(12分)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,常用作消毒、杀菌、漂白等。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,并探究了过氧化氢的性质。
Ⅰ.测定过氧化的含量
请填写下列空白:
(1)移取10.00 m密度为ρ g/mL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25.00mL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,其反应的离子方程式如下,请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。
MnO4-+H2O2+H+=Mn2++H2O+
(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)复滴定三次,平均耗用c mol/L KMnO4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”或“偏低”或“不变”)。
Ⅱ.探究过氧化氢的性质
该化学举小组根据所提供的实验条件设计了两个实验,分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性。(实验条件:试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾演粉溶液、饱和硫化氢溶液,实验仪器及用品可自选。)
请将他们的实验方法和实验现象填入下表:
实 验 内 容 |
实 验 方 法 |
实 验 现 象 |
验证氧化性 |
|
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验证不稳定性 |
|
|
下图涉及多种无机化工反应,所涉及物质都是由短周期元素组成,其中R是一种新型无机材料,M是一种应用广泛的金属材料,F是人工合成的第一种有机物,且是一种常见的化肥材料,A、C、D、M均为常见元素的单质,“↑”表示该物质常温下是气体,反应G+J→F+H2O中G与J的最佳配比为2:1,向Y溶液中通入足量的J气体时可得到一种白色胶状沉淀,将该白色胶状沉淀滤出洗净后加热分解可以得到B。
请回答下列问题:
(1)写出B化学式 ,F化学式: ;G的空间构型 。
(2)反应①的化学方程式为
(3)反应④的离子方程式为
(4)上述反应中属于非氧化还原反应的有 (填写相应反应的序号)
(5)Y溶液呈 性(填酸、碱或中),用离子方程式解释
(11分)pC类似pH,是指极稀溶液中,溶质物质的量浓度的常用对数负值。如某溶液溶质的浓度为:1×10-3mol/L,则该溶液中溶质的pC=-lg1×10-3=3。下图为,H2CO3在加入强酸或强碱溶液后,平衡时溶液中三种成分的pC—pH图。请回答下列问题:
(1)在人体血液中,HCO3-能起到稳定人体PH的作用,请用电解质溶液中的平衡解释:
(用方程式表示)。
(2)H2CO3一级电离平衡常数的数值Ka1
(3)某同学认为该溶液中Na2CO3的水解是微弱的,发生水解的CO32-离子不超过其总量的10%。请你设计简单实验证明该同学的观点是否正确 。
(4)已知某温度下Li2CO3的Ksp为1.68×10-3,将适量Li2CO3固体溶于100 mL水中至刚好饱和,饱和Li2CO3溶液中c(Li+)=0.15 mol·L-1。c(CO32-)=0.075 mol·L-1,若t1时刻在上述体系中加入100 mL0.125 mol·L-1 Na2CO3 溶液,列式计算说明是否有沉淀产生。
(5)请画出t1时刻后Li+和CO32-浓度随时间变化关系图(用虚线表示Li+ ,实线表示CO32-)。
(13分)A为芳香烃衍生物,只含C、H、O三种元素,苯环上有两个处于邻位的取代基。
(1)B分子中含氧官能团的名称是 。
(2)写出符合上述条件的A的两种可能的结构简式: ; 。
(3)等量的B分别与Na,NaOH,Na2CO3反应时,消耗三者物质的量之比是 。
(4)符合上述条件的A,其中一种还可发生如下变化:
①A→ F的反应类型为 。
②写出有关反应的化学方程式:
此A与新制Cu(OH)2悬浊液的反应: ;
此A对应的B生成C的反应: 。
(10分)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用炭在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下:
①四氯化硅遇水极易水解;
②硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
③有关物质的物理常数见下表:
物质 |
SiCl4 |
BCl3 |
AlCl3 |
FeCl3 |
PCl5 |
沸点/℃ |
57.7 |
12.8 |
— |
315 |
— |
熔点/℃ |
-70.0 |
-107.2 |
— |
— |
— |
升华温度/℃ |
— |
— |
180 |
300 |
162 |
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式 。
(2)装置A中g管的作用是 ;装置C中的试剂是 ;
装置E中的h瓶需要冷却的理由是 。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是 (填写元素符号)。
(4)为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,使铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式是:
5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O
①滴定前是否要滴加指示剂? (填“是”或“否”),请说明理由
。
②某同学称取5.000g残留物后,经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液,移取25.00 mL试样溶液,用1.000×10-2 mol/L KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00 mL,则残留物中铁元素的质量分数是 。
向m g镁和铝的混合物中加入适量的稀硫酸,恰好完全反应生成标准状况下的气体b L。向反应后的溶液中加入c mol/L氢氧化钾溶液V mL,使金属离子刚好沉淀完全,得到的沉淀质量为n g。再将得到的沉淀灼烧至质量不再改变为止,得到固体p g。则下列关系不正确的是
A. B. C.n=m+17Vc D.m<p<