实验方案的设计与评价
1. Cu2SO3·CuSO3·2H2O是一种深红色固体(以下用M表示)。某学习小组拟测定胆矾样品的纯度,并以其为原料制备M。
已知:①M不溶于水和乙醇,100℃时发生分解反应;
②M可由胆矾和SO2为原料制备,反应原理为3Cu2++6H2O+3SO2Cu2SO3·CuSO3·2H2O↓+8H++SO。
Ⅰ.测定胆矾样品的纯度。
(1)取w g胆矾样品溶于蒸馏水配制成250 mL溶液,从中取25.00 mL于锥形瓶中,加入指示剂,用c mol·L-1EDTA(简写成Na4Y)标准溶液滴定至终点(滴定原理:Cu2++Y4-===CuY2-),测得消耗了V mL EDTA标准溶液。则该胆矾样品的纯度为________%(用含c、V、w的代数式表示)。如果滴定管装液前没有用EDTA标准溶液润洗,测得的结果会__________ (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
Ⅱ.制备M实验装置如下图所示:
(2)实验室用70%硫酸与亚硫酸钠粉末在常温下制备SO2。上图A处的气体发生装置可从下图装置中选择,最合适的是________(填字母)。
(3)装置D中的试剂是________。装置B中水浴加热的优点是__________。
(4)实验完毕冷却至室温后,从锥形瓶中分离产品的操作包括:________、水洗、乙醇洗、常温干燥,得产品Cu2SO3·CuSO3·2H2O。检验产品已水洗完全的操作是_____________________________________________________________________________________。
解析 (1)Cu2+~Y4-,故胆矾样品的纯度=×100%=
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%。如果滴定管装液前没有用EDTA标准溶液润洗,EDTA标准溶液在滴定管中会被稀释,使滴定消耗的EDTA标准溶液体积偏大,结果偏高。
答案 (1) 偏高 (2)a
(3)NaOH溶液(其他合理答案也可) 受热均匀,容易控制温度范围,可防止温度过高导致产品分解
(4)过滤 取最后一次洗涤液少许于试管中,加入盐酸酸化的BaCl2溶液,若无沉淀生成,则产品已水洗完全(也可检验最后一次洗涤液中的H+,2分)
答案 (1) MnO2固体 分液漏斗
(2) O2+4I-+4H+===2I2+2H2O
(3)酸性环境 使用不同浓度的稀硫酸作对比实验
(4)AD
(5)×100%
4.乙酰氯为无色发烟液体,有强烈刺激性气味,易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。常作为有机合成原料,用于生产农药、医药、新型电镀络合剂、羧酸发生氯化反应的催化剂、乙酰化试剂,以及其他多种精细有机合成的中间体。
实验室可用冰醋酸与三氯化磷反应制得乙酰氯。
主要反应:3CH3COOH+PCl3―→3CH3COCl+H3PO3
易发生副反应:CH3COOH+PCl3―→CH3COOPCl2+HCl↑
已知:
物质
沸点/℃
密度/(g·mL-1)
水中溶解性
醋酸中溶解性
醋酸
76
1.05
互溶
——
乙酰氯
51
1.11
水解
互溶
H3PO3
200(分解)
1.65
溶于水
溶
CH3COOPCl2
固体
1.53
水解
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分解(产生HCl)
H3PO3和CH3COCl不互溶。
实验装置(夹持装置略):
实验步骤:
Ⅰ.制备:将34.3 mL冰醋酸加入反应器B中,于室温下在10~15 min内滴加13.5 mL(约0.20 mol)三氯化磷。加热,保持40~50 ℃反应0.5 h左右,反应停止。然后升高温度,将上层液体完全蒸出,停止加热。利用E装置可以回收稀盐酸。
Ⅱ.提纯:将盛有粗CH3COCl的装置C作为蒸馏器,加入2滴冰醋酸和几粒沸石蒸馏,收集馏分。
(1)装置B、C的名称为________。
(2)制备实验中,保持40~50 ℃反应的方法最好为________,如何判断反应已经停止__________________________________________________。
(3)双球干燥管D装置中盛放的药品为________,双球干燥管的作用是_______________________________________________________。
(4)粗品提纯时,某学生常用下列装置:
①上述装置中存在的错误之处有_____________________,
________________,________________。
②加入2滴冰醋酸的主要作用是______________________________________。
(5)若最终得到产品为29.7 mL,则本实验乙酰氯的产率为________。
