(2009?三明一模)張明同學(xué)在學(xué)習(xí)“硫酸及其鹽的某些性質(zhì)與用途“中,進行如下實驗探究.
[實驗一]探究濃硫酸的氧化性
將實驗室常用的藥品放入如圖所示的實驗裝置后,加熱裝置甲.(夾持和加熱裝置省略)
(1)該裝置設(shè)計上存在明顯缺陷,請指出:
裝置乙不應(yīng)有瓶塞
裝置乙不應(yīng)有瓶塞

(2)寫出裝置甲中反應(yīng)的化學(xué)方程式:
Cu+2H2SO4(濃)
  △  
.
 
CuSO4+SO2↑+2H2O(或C+2H2SO4(濃)
  △  
.
 
CO2↑+2SO2↑+2H2O)
Cu+2H2SO4(濃)
  △  
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CuSO4+SO2↑+2H2O(或C+2H2SO4(濃)
  △  
.
 
CO2↑+2SO2↑+2H2O)

(3)裝置乙中的試劑是
氫氧化鈉溶液(或氫氧化鉀溶液等)
氫氧化鈉溶液(或氫氧化鉀溶液等)

[實驗二]探究某硫酸亞鐵鹽固體是否變質(zhì)
(4)請你幫助張明同學(xué)完成如下實驗方案:
實驗操作 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
往一支試管中加入少量固體,加水溶解,再滴加幾滴KSCN溶液
往一支試管中加入少量固體,加水溶解,再滴加幾滴KSCN溶液
若溶液變?yōu)榧t色,說明該固體已變質(zhì);若溶液未變紅色,說明該固體沒有變質(zhì)
若溶液變?yōu)榧t色,說明該固體已變質(zhì);若溶液未變紅色,說明該固體沒有變質(zhì)
[實驗三]用KHSO4制取H2O2并測其質(zhì)量分?jǐn)?shù)
查閱資料得知:工業(yè)上用電解KHSO4飽和溶液制取H2O2,示意圖如下:

張明用此法制取一定濃度的H2O2,并進行下列實驗測定H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù):(離子方程式:2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑)
①取5.00mL H2O2溶液(密度為1.00g/mL)置于錐形瓶中加水稀釋,再加稀硫酸酸化;
②用0.1000mol/L KMnO4溶液滴定;
③用同樣方法滴定,三次消耗KMnO4溶液的體積分別為20.00mL、19.98mL、20.02mL.
回答下列問題:
(5)電解飽和KHSO4溶液時,陽極的電極反應(yīng)式為
2HSO4--2e-=S2O82-+2H+(或2SO42--2e-=S2O82-
2HSO4--2e-=S2O82-+2H+(或2SO42--2e-=S2O82-

(6)操作②中,滴入第一滴KMnO4溶液,溶液紫紅色消失很慢,隨著滴定過程中Mn2+的增多,溶液紫紅色消失速率加快.Mn2+的作用是
催化劑(或加快反應(yīng)速率)
催化劑(或加快反應(yīng)速率)

(7)原H2O2溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
3.4%
3.4%
分析:(1)根據(jù)裝置乙是用于吸收二氧化硫氣體,所以沒有必要有瓶塞;
(2)根據(jù)銅和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水進行解答;
(3)根據(jù)二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸铮捎脡A液吸收進行解答;
(4)硫酸亞鐵中的亞鐵離子易被氧化為三價鐵離子,可以用硫氰酸鉀來檢驗三價鐵離子;
(5)電解池的陽極是陰離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng);
(6)在雙氧水的分解過程中,錳離子起到催化劑的作用;
(7)根據(jù)反應(yīng)的原理方程式進行計算.
解答:解:(1)裝置乙是用于吸收二氧化硫氣體,所以沒有必要有瓶塞;故答案為:裝置乙不應(yīng)有瓶塞;
(2)銅和濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式:Cu+2H2SO4(濃)
  △  
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CuSO4+SO2↑+2H2O(或C+2H2SO4(濃)
  △  
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CO2↑+2SO2↑+2H2O);
故答案為:Cu+2H2SO4(濃)
  △  
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CuSO4+SO2↑+2H2O(或C+2H2SO4(濃)
  △  
.
 
CO2↑+2SO2↑+2H2O);
(3)二氧化硫?qū)儆谒嵝匝趸,可用堿液吸收;故答案為:氫氧化鈉溶液(或氫氧化鉀溶液等);
(4)亞鐵離子易很容易被氧化為三價鐵離子,可以用硫氰酸鉀來檢驗,即三價鐵離子往一支試管中加入少量固體,加水溶解,再滴加幾滴KSCN溶液;若溶液變?yōu)榧t色,說明該固體已變質(zhì),若溶液未變紅色,說明該固體沒有變質(zhì),
故答案為:三價鐵離子往一支試管中加入少量固體,加水溶解,再滴加幾滴KSCN溶液;若溶液變?yōu)榧t色,說明該固體已變質(zhì),若溶液未變紅色,說明該固體沒有變質(zhì);
(5)電解飽和KHSO4溶液時,陽極是陰離子發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為2HSO4--2e-=S2O82-+2H+
(或2SO42--2e-=S2O82-),故答案為:2HSO4--2e-=S2O82-+2H+(或2SO42--2e-=S2O82-);
(6)在雙氧水的分解過程中,高錳酸鉀具有氧化性,對應(yīng)的還原產(chǎn)物是錳離子,當(dāng)加入第一滴KMnO4溶液,溶液紫紅色消失很慢,隨著滴定過程中Mn2+的增多,溶液紫紅色消失速率加快,可見是錳離子起到催化劑的作用,
故答案為:催化劑(或加快反應(yīng)速率);
(7)三次消耗KMnO4溶液的體積分別為20.00mL、19.98mL、20.02mL,則體積平均值為:20.00mL,則消耗高錳酸根的量:0.1mol/L×0.02L=0.002mol,設(shè)雙氧水的物質(zhì)的量為n,則
2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2
2        5
0.002mol n
解得n=0.005mol,所以雙氧水的質(zhì)量為:0.005mol×34g/mol=0.17g,雙氧水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=
0.17g
5.00mL×1.00g/mL
×100%=3.4%,故答案為:3.4%.
點評:本題既考查了實驗現(xiàn)象的描述、又考查了學(xué)生的實驗設(shè)計能力,還與生活實際相聯(lián)系,綜合性比較強.本考點經(jīng)常出現(xiàn)在實驗題中,同學(xué)們要認(rèn)真掌握.
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