草酸作為一種重要的化工原料,某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)擬以甘蔗渣為原料用水解一氧化一水解技術(shù)制取草酸。
Ⅰ、步驟④是減壓抽濾(見下圖),其優(yōu)點(diǎn)是:__________________________________________, 當(dāng)抽濾完畢或中途停止抽濾時(shí),為了防止自來水倒吸入B裝置,最佳的操作是___________。
Ⅱ、該小組同學(xué)為了確定產(chǎn)品H2C2O4·xH2O中的的x值,進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):
①取w g產(chǎn)品配成100mL水溶液;
②量取25.00mL草酸溶液置于錐形瓶中,加入適量稀H2SO4后,用濃度為c mol·L-1KMnO4溶液滴定。 請回答下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)①中,需要用到的玻璃儀器有:玻璃棒、燒杯、膠頭滴管和___________。
(2)寫出草酸溶液與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)的離子方程式:_____________________________。
(3)若滴定時(shí),前后兩次讀數(shù)分別為a mL和b mL,由此計(jì)算出該草酸晶體的x值是__________
Ⅲ、該小組同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)Ⅱ②時(shí)發(fā)現(xiàn)向草酸溶液中逐滴加入高錳酸鉀溶液時(shí),溶液褪色總是先慢后快,即反應(yīng)速率由小變大。為此,他們設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究:
【實(shí)驗(yàn)用品】 儀器:試管(若干個并編號①,②,③…)、膠頭滴管(若干支)、秒表
試劑:0.1 mol/L H2C2O4溶液、0.1 mol/L KMnO4溶液、稀硫酸、MnSO4固體
【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】
實(shí)驗(yàn)(1):在①號和②號試管中分別先加入5m1 0.1mol/L H2C2O4溶液,然后各加10滴稀硫酸,且在②號試管中加入少量硫酸錳固體。再在兩支試管中各加入5滴0.1mol/LKMnO4溶液,F(xiàn)象如下(表1)
編號 |
①號試管 |
②號試管 |
褪色時(shí)間 |
90s |
5 s |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
均有氣泡產(chǎn)生;②號試管的溶液褪色比①號試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
實(shí)驗(yàn)(2):在①號和②號試管中分別加入5m1 0.1mol/L H2C2O4溶液,在②號試管中再滴加l0滴稀硫酸,然后在兩支試管中各加入5滴0.1 mol/L 的高錳酸鉀溶液,F(xiàn)象如下(表2)
編號 |
①號試管 |
②號試管 |
褪色時(shí)間 |
100 s |
90 s |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
均有氣泡產(chǎn)生;②號試管的溶液褪色比①號試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
實(shí)驗(yàn)(3):在①號、②號和③號試管中分別加入5m1 0.1mol/L H2C2O4溶液,然后在①、②、③號試管中依次加入10滴、l mL、2 mL稀硫酸溶液,然后各加入5滴0.1 mol/L的高錳酸鉀溶液,然后置于溫度為65℃的水浴中加熱。觀察現(xiàn)象如下(表3)。
編號 |
①號試管 |
②號試管 |
③號試管 |
褪色時(shí)間 |
88 s |
100 s |
120 s |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
均有氣泡產(chǎn)生;①號試管的溶液褪色比②、③號試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
(1)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(1)對應(yīng)的假設(shè)是_________________________________________________。
實(shí)驗(yàn)(1)得出的結(jié)論是____________________________________________________。
(2)由實(shí)驗(yàn)(2)和實(shí)驗(yàn)(3)得出的結(jié)論是_________________________________________m___。
(16分)Ⅰ、加快過濾速度、得到較干燥的沉淀;慢慢打開活塞d,然后關(guān)閉水龍頭; (2分+2分)
Ⅱ、(1)100mL容量瓶(1分) (2)5 H2C2O4+2MnO4- +6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O(2分) (3) -5 (2分)
Ⅲ、(1)假設(shè):反應(yīng)產(chǎn)物中的Mn2+可能是反應(yīng)的催化劑;(2分)
結(jié)論:Mn2+在反應(yīng)中起到催化劑的作用,加快了反應(yīng)速率;假設(shè)1成立。(2分)
(2)由表2和表3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知:硫酸對草酸和高錳酸鉀溶液的反應(yīng)有影響。加入少量硫酸,可以促進(jìn)草酸和高錳酸鉀溶液的反應(yīng),而加入大量硫酸,草酸和高錳酸鉀溶液的反應(yīng)速率開始比較慢,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,褪色速率加快;(2分)溫度對該反應(yīng)速率影響不大。(1分)(其他合理答案也可以酌情給分)
【解析】
試題分析:Ⅰ、減壓抽濾的優(yōu)點(diǎn)是加快過濾速度、得到較干燥的沉淀。當(dāng)抽濾完畢或中途停止抽濾時(shí),為了防止自來水倒吸入B裝置,最佳的操作是慢慢打開活塞d,然后關(guān)閉水龍頭。