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错误之处有温度计的水银球插入液面以下;加热蒸馏烧瓶没垫石棉网;F锥形瓶直接与空气相通,产品在空气中易水解。②加入2滴冰醋酸的主要作用是除去多余的PCl3,提高CH3COCl的产率。(5)因为最初加入的CH3COOH的物质的量为=0.60 mol,n(CH3COOH)∶n(PCl3)=0.60∶0.20=3∶1,故完全反应理论上生成产品为0.60 mol,而实际得到n(CH3COCl)==0.42 mol,则乙酰氯的产率为×100%=70%。 F锥形瓶直接与空气相通,产品在空气中易水解 ②除去多余PCl3,提高CH3COCl的产率
(5)70%
5.某小组在验证反应“Fe+2Ag+===Fe2++2Ag”的实验中检测到Fe3+,发现和探究过程如下。向硝酸酸化的0.05 mol·L-1硝酸银溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,烧杯底部有黑色固体,溶液呈黄色。
(1)检验产物
①取少量黑色固体,洗涤后,______________________________________(填操作和现象),
证明黑色固体中含有Ag。
②取上层清液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中含有__________________________________________________________。
(2)针对“溶液呈黄色”,甲认为溶液中有Fe3+,乙认为铁粉过量时不可能有Fe3+,乙依据的原理是_________________________________________________________________(用离子方程式表示)。
针对两种观点继续实验:
①取上层清液,滴加KSCN溶液,溶液变红,证实了甲的猜测。同时发现有白色沉淀产生,且溶液颜色变浅、沉淀量多少与取样时间有关,对比实验记录如下:
序号
取样时间/min
现象
ⅰ
3
产生大量白色沉淀;溶液呈红色
ⅱ
30
产生白色沉淀;较3 min时量少;溶液红色较3 min时加深
ⅲ
120
产生白色沉淀;较30 min时量少;溶液红色较30 min时变浅
(资料:Ag+与SCN-生成白色沉淀AgSCN)
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②对Fe3+产生的原因作出如下假设:
假设a:可能是铁粉表面有氧化层,能产生Fe3+;
假设b:空气中存在O2,由于____________________________________
(用离子方程式表示),可能产生Fe3+;
假设c:酸性溶液中NO具有氧化性,可产生Fe3+;
假设d:根据________现象,判断溶液中存在Ag+,可产生Fe3+。
③下列实验Ⅰ可证实假设a、b、c不是产生Fe3+的主要原因。实验Ⅱ可证实假设d成立。
实验Ⅰ:向硝酸酸化的________溶液(pH≈2)中加入过量铁粉,搅拌后静置,不同时间取上层清液滴加KSCN溶液,3 min时溶液呈浅红色,30 min后溶液几乎无色。
实验Ⅱ:装置如图,其中甲溶液是________,操作及现象是
______________________________________________。
(3)根据实验现象,结合方程式推测实验ⅰ~ⅲ中Fe3+浓度变化的原因:
____________________________________________________________________________。
(3)ⅰ中溶液呈红色,且烧杯中有黑色固体,说明发生反应①Ag++Fe2+Fe3++Ag、②Fe3++3SCN-Fe(SCN)3;ⅱ中反应①正向进行,c(Fe3+)增大,c(Ag+
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)减小,平衡②正向移动,红色加深;ⅲ中由于铁粉过量,2Fe3++Fe===3Fe2+,120 min后c(Fe3+)减小,平衡②逆向移动,溶液红色变浅。
答案 (1)①加入过量的稀盐酸,黑色固体部分溶解(其他答案合理均可)
②Fe2+
(2)2Fe3++Fe===3Fe2+
②4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O 溶液产生白色沉淀,且随时间变长,白色沉淀减少,红色加深
③0.017 mol/L Fe(NO3)3 Fe(NO3)2溶液和KSCN溶液 如图连接装置,电流计指针偏转,左烧杯中溶液变红色,右烧杯中银棒上出现黑色固体
答案 (1)增大与空气的接触面积,加快反应速率,且充分燃烧 酸式
(2)BD
(3)偏低 2SO2+O2+2H2O===2H2SO4、O2+4I-+4H+===2I2+2H2O
