- 测定物质组成、成分含量
- 共404题
化学兴趣小组发现，往CuSO4溶液中加入一定浓度的Na2CO3溶液得到的蓝色沉淀，若加入NaOH溶液则得到浅绿色沉淀．为此，小组同学对沉淀成份作了如下探究：
I．探究蓝色沉淀的成份
[猜想]：蓝色沉淀①可能是CuCO3；②可能是Cu（OH）2；③是两者的混合物．
[设计方案]：小组同学利用下列装置通过实验测定其组成
[问题与讨论]
（1）写出②猜想的依据______．
（2）装置A中碱石灰的作用是______．
（3）检查装置气密性并装好药品后，点燃酒精灯前应进行的操作是______．
（4）若沉淀样品的质量为mg．装置C质量增加了ng，则沉淀中CuCO2的质量分数为______．
II．通过查找资料得知，该浅绿色沉淀物可能是溶解度最小的碱式硫酸铜（化学式为CUSO4•3Cu（OH）2）．请你设计一个实验，证明浊液中的浅绿色沉淀物中是否含有硫酸根离子的方法______．
正确答案
I．（1）CO32-水解成碱性，溶液中存在较多的氢氧根离子，而Cu2-与OH-结合生成沉淀Cu（OH）2，
故答案为：CO32-水解成碱性，Cu2+与OH-结合生成Cu（OH）2；
（2）该实验原理是通过验证并测定水以及二氧化碳的存在、质量来确定沉淀的组成情况，为了防止空气中水以及二氧化碳的干扰，要用碱石灰来吸收空气中的H2蒸汽和CO2，故答案为：吸收空气中的H2蒸汽和CO2；
（3）该实验原理是通过验证并测定水以及二氧化碳的存在、质量来确定沉淀的组成情况，为了防止装置中的空气对实验结果的影响，必须在点燃酒精灯之前通过量的空气，排除空气，并称量C、D的质量，
故答案为：通过量的空气并称量C、D的质量；
（4）装置C质量增加了ng，则生成水的质量是ng，根据氢氧化铜的分解方程式：Cu（OH）2
II．硫酸根的特征离子反应：可以和钡离子反应生成硫酸钡沉淀，证明浊液中的浅绿色沉淀物中是否含有硫酸根离子时可以先将沉淀洗涤干净，在加入足量稀盐酸溶解浅绿色沉淀，再用BaCl2溶液检验，故答案为：将浊液过滤，并把沉淀用蒸馏水洗涤至洗涤液用BaCl2溶液检验不出SO42-后，加入足量稀盐酸溶解浅绿色沉淀，再用BaCl2溶液检验，若溶液中有大量白色沉淀生成，则浅绿色没淀中有SO42-．
目前测定空气中SO2含量主要用氧化还原反应．已知SO2气体与酸性KMnO4溶液反应时，MnO4- 被还原为Mn2+，SO2被氧化成SO42-．
为测定某地方的空气中SO2和可吸入颗粒的含量，甲同学设计了如图所示的实验装置：
①其中：
或
表示密闭容器；
表示气体流速管（单位时间内通过气体的体积恒定，且无除尘和吸收气体作用）；
表示棉花；颗粒吸附剂可以吸收可吸入的颗粒；→表示气体的流向．
②酸性KMnO4溶液体积为200mL，浓度为0.1mol•L-1．回答下列问题：
（1）配制200mL0.1mol•L-1酸性KMnO4溶液，需用到的仪器按使用的先后顺序依次有______、玻璃棒、______、______、______．玻璃棒的作用是______．
（2）写出并配平测定SO2含量的离子方程式：______
（3）若气体流速管中气体流速为acm3/min，当tmin时酸性KMnO4溶液恰好褪色，则空气中SO2的含量为______（g/cm3）．
（4）实验中棉花的作用是______；
若要测定空气中可吸入颗粒的含量（g/L），还需要测出的数据是______
（5）乙同学按照同样的方法测量空气中SO2的含量，所测得的数值总是比实际含量偏低，最可能的原因是（假设溶液配制、称量或量取及各种读数均无错误）：______．
正确答案
（1）配制200mL0.1mol•L-1酸性KMnO4溶液，由于实验室没有200mL容量瓶，应用250mL容量瓶配制，需用托盘天平称量高锰酸钾固体，在烧杯中加水溶解并用玻璃棒搅拌，冷却后用玻璃棒转移至容量瓶中，玻璃棒的作用是引流，加水至溶液离刻度线1～2cm时改用胶头滴管滴加至刻度线，