Ⅱ、(1)配制100ml物質(zhì)的量濃度溶液還缺少的儀器應(yīng)該是100mL容量瓶。
(2)酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性,能氧化草酸,則草酸溶液與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)的離子方程式是5H2C2O4+2MnO4- +6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。
(3)若滴定時(shí),前后兩次讀數(shù)分別為a mL和b mL,則消耗高錳酸鉀溶液的體積是(b-a)ml,所以根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知,解得x=。
Ⅲ、(1)由于在②號試管中加入少量硫酸錳固體,所以該實(shí)驗(yàn)的假設(shè)是反應(yīng)產(chǎn)物中的Mn2+可能是反應(yīng)的催化劑。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,實(shí)驗(yàn)(1)得出的結(jié)論是Mn2+在反應(yīng)中起到催化劑的作用,加快了反應(yīng)速率;假設(shè)1成立。
(2)由表2和表3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,實(shí)驗(yàn)(2)和實(shí)驗(yàn)(3)得出的結(jié)論是硫酸對草酸和高錳酸鉀溶液的反應(yīng)有影響。加入少量硫酸,可以促進(jìn)草酸和高錳酸鉀溶液的反應(yīng),而加入大量硫酸,草酸和高錳酸鉀溶液的反應(yīng)速率開始比較慢,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,褪色速率加快;但溫度對該反應(yīng)速率影響不大。
考點(diǎn):考查一定物質(zhì)的量濃度的配制、布氏漏斗的使用、氧化還原反應(yīng)方程式的配平和計(jì)算以及外界條件對反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)探究
點(diǎn)評:該題是高考中的常見題型,難度大,對學(xué)生的要求高。有利于培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力以及評價(jià)能力。該題綜合性強(qiáng),難點(diǎn)較大,對學(xué)生的要求高。本題通過陌生情景考查化學(xué)反應(yīng)速、影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素(濃度)、學(xué)生對圖表的觀察、分析以及學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、整理、歸納等方面的思維能力,難度較大。解決該類試題應(yīng)注意:①認(rèn)真審題,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康,理解直接測量與實(shí)驗(yàn)?zāi)康拈g的邏輯和數(shù)學(xué)關(guān)系;②理解控制變量的思想在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析中的運(yùn)用。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解
A.原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素,其中X是形成化合物種最多的元素,Y原子基態(tài)時(shí)最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍,Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個未成對的電子,W的原子序數(shù)為29。
回答下列問題:
(1)分子中Y原子軌道的雜化類型為 ,1mol含有鍵的數(shù)目為 。
(2)化合物的沸點(diǎn)比化合物的高,其主要原因是 。
(3)元素Y的一種氧化物與元素Z的一種氧化物互為等電子體,元素Z的這種氧化物的分子式是 。
(4)元素W的一種氯化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖13所示,該氯化物的化學(xué)式是 ,它可與濃鹽酸發(fā)生非氧化還原反應(yīng),生成配合物,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
B.草酸是一種重要的化工產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)室用硝酸氧化淀粉水解液制備草酸的裝置如圖14所示(加熱、攪拌和儀器固定裝置均已略去)
實(shí)驗(yàn)過程如下:
①將一定量的淀粉水解液加入三頸瓶中
②控制反應(yīng)液溫度在55~60℃條件下,邊攪拌邊緩慢滴加一定量含有適量催化劑的混酸(65%HNO3與98%H2SO4的質(zhì)量比為2:1.5)溶液
③反應(yīng)3h左右,冷卻,抽濾后再重結(jié)晶得草酸晶體。
硝酸氧化淀粉水解液過程中可發(fā)生下列反應(yīng):
C6H12O6+12HNO3 →3H2C2O4+9NO2↑ +3NO↑ +9H2O
C6H12O6+8HNO3 →6CO2+8NO↑ +10H2O
3H2C2O4+2HNO3 →6CO2+2NO↑ +4H2O
(1)檢驗(yàn)淀粉是否水解完全所需用的試劑為
(2)實(shí)驗(yàn)中若混酸滴加過快,將導(dǎo)致草酸產(chǎn)率下降,其原因是
(3)裝置C用于尾氣吸收,當(dāng)尾氣中n(NO2):n(NO)=1:1時(shí),過量的NaOH溶液能將NO,全部吸收,原因是 (用化學(xué)方程式表示)
(4)與用NaOH溶液吸收尾氣相比較,若用淀粉水解液吸收尾氣,其優(yōu)、缺點(diǎn)是 。
(5)草酸重結(jié)晶的減壓過濾操作中,除燒杯、玻璃棒外,還必須使用屬于硅酸鹽材料的儀器有 。
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科目:高中化學(xué) 來源:2011年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試化學(xué)卷(江蘇) 題型:填空題