(4)使反应生成的SO2全部进入d中,使测定结果准确
(5)80%
(6)反应速率快,用水吸收SO2不充分,H2SO3被过量的O2氧化
7.无水MgBr2可用作催化剂。实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2,装置如图1,主要步骤如下:
图1
步骤1 三颈瓶中装入10 g镁屑和150 mL无水乙醚;装置B中加入15 mL液溴。
步骤2 缓慢通入干燥的氮气,直至溴完全导入三颈瓶中。
步骤3 反应完毕后恢复至室温,过滤,滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至0 ℃,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗品。
步骤4 室温下用苯溶解粗品,冷却至0 ℃,析出晶体,过滤,洗涤得三乙醚合溴化镁,加热至160 ℃分解得无水MgBr2产品。
已知:①Mg与Br2反应剧烈放热;MgBr2具有强吸水性。
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②MgBr2+3C2H5OC2H5===MgBr2·3C2H5OC2H5。
请回答:
(1)仪器A的名称是________。
实验中不能用干燥的空气代替干燥的N2,原因是____________________________________________。
(2)如将装置B改为装置C(图2),可能会导致的后果是
________________________________________________。
图2
(3)步骤3中,第一次过滤除去的物质是________。
(4)有关步骤4的说法,正确的是________。
A.可用95%的乙醇代替苯溶解粗品
B.洗涤晶体可选用0 ℃的苯
C.加热至160 ℃的主要目的是除去苯
D.该步骤的目的是除去乙醚和可能残留的溴
(5)为测定产品的纯度,可用EDTA(简写为Y4-)标准溶液滴定,反应的离子方程式:Mg2++Y4-===MgY2-
①滴定前润洗滴定管的操作方法是______________________________
_________________________________________________。
②测定时,先称取0.250 0 g无水MgBr2产品,溶解后,用0.050 0 mol·L-1的EDTA标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液26.50 mL,则测得无水MgBr2产品的纯度是________(以质量分数表示)。
答案 (1)干燥管 防止镁屑与氧气反应,生成的MgO阻碍Mg与Br2的反应
(2)会将液溴快速压入三颈瓶,反应过快大量放热而存在安全隐患
(3)镁屑 (4)BD
(5)①从滴定管上口加入少量待装液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿内壁,然后从下部放出,重复2~3次
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答案 (1)冷凝管(或冷凝器) b
(2)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(或2MnO+16H++10Cl-===2Mn2++5Cl2↑+8H2O) 氯气通入的速率(或流量)
(3)吸收多余的Cl2,防止污染环境
(4)排净装置中的空气,防止O2和水与PCl3反应
(5)93.9% 偏大
(6)向碘水中加入PCl3,碘水褪色
9.肼(N2H4)是一种高能燃料,在生产和研究中用途广泛。化学小组同学在实验中用过量NH3和NaClO溶液反应制取N2H4(液)并探究其性质。回答下列问题:
(1)肼的制备
①用上图装置制取肼,其连接顺序为_____________________________________
(按气流方向,用小写字母表示)。
②装置A中发生反应的化学方程式为____________________________
______________________________________,装置D的作用是________。
(2)探究:N2H4和AgNO3溶液的反应
将制得的肼分离提纯后,进行如下实验:
证明黑色沉淀已洗涤干净的操作是______________________。
[查阅资料]N2H4水溶液的碱性弱于氨水;N2H4有强还原性。
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AgOH在溶液中不稳定易分解生成Ag2O;Ag2O和粉末状的Ag均为黑色;Ag2O可溶于氨水。
[提出假设]
假设1:黑色固体可能是Ag;
假设2:黑色固体可能是________;
假设3:黑色固体可能是Ag和Ag2O。