故答案为：天平；烧杯；250mL容量瓶；胶头滴管；搅拌和引流；
（2）SO2具有还原性，高锰酸钾具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成SO42-和Mn2+离子，
反应的方程式为5SO2+2MnO4-+2H2O═5SO42-+2Mn2++4H+，
故答案为：5SO2+2MnO4-+2H2O═5SO42-+2Mn2++4H+；
（3）高锰酸钾的物质的量为0.2L×0.1moL/L=0.02moL，
根据反应方程式5SO2+2MnO4-+2H2O═5SO42-+2Mn2++4H+，
可知atml空气中含有SO2的物质的量为
质量为0.05mol×64g/moL=3.2g，
所以空气中SO2的含量为
故答案为：
（4）棉花具有吸附性，可吸收气流中的颗粒，防止可吸入颗粒堵塞导气管或进入酸性高锰酸钾溶液中，使测量质量不准，若要测定空气中可吸入颗粒的含量（g/L），还需要测出的数据是吸收前后颗粒吸附剂、棉花、盛放容器的总质量，
故答案为：防止可吸入颗粒堵塞导气管或进入酸性高锰酸钾溶液中，使测量质量不准；吸收前后颗粒吸附剂、棉花、盛放容器的总质量（或将装置用编号表示回答，或答颗粒吸附剂、棉花、盛放容器的总质量的增加值）；
（5）如测得的数值总是比实际含量偏低，说明二氧化硫未和酸性高锰酸钾溶液充分反应，可能原因是气流速率过快，
故答案为：通入气流速率过快，二氧化硫未和酸性高锰酸钾溶液充分反应就已经被排出；
硫酸工厂周围的空气中有较多的二氧化硫．某研究性学习小组为了测定空气
中二氧化硫的体积分数设计了如下两个方案：
方案一：取标准状态下的空气V L（内含N2、O2、CO2、SO2等），缓慢通过足量溴水，在所得的溶液中加入过量的氯化钡溶液后，过滤，将沉淀洗涤、干燥，称得其质量为m g．
请回答：
（1）加入过量的氯化钡溶液的目的是 ．
（2）过滤后，若在滤液中加入硫酸钠溶液，有白色沉淀产生，说明 ．
（3）过滤后，一般要用蒸馏水洗涤沉淀2-3次，以除去附在沉淀上的可溶性物质．请说明应通过什么方法验证可溶物质是否已被除尽 （要求：实验过程、使用的试剂、现象及结论）
方案二：如图所示，装置中反应管内装有碘的淀粉溶液．按设计意图，将空气（内含N2、O2、CO2、SO2等）通过此装置时，其中的SO2被吸收，量气管内增加的体积为其余气体的体积．
（4）反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，则测得的SO2的含量 （选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”）．
（5）反应管内碘的淀粉溶液可以用下列 （填代号）代替．
A．NaOH溶液 B．酸性KMnO4溶液
C．Na2SO3溶液 D．BaCl2溶液
（6）研究小组经过讨论发现方案二的设计中有一个明显的缺陷影响了测定结果（不属于操作错误），你认为该缺陷是 ．
正确答案
某化学兴趣小组设计了图示实验装置（图中省略了夹持仪器）来测定某铁碳合金中铁的质量分数．
（1）m g铁碳合金中加入过量浓硫酸，未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，其原因是：①常温下碳与浓硫酸不反应；②______．
（2）写出加热时A中碳与浓硫酸发生反应的化学方程式______．
（3）B中的现象是：______；C的作用是：______．
（4）待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E并称重，E增重b g．则铁碳合金中铁的质量分数为______ （写表达式）．
（5）甲同学认为利用此装置测得铁的质量分数偏大，请你写出可能的原因：______．
（6）本套装置在设计上存在缺陷，其中导致测得铁的质量分数偏低的是（答一条即可）______．
