4]2-(淡黄色)
反应ii:2Cu2++4SCN-=2CuSCN↓+(SCN)2
设计实验如下:
操作 | 现象 |
在盛有2mL0.1mol·L-1CuSO4溶液的试管中滴加KSCN溶液 | 溶液很快由蓝色变为绿色,未观察到白色沉淀; 2h后溶液为绿色,未观察到白色沉淀;24h后,溶液绿色变浅,试管底部有白色沉淀 |
(6)根据上述分析可知,Cu2+、Fe2+和SCN-可直接发生反应,生成CuSCN和Fe3+,写出反应的离子方程式:
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解答题-结构与性质
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【推荐3】过二硫酸钠()具有强氧化性,常用于处理水体中的有机污染物。
(1)的结构如图1所示,用“”在下图标示出中,体现强氧化性的基团_______ 。
(2)可活化,活化后产生。氧化性更强,降解废水中有机污染物的能力更强。活化过程中存在下列反应(是衡量反应快慢的物理量,越大,反应越快):
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ. ……
向含有有机污染物的废水中投放一定量,再分批加入一定量。
①若将一次性加入废水中,不利于有机污染物降解。原因是_______ 。
②其他条件相同,溶液初始对有机物降解率的影响如图2所示,当时,有机物的降解率随初始升高而降低的可能原因是_______ 。
(3)是一种复合催化剂,晶胞结构如图3所示(、分别为晶胞的的结构)。
①的价层电子排布式为_______ 。
②复合催化剂的化学式为_______ 。
③晶胞的棱长为,该晶体的密度为_______ (表示阿伏加德罗常数的值,只列式不计算)。
(1)的结构如图1所示,用“”在下图标示出中,体现强氧化性的基团
(2)可活化,活化后产生。氧化性更强,降解废水中有机污染物的能力更强。活化过程中存在下列反应(是衡量反应快慢的物理量,越大,反应越快):
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ. ……
向含有有机污染物的废水中投放一定量,再分批加入一定量。
①若将一次性加入废水中,不利于有机污染物降解。原因是
②其他条件相同,溶液初始对有机物降解率的影响如图2所示,当时,有机物的降解率随初始升高而降低的可能原因是
(3)是一种复合催化剂,晶胞结构如图3所示(、分别为晶胞的的结构)。
①的价层电子排布式为
②复合催化剂的化学式为
③晶胞的棱长为,该晶体的密度为
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解答题-实验探究题
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(0.65)
【推荐1】过碳酸钠(Na2CO4)是化工上常用的漂白剂和氧化剂,该产品中常常含有氯化钠杂质,实验室在常温常压下利用如图所示装置测定过碳酸钠样品的纯度。
已知:常温常压下,气体摩尔体积约为24.5 L·mol-1;实验过程中取m g样品。回答下列相关问题:
(1)仪器B的名称为_______ ;干燥管中装入的试剂为_______ 。
(2)过碳酸钠易溶解于水,可以与酸反应生成两种常见气体,写出过碳酸钠与过量的稀硫酸反应的离子反应方程式:_______ 。
(3)气体生成结束后,水准管中的液面会高于量气管中的液面,此时需要将水准管慢慢向下移动,则量气管中的液面会_______ (选填“上升”或“下降”)。
(4)最终测量反应生成氧气的体积为V mL,用m、V表示的样品的纯度(质量分数)为_______ 。
(5)下列实验操作,可能会造成测定误差,若使用仪器B代替仪器A,则测定的纯度会_______ (选填“偏高”、“偏低”或“无影响”,下同);反应结束后,没有调节水准管与量气管的液面就直接读取量气管中的气体体积,则测定的纯度会 _______ 。
已知:常温常压下,气体摩尔体积约为24.5 L·mol-1;实验过程中取m g样品。回答下列相关问题:
(1)仪器B的名称为
(2)过碳酸钠易溶解于水,可以与酸反应生成两种常见气体,写出过碳酸钠与过量的稀硫酸反应的离子反应方程式:
(3)气体生成结束后,水准管中的液面会高于量气管中的液面,此时需要将水准管慢慢向下移动,则量气管中的液面会
(4)最终测量反应生成氧气的体积为V mL,用m、V表示的样品的纯度(质量分数)为
(5)下列实验操作,可能会造成测定误差,若使用仪器B代替仪器A,则测定的纯度会
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解答题-实验探究题
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(0.65)
【推荐2】用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度。有以下步骤:
(1)配制待测液:用5.0 g含有少量杂质(杂质不与盐酸反应)的固体烧碱样品配制1 L溶液。
(2)滴定:
①盛装0.1000 mol·L-1盐酸标准液应该使用的滴定管是________ (填“甲”或“乙”)。
②向锥形瓶中加入一定体积的待测溶液,并滴入指示剂。
③滴定过程中眼睛应______________________ 。
(3)计算纯度:烧碱样品的纯度是_________________ 。
(4)误差分析:下列操作会使测定结果偏大的有__________ (填编号)。
①用蒸馏水润洗锥形瓶;
②在滴定过程中不慎将数滴酸液滴在锥形瓶外;
③读取滴定管终点读数时,俯视读数;
④滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后尖嘴气泡消失;
⑤取待测液的滴定管用蒸馏水洗后,未润洗。
(1)配制待测液:用5.0 g含有少量杂质(杂质不与盐酸反应)的固体烧碱样品配制1 L溶液。
(2)滴定:
①盛装0.1000 mol·L-1盐酸标准液应该使用的滴定管是
②向锥形瓶中加入一定体积的待测溶液,并滴入指示剂。
③滴定过程中眼睛应
(3)计算纯度:烧碱样品的纯度是
(4)误差分析:下列操作会使测定结果偏大的有
①用蒸馏水润洗锥形瓶;
②在滴定过程中不慎将数滴酸液滴在锥形瓶外;
③读取滴定管终点读数时,俯视读数;
④滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后尖嘴气泡消失;
⑤取待测液的滴定管用蒸馏水洗后,未润洗。
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解答题-实验探究题
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【推荐3】过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂,它的水溶液又称为双氧水。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的含量。请回答下列问题:
(1)移取10.00 mL密度为ρg·mL-1的过氧化氢溶液至250mL______ (填仪器名称)中,加水稀释至刻度,摇匀。移取稀释后的过氧化氢溶液25.00 mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。
(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,请写出其反应的离子方程式_______ 。
(3)滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入_______ (填“酸式”或“碱式”)滴定管中。滴定到达终点的现象是________ 。
(4)重复滴定三次,平均耗用c mol·L-1KMnO4标准溶液V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为_________ 。
(5)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果_______ (填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(1)移取10.00 mL密度为ρg·mL-1的过氧化氢溶液至250mL
(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,请写出其反应的离子方程式
(3)滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入
(4)重复滴定三次,平均耗用c mol·L-1KMnO4标准溶液V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为
(5)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果
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