[实验验证]该同学基于上述假设,设计如下方案,进行实验,请完成下表中的空白部分。
实验编号
操作
现象
实验结论
1
取少量黑色固体于试管,________
黑色固体不溶解
假设1成立
2
操作同实验1
黑色固体完全溶解
假设2成立
3
①取少量黑色固体于试管中,加入适量氨水,振荡,静置,取上层清液于洁净试管中,加入几滴乙醛,水浴加热。
②取少量黑色固体于试管中,加入足量稀硝酸,振荡。
①________;②________
假设3成立
根据实验现象,假设1成立,则N2H4与AgNO3溶液反应的离子方程式为_________________________________________________________________________________。
答案 (1)①defabc(ef顺序可互换) ②NaClO+2NH3===N2H4+NaCl+H2O 防止倒吸(或安全瓶)
(2)取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加NaCl溶液,无白色沉淀生成说明沉淀已洗涤干净
假设2:Ag2O
实验1:加入足量氨水,振荡
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实验3:①试管内壁有银镜生成
②固体完全溶解,并有气体产生
(2)蒸馏烧瓶 防止凝华的AlCl3堵塞D、E之间的导气管
(3)①取少量AlCl3溶液,用pH试纸测其pH,pH<7
②做AlCl3熔融状态下的导电实验,熔融氯化铝不导电,说明AlCl3为共价化合物.
11.高锰酸钾是一种用途广泛的强氧化剂,实验室制备高锰酸钾所涉及的化学方程式如下:
MnO2熔融氧化:3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O;
K2MnO4歧化:3K2MnO4+2CO2===2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3。
已知K2MnO4溶液显绿色。
请回答下列问题:
(1)MnO2熔融氧化应放在________中加热。(填仪器编号)
①烧杯 ②瓷坩埚 ③蒸发皿 ④铁坩埚
(2)在MnO2熔融氧化所得产物的热浸取液中通入CO2气体,使K2MnO4歧化的过程在如图装置中进行,A、B、C、D、E为旋塞,F、G为气囊,H为带套管的玻璃棒。
①为了能充分利用CO2,装置中使用了两个气囊。当试管内依次加入块状碳酸钙和盐酸后,关闭旋塞B、E,微开旋塞A,打开旋塞C、D,往热K2MnO4溶液中通入CO2气体,未反应的CO2被收集到气囊F中。待气囊F收集到较多气体时,关闭旋塞________,打开旋塞________,轻轻挤压气囊F,使CO2气体缓缓地压入K2MnO4溶液中再次反应,未反应的CO2气体又被收集在气囊G中。然后将气囊G中的气体挤压入气囊F中,如此反复,直至K2MnO4完全反应。
②检验K2MnO4歧化完全的实验操作是_______________________________________________。
(3)将三颈烧瓶中所得产物进行抽滤,将滤液倒入蒸发皿中,蒸发浓缩至________,自然冷却结晶,抽滤,得到针状的高锰酸钾晶体。本实验应采用低温烘干的方法来干燥产品,原因是_________________________________________________
_________________________________________________________________。
(4)利用氧化还原滴定法进行高锰酸钾纯度分析,原理为:
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2MnO+5C2O+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
现称取制得的高锰酸钾产品7.245 g,配成500 mL溶液,用移液管量取25.00 mL待测液,用0.100 0 mol·L-1草酸钠标准溶液进行滴定,终点时消耗标准溶液的体积为50.00 mL(不考虑杂质的反应),则高锰酸钾产品的纯度为________[保留4位有效数字,已知M(KMnO4)=158 g·mol-1]。若移液管用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗或烘干,则测定结果将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
答案 (1)④
(2)①AC BDE ②用玻璃棒蘸取三颈烧瓶内的溶液点在滤纸上,若滤纸上只有紫红色痕迹,无绿色痕迹,则表明反应已歧化完全
(3)溶液表面出现晶膜为止 高锰酸钾晶体受热易分解
(4)87.23% 偏小
12.某实验小组的同学为了探究CuSO4溶液与Na2CO3溶液的反应原理并验证产物,进行如下实验。