正确答案
由装置图可知，该实验原理：通过测定干燥管E的质量增重确定二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算铁碳合金中碳的质量，进而计算铁的质量，再计算合金中铁的质量分数．故二氧化硫会影响二氧化碳的测定，进入干燥管E的气体应除去二氧化硫、且干燥．
（1）常温下，铁与浓硫酸反应生成一层致密的氧化物保护膜，阻止内金属继续与浓硫酸反应，发生钝化现象，
故答案为：常温下Fe遇浓硫酸发生钝化；
（2）碳与浓硫酸在加热的条件下生成二氧化硫、二氧化碳、水，反应方程式为C+2H2SO4（浓）
故答案为：C+2H2SO4（浓）
（3）A中生成的气体含有CO2、2SO2，SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色；
C装置的作用为除尽反应产物中的SO2气体，防止影响二氧化碳的质量测定，
故答案为：品红溶液褪色；除尽反应产物中的SO2气体；
（4）E增重b g为二氧化碳的质量，根据碳元素守恒可知合金中碳元素的质量为
故答案为：
（5）装置内残留部分二氧化碳，未能被装置E完全吸收，导致测量的二氧化碳的质量偏小，即合金中碳元素的质量偏小，铁元素的质量增大，质量分数增大，
故答案为：装置内的CO2难以赶尽，导致E质量增重偏小；
（6）由装置图可知，SO2不一定能全部被品红KMnO4除去，E中碱石灰会吸收空气中的CO2、H2O等，
故答案为：SO2不一定能全部被品红KMnO4除去或E中碱石灰会吸收空气中的CO2、H2O等．
烟气中NOx是NO和NO2的混合物（不含N2O4）．
（1）根据废气排放标准，1m3烟气最高允许含400mgNOx．若NOx中NO质量分数为0.85，则lm3烟气中最高允许含NO______L（标准状况，保留2位小数）．
（2）工业上通常用溶质质量分数为0.150的Na2CO3水溶液（密度l．16g/mL）作为NOx吸收剂，该碳酸钠溶液物质的量浓度为______mol/L（保留2位小数）．
（3）已知：
NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2 ①
2NO2+Na2CO3→NaNO2+NaNO3+CO2 ②
1m3含2000mgNOx的烟气用质量分数为0.150的碳酸钠溶液吸收．若吸收率为80%，吸收后的烟气______排放标准（填“符合”或“不符合”），理由：______
（4）加入硝酸可改变烟气中NO和NO2的比，反应为：NO+2HNO3→3NO2+H2O当烟气中n（NO）：n（NO2）=2：3时，吸收率最高．
lm3烟气含2000mgNOx，其中n（NO）：n（NO2）=9：1．
计算：
（i）为了达到最高吸收率，1m3烟气需用硝酸的物质的量（保留3位小数）．
（ii）1m3烟气达到最高吸收率90%时，吸收后生成NaNO2的质量（假设上述吸收反应中，反应①比反应②迅速．计算结果保留1位小数）．
正确答案
（1）NO的最大质量为400mg×0.85=340mg，NO的体积为
（2）该碳酸钠溶液物质的量浓度为
（3）未被被吸收的NOx的质量为2000mg×（1-80%）=400mg，因吸收后烟气总体积减小，NOx含量仍超过400mg/m3，故不符合，故答案为：不符合，吸收后烟气总体积减小，NOx含量仍超过400mg/m3；
（4）（i）由于n（NO）：n（NO2）=9：1，则30×n（NO）+
答：为了达到最高吸收率，1m3烟气需用硝酸的物质的量0.035mol；
（ii）发生反应NO+NO2+Na2CO3→2NaNO2+CO2、2NO2+Na2CO3→NaNO2+NaNO3+CO2，由方程式可知n（NaNO2）=2n（NO）+
答：吸收后生成NaNO2的质量为5.5g．
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