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某研究小组同学为探究锌与硫酸反应生成SO2、H2的临界浓度(浓硫酸能与锌反应生成...

某研究小组同学为探究锌与硫酸反应生成SO2H2的临界浓度(浓硫酸能与锌反应生成SO2的最低浓度)设计了如下实验。在大试管A中加入100mL 18mol/L硫酸,向连接在塑料棒上的多孔塑料球内加入足量的锌粒(塑料棒可以上下移动),在试剂瓶D中加入足量的浓NaOH溶液(加热和夹持装置已省略)

已知:锌与浓硫酸接触,开始时反应缓慢,可以适当加热以加速其反应,当有大量气泡生成时,该反应速率会明显加快并伴有大量的热放出。

(1)请写出锌与硫酸反应产生SO2的化学方程式_______ 

(2)在组装仪器之后,加入试剂之前必须进行的操作是__________

(3)长导管B的作用是______,如果没有这个设计,最终测定的临界浓度会_______(偏高偏低无影响”) 

(4)装置中干燥管C的作用是_______

(5)反应结束后向D装置中加入足量的H2O2溶液和足量的BaCl2溶液,充分反应后将所得沉淀过滤、洗涤、干燥、称量得到固体质量为a克,则浓硫酸与锌反应的临界浓度为:_________mol/L(用含a的计算式表示,忽略体积变化)

(6)某同学通过联系氧化还原反应的相关知识,认为也可以利用硫酸酸化的高锰酸钾溶液对D中的SO进行滴定,通过滴定出的SO的物质的量计算临界浓度,你认为他的这一想法是否可行?______(可行不可行”),原因是_____

 

Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O 检验装置气密性 导气、冷凝回流 偏低 防倒吸 不可行 实验过程中不能保证得到的Na2SO3溶液是否会被空气中的氧气氧化变质,造成滴定结果不准确 【解析】 本实验的目的是探究锌与硫酸反应生成SO2、H2的临界浓度(浓硫酸能与锌反应生成SO2的最低浓度),浓硫酸在与Zn反应过程中,先表现S元素的氧化性,此时的还原产物为SO2,之后硫酸变稀反应生成H2;将生成的SO2在装置D中用足量的NaOH溶液吸收,然后向D装置中加入足量的H2O2溶液将S元素全部氧化为SO,之后加入足量的氯化钡溶液得到BaSO4沉淀,通过测定硫酸钡沉淀的量来确定与Zn反应生成SO2消耗的硫酸的量,从而确定剩余硫酸的浓度,即临界浓度。 (1)根据电子守恒和元素守恒可得锌与浓硫酸反应生成SO2的化学方程式为Zn+2H2SO4(浓)=ZnSO4+SO2↑+2H2O; (2)在组装仪器之后,加入试剂之前必须进行的操作是检验装置的气密性,防止漏气; (3)反应过程中会发出大量的热,造成水的挥发,使硫酸的浓度增大,与锌反应生成二氧化硫的硫酸偏多,造成测定的临界浓度偏小,所以需要长导管导气同时冷凝回流水蒸气; (4)二氧化硫易溶于NaOH溶液,所以需要装置C来防止倒吸; (5)得到的沉淀为BaSO4,n(SO2)=n(BaSO4)=mol,根据反应方程式可知与Zn反应生成SO2所消耗的硫酸的物质的量为mol,原浓硫酸体积为100mL,浓度为18mol/L,所以剩余的硫酸的物质的量为(1.8-)mol,浓度为mol/L; (6)实验过程中不能保证得到的Na2SO3溶液是否会被空气中的氧气氧化变质,造成滴定结果不准确,所以该同学的想法不可行。
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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( CuFeS2Cu2S)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:

 

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

 

(1)炉气中的有害气体成分是________Cu2SO2反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为______

(2)试剂XH2O2溶液,当试剂X___________时,更有利于降低生产成本。

(3)加入试剂YpH时,pH的调控范围是________

(4)“还原步骤中为提高N2H4转化率可采取的措施有_________(填序号)

a.不断搅拌,使N2H4和溶液充分接触    b.增大通入N2H4的流速 

c.减少KOH的进入量                  d.减小通入N2H4的流速

(5)写出用N2H4制备Cu2O的化学方程式为_______________

(6)操作X包括烘干,其中烘干时要隔绝空气,其目的是____________

 

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某三元羧酸 H3A 在表面活性剂、洗涤剂、润滑剂等方面具有重要的地位。常温时,向 10 mL 0.01 mol·L−1 H3A 溶液中滴入 0.01 mol·L−1 NaOH 溶液,H3AH2AHA2−A3−的物质的量分数与溶液的 pH 的关系如 图所示。下列说法错误的是(   )

A.该温度下,H3A 的电离常数 Ka1=10−a

B. b=7,加入 20 mL NaOH 溶液时,溶液的 pH7

C.NaOH 溶液的体积为 30 mL 时,溶液中:c(OH)=3c(H3A)2c(H2A)c(HA2−)c(H+)

D.反应 2H2AH3AHA2−在该温度下的平衡常数K=10a-b

 

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Mg-VOCl2电池是一种基于阴离子传导的新型二次电池,其简化装置示意图如下。总反应为Mg+2VOCl2MgCl2+2VOCl,下列说法错误的是

A.采用Mg作电极材料比Li的安全性更高

B.放电时正极反应为VOCl2+e=VOCl+Cl

C.放电过程中Cl穿过复合离子液体向Mg移动

D.为该电池充电时Mg电极应与电源的正极相连

 

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化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是

 

现象或事实

解释

A

氢氟酸可用于蚀刻玻璃

氢氟酸是强酸

B

Cu2+的农药不宜盛放在铁制容器中

Cu2+能与Fe发生置换反应

C

明矾可用作净水剂

Al3+直接与悬浊物反应生成沉淀

D

SO2通入Ba(NO3)2溶液中,产生白色沉淀

沉淀为BaSO3

 

 

A.A B.B C.C D.D

 

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普通锌锰电池筒内无机物主要成分是MnO2NH4ClZnCl2等。某研究小组探究废旧电池内的黑色固体并回收利用时,进行如图所示实验。下列有关实验的叙述正确的是(    )

A.操作①中玻璃棒的作用是转移固体

B.操作②为过滤,得到的滤液显碱性

C.操作③中盛放药品的仪器是坩埚

D.操作④的目的是除去滤渣中的杂质

 

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