实验Ⅰ:将CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合,一定温度下充分反应至不产生气泡为止,过滤、冷水洗涤、低温干燥,得到蓝绿色固体。该小组同学猜想此固体为xCuCO3·yCu(OH)2。
(1)为了验证猜想,先进行定性实验。
实验序号
实验步骤
实验现象
结论
实验Ⅱ
取适量蓝绿色固体,加入足量稀硫酸
固体溶解,生成蓝色溶液及________
蓝绿色固体中含有CO
(2)为进一步确定蓝绿色固体的组成,使用如下装置再进行定量实验。
实验Ⅲ:称取5.190 g样品,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部进入装置C和D中。
①装置C中盛放的试剂是________,装置E的作用是_________________________
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________________________________________________________________,
反应结束时要通入适量的空气,其作用是__________________________________________________。
②实验结束后,测得装置C增重0.270 g,装置D增重1.320 g。则该蓝绿色固体的化学式为_____________________________________________。
(3)若x=y=1,写出CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合时反应的化学方程式:_______________________________________________________________。
(4)已知20 ℃时溶解度数据:S[Ca(OH)2]=0.16 g,S[Ba(OH)2]=3.89 g。有同学据此提出可将装置D中的澄清石灰水换成等体积的饱和Ba(OH)2溶液,其可能的依据之一是__________________________________________________________。
(5)有同学为了降低实验误差,提出如下建议,其中合理的是________(填字母序号)。
A.加热装置B前,先通空气一段时间后再称量C、D的初始质量
B.将D换为盛有碱石灰的U形管
C.将C、D颠倒并省去E装置
答案 (1)产生无色气体 (2)①无水氯化钙 防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D中 使分解产生的气体全部进入装置C和D中 ②2CuCO3·Cu(OH)2
(3)2CuSO4+2Na2CO3+H2O===CuCO3·Cu(OH)2↓+CO2↑+2Na2SO4 (4)Ba(OH)2的溶解度大于Ca(OH)2,相同体积的饱和Ba(OH)2溶液吸收CO2的量更多(答案合理即可) (5)AB
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13.某同学用Na2SO3粉末与浓H2SO4反应制备并收集SO2,用盛有NaOH溶液的烧杯吸收多余的SO2,实验结束后烧杯中溶液无明显现象,现对其成分进行探究。
(1)仪器A的名称是________,选择合适的仪器按气流方向连接组成的顺序是_______________________________________________________________。
(2)假设溶液中同时存在Na2SO3和NaOH,设计实验方案,进行成分检验。在下列空白处写出实验步骤、预期现象和结论。仪器任选。
限选试剂:稀盐酸、稀硝酸、铁丝、铜丝、CaCl2溶液、品红溶液、酚酞试液、甲基橙
实验步骤
预期现象和结论
步骤1:______________________________________
火焰呈黄色,证明原溶液中存在Na+
步骤2:________________________________
________,证明原溶液中存在大量的OH-
步骤3:另取少量原溶液于试管中,____________________
________,证明原溶液中存在SO
(3)若溶液中同时存在Na2SO3和NaHSO3,为了准确测定溶液的浓度,进行如下实验:
①原理:SO+I2+H2O===SO+2I-+2H+
HSO+I2+H2O===SO+2I-+3H+
②步骤:准确量取10.00 mL溶液于锥形瓶中,滴加________作指示剂,用0.100 0 mol·L-1标准碘溶液滴定至终点时的现象是_____________________________,
读出此时消耗碘溶液的体积;再用0.200 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定生成的酸,读出消耗NaOH溶液的体积再进行计算。
