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(14分)某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O72-转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4 ·4H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响,探究如下:

(1)在25°C下,控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同,调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量,作对比实验,完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

实验编号

初始pH

废水样品体积/mL

草酸溶液体积/mL

蒸馏水体积/mL

4

B=

10

30

5

60

10

d=

a=

60

c=

20

测得实验①和②溶液中的Cr2O72-浓度随时间变化关系如图所示。

(2)上述反应后草酸被氧化为       (填化学式);

(3)实验①和②的结果表明_______________________________;

(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4 ·4H2O]中起催化作用的成分提出如下假设,请你完成假设二和假设三:

假设一:Fe2+起催化作用;假设二:          ;假设三:          ;……

(5)请你设计实验验证上述假设一,完成下表中内容。(除了上述实验提供的试剂外,可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。(溶液中Cr2O72-的浓度可用仪器测定)

实验方案(不要求写具体操作过程)

预期实验结果和结论

取_______________________________代替实验①中的铁明矾,控制其他反应条件与实验①相同,进行对比实验

反应进行相同时间后,

若溶液中的Cr2O72-浓度____________________________则假设一成立;

若溶液中的Cr2O72-浓度____________________________则假设一不成立;

(6)铁明矾长期存放,其中的亚铁离子可能会变质。为测定铁明矾中亚铁离子的质量分数。取5.6g铁明矾晶体,将其配制为100ml的溶液,取出20ml置于锥形瓶中。用0.01mol/L的标准KMnO4溶液进行滴定(还原产物为Mn2+),平行做4组实验,得出如下表数值。

组数

1

2

3

4

消耗V(KMnO4)/ml

20.04

20.00

18.90

19.96

请计算铁明矾中亚铁离子的质量分数:         。若滴定结束后读数时仰视,测定结果     (填“偏大”“不影响”或“偏小”)

高二化学实验题极难题

少年,再来一题如何?
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