A.原子序數(shù)小于36的X、Y、Z、W四種元素,其中X是形成化合物種最多的元素,Y原子基態(tài)時(shí)最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的2倍,Z原子基態(tài)時(shí)2p原子軌道上有3個未成對的電子,W的原子序數(shù)為29。
回答下列問題:
(1)分子中Y原子軌道的雜化類型為 ,1mol含有鍵的數(shù)目為 。
(2)化合物的沸點(diǎn)比化合物的高,其主要原因是 。
(3)元素Y的一種氧化物與元素Z的一種氧化物互為等電子體,元素Z的這種氧化物的分子式是 。
(4)元素W的一種氯化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖13所示,該氯化物的化學(xué)式是 ,它可與濃鹽酸發(fā)生非氧化還原反應(yīng),生成配合物,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
B.草酸是一種重要的化工產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)室用硝酸氧化淀粉水解液制備草酸的裝置如圖14所示(加熱、攪拌和儀器固定裝置均已略去)
實(shí)驗(yàn)過程如下:
①將一定量的淀粉水解液加入三頸瓶中
②控制反應(yīng)液溫度在55~60℃條件下,邊攪拌邊緩慢滴加一定量含有適量催化劑的混酸(65%HNO3與98%H2SO4的質(zhì)量比為2:1.5)溶液
③反應(yīng)3h左右,冷卻,抽濾后再重結(jié)晶得草酸晶體。
硝酸氧化淀粉水解液過程中可發(fā)生下列反應(yīng):
C6H12O6+12HNO3 →3H2C2O4+9NO2↑ +3NO↑ +9H2O
C6H12O6+8HNO3 →6CO2+8NO↑ +10H2O
3H2C2O4+2HNO3 →6CO2+2NO↑ +4H2O
(1)檢驗(yàn)淀粉是否水解完全所需用的試劑為
(2)實(shí)驗(yàn)中若混酸滴加過快,將導(dǎo)致草酸產(chǎn)率下降,其原因是
(3)裝置C用于尾氣吸收,當(dāng)尾氣中n(NO2):n(NO)=1:1時(shí),過量的NaOH溶液能將NO,全部吸收,原因是 (用化學(xué)方程式表示)
(4)與用NaOH溶液吸收尾氣相比較,若用淀粉水解液吸收尾氣,其優(yōu)、缺點(diǎn)是 。
(5)草酸重結(jié)晶的減壓過濾操作中,除燒杯、玻璃棒外,還必須使用屬于硅酸鹽材料的儀器有 。
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科目:高中化學(xué) 來源:2013屆遼寧省沈陽市第二十中學(xué)高三高考領(lǐng)航考試(三)化學(xué)試卷(帶解析) 題型:填空題
草酸作為一種重要的化工原料,某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)擬以甘蔗渣為原料用水解一氧化一水解技術(shù)制取草酸。
Ⅰ、步驟④是減壓抽濾(見下圖),其優(yōu)點(diǎn)是:__________________________________________, 當(dāng)抽濾完畢或中途停止抽濾時(shí),為了防止自來水倒吸入B裝置,最佳的操作是___________。
Ⅱ、該小組同學(xué)為了確定產(chǎn)品H2C2O4·xH2O中的的x值,進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):
①取w g產(chǎn)品配成100mL水溶液;
②量取25.00mL草酸溶液置于錐形瓶中,加入適量稀H2SO4后,用濃度為c mol·L-1KMnO4溶液滴定。 請回答下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)①中,需要用到的玻璃儀器有:玻璃棒、燒杯、膠頭滴管和___________。
(2)寫出草酸溶液與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)的離子方程式:_____________________________。
(3)若滴定時(shí),前后兩次讀數(shù)分別為a mL和b mL,由此計(jì)算出該草酸晶體的x值是__________
Ⅲ、該小組同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)Ⅱ②時(shí)發(fā)現(xiàn)向草酸溶液中逐滴加入高錳酸鉀溶液時(shí),溶液褪色總是先慢后快,即反應(yīng)速率由小變大。為此,他們設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究:
【實(shí)驗(yàn)用品】 儀器:試管(若干個并編號①,②,③…)、膠頭滴管(若干支)、秒表
試劑:0.1 mol/L H2C2O4溶液、0.1 mol/L KMnO4溶液、稀硫酸、MnSO4固體
【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】
實(shí)驗(yàn)(1):在①號和②號試管中分別先加入5m1 0.1mol/L H2C2O4溶液,然后各加10滴稀硫酸,且在②號試管中加入少量硫酸錳固體。再在兩支試管中各加入5滴0.1mol/LKMnO4溶液,F(xiàn)象如下(表1)
編號 | ①號試管 | ②號試管 |
褪色時(shí)間 | 90s | 5 s |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | 均有氣泡產(chǎn)生;②號試管的溶液褪色比①號試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
編號 | ①號試管 | ②號試管 |
褪色時(shí)間 | 100 s | 90 s |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | 均有氣泡產(chǎn)生;②號試管的溶液褪色比①號試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
編號 | ①號試管 | ②號試管 | ③號試管 |
褪色時(shí)間 | 88 s | 100 s | 120 s |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 | 均有氣泡產(chǎn)生;①號試管的溶液褪色比②、③號試管的溶液快,它們顏色變化如下:紫紅色→紅色→橙紅色→橙色→黃色→無色。 |
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