解析 Na2SO3为粉末状固体,用简易启普发生器不易控制反应速率,又因产生的SO2易溶于NaOH溶液,因此要采用防倒吸装置,而不能直接通入NaOH溶液中。SO2的密度大于空气密度,因此要用向上排空气法收集。用碘溶液作标准液时,常用淀粉溶液作指示剂。
答案 (1)分液漏斗 ①④③⑤
(2)
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实验步骤
预期现象和结论
步骤1:用洁净的铁丝蘸取原溶液在酒精灯火焰上灼烧
火焰呈黄色,证明原溶液中存在Na+
步骤2:取少量原溶液于试管中,加入过量CaCl2溶液,充分反应后静置,取少量上层清液于试管中,向试管中滴加几滴酚酞试液,振荡
溶液变为红色,证明原溶液中存在大量的OH-
步骤3:另取少量原溶液于试管中,滴入几滴品红溶液,再加入过量稀盐酸,振荡
品红溶液褪色,证明原溶液中存在SO
(3)几滴淀粉溶液 溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色
14.碱式碳酸钴用作催化剂及制钴盐原料,陶瓷工业着色剂,电子、磁性材料的添加剂。利用以下装置测定碱式碳酸钴[Cox(OH)y(CO3)z·H2O]的化学组成。
已知:碱式碳酸钴中钴为+2价,受热时可分解生成三种氧化物。
请回答下列问题:
(1)选用以上装置测定碱式碳酸钴[Cox(OH)y(CO3)z·H2O]的化学组成,其正确的连接顺序为a→b→________(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)样品分解完,打开活塞K,缓缓通入氮气数分钟,通入氮气的目的是____________________________________________________________。
(3)取碱式碳酸钴样品34.9 g,通过实验测得分解生成的水和二氧化碳的质量分别为3.6 g、8.8 g,则该碱式碳酸钴的化学式为______________________________。
(4)某兴趣小组以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2·6H2O的一种实验设计流程如下:
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已知:25 ℃时,部分阳离子以氢氧化物形成沉淀时,溶液的pH见下表:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀(pH)
1.9
7.0
7.6
3.4
完全沉淀(pH)
3.2
9.0
9.2
4.7
①操作Ⅰ用到的玻璃仪器主要有________________________________;
②加盐酸调整pH为2~3的目的为________________________________
_________________________________________________________;
③操作Ⅱ的过程为________________、洗涤、干燥。
(4)①操作Ⅰ为过滤,用到的玻璃仪器主要有烧杯、漏斗、玻璃棒。②加盐酸调整pH为2~3的目的为抑制CoCl2的水解。③从溶液中得到CoCl2·6H2O晶体需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
答案 (1)j→k→c→d(或d→c)→e
(2)将装置中生成的CO2和H2O(g)全部排入乙、戊装置中
(3)Co3(OH)2(CO3)2·H2O
(4)①烧杯、漏斗、玻璃棒 ②抑制CoCl2的水解 ③蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
15.某同学在实验室进行铁盐与亚铁盐相互转化实验。
实验Ⅰ:将Fe3+转化为Fe2+
(1)Fe3+与Cu粉发生反应的离子方程式为______________________。
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(2)探究白色沉淀产生的原因,请填写实验方案:
实验方案
现象
结论
步骤1:取4 mL________ mol·L-1 CuSO4溶液,向其中滴加3滴0.1 mol·L-1KSCN溶液
产生白色沉淀
CuSO4溶液
与KSCN溶液反应产生了白色沉淀
步骤2:取_______________________________
_______________________________________
无明显
现象
查阅资料:
已知:①SCN-的化学性质与I-相似。
②2Cu2++4I-===2CuI↓+I2。
Cu2+与SCN-反应的离子方程式为____________________________________。
实验Ⅱ:将Fe2+转化为Fe3+
实验方案
现象
向3 mL 0.1 mol·L-1 FeSO4溶液中加入
1 mL稀硝酸
溶液变为棕色,放置一段时间后,棕色消失,溶液变为黄色
探究上述现象出现的原因:
查阅资料:Fe2++NOFe(NO)2+(棕色)
(3)用离子方程式解释NO产生的原因_______________________________。
(4)从化学反应速率与限度的角度对体系中存在的反应进行分析:反应Ⅰ:Fe2+与HNO3反应;反应Ⅱ:Fe2+与NO反应。
①依据实验现象,可推知反应Ⅰ的速率比反应Ⅱ________(填“快”或“慢”)。
②反应Ⅰ是一个不可逆反应,设计实验方案加以证明
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
③请用化学平衡移动原理解释溶液由棕色变为黄色的原因__________________。
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答案:(1)2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
(2)0.1 4 mL 0.2 mol·L-1 FeSO4溶液,向其中滴加3滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液 2Cu2++4SCN-===2CuSCN↓+(SCN)2
(3)3Fe2++4H++NO===3Fe3++NO↑+2H2O
(4)①慢 ②取少量反应Ⅰ的溶液于试管中,向其中加入几滴K3[Fe(CN)6]溶液,溶液无明显变化,说明反应Ⅰ是一个不可逆反应 ③Fe2+被硝酸氧化为Fe3+,溶液中Fe2+浓度降低,导致平衡Fe2++NOFe(NO)2+逆向移动,最终Fe(NO)2+完全转化为Fe3+,溶液由棕色变为黄色
16.蛋白质是生命的物质基础。某学习小组通过实验探究一种蛋白质的元素组成。
Ⅰ.确定该蛋白质中的某些组成元素
(1)为确定该蛋白质中含氮元素,将样品中有机氮转化成铵盐,能证明铵盐存在的实验方法是________________________________________________________________________________。
(2)为确定该蛋白质中含碳、氢、硫三种元素,采用如图装置进行探究,通入氧气使样品在装置A中充分燃烧,并使其产物依次缓缓通过其余装置。
①装置B中的试剂是____________。
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②装置D的作用是_____________________________________________。
③当装置B、C、E、F依次出现下列现象:______________________,品红溶液褪色,____________,出现白色浑浊;可证明燃烧产物中含有H2O、SO2、CO2。
结论:该蛋白质中含碳、氢、硫、氮等元素。
Ⅱ.为测定该蛋白质中硫元素的质量分数,小组取蛋白质样品充分燃烧,先用足量碘水吸收二氧化硫,再取吸收液,以淀粉为指示剂,用硫代硫酸钠溶液滴定过量的碘。
已知:2S2O+I2===S4O+2I-。
(3)写出二氧化硫与碘水反应的化学方程式:________________________。
(4)测定终点的现象为______________________________。
(5)取蛋白质样品m g进行测定,采用C1 mol·L-1的碘水V1 mL进行吸收,滴定过量的碘水时消耗C2 mol·L-1硫代硫酸钠溶液V2 mL。该蛋白质中的硫元素的质量分数为______________。
(6)若燃烧时过量氧气进入吸收液中,可能会导致该蛋白质中的硫元素的质量分数测定值________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
数为(C1V1-0.5C2V2)×10-3 mol×32 g·mol-1÷m g×100%=%。(6)若燃烧时过量氧气进入吸收液中,会发生反应:2SO2+O2+2H2O===2H2SO4,导致硫元素的质量分数测定值偏小。
答案:(1)注入氢氧化钠溶液,加热,生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
(2)①无水硫酸铜 ②除去SO2,避免对CO2的检验造成干扰 ③粉末由白色变为蓝色 不褪色(或仍显红色)
(3)I2+SO2+2H2O===H2SO4+2HI
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(4)当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色
(5)%
(6)偏小
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