第2期:一起幫助喜羊羊他們測(cè)定84消毒液含量吧!

2020年是個(gè)不平凡的一年,年初新冠疫情在全球迅速蔓延,湖北武漢陷入水深火熱之中。在黨和國(guó)家的領(lǐng)導(dǎo)下,全國(guó)上下一盤棋,成功打贏了這場(chǎng)疫情防控阻擊戰(zhàn),得到了世衛(wèi)組織的高度贊揚(yáng)。中國(guó)為全球抗擊新冠疫情提供了中國(guó)智慧與中國(guó)方案。
下面是喜羊羊他們運(yùn)用氧化還原反應(yīng)原理來解決實(shí)際問題,請(qǐng)你幫助他們解決問題吧!氧化還原反應(yīng)和滴定實(shí)驗(yàn)是高考的重點(diǎn)和必考內(nèi)容,相信你做完這道題后,你會(huì)有所收獲。
知識(shí)儲(chǔ)備要求:
九年級(jí)上:二氧化錳催化過氧化氫
必修一:物質(zhì)的量與物質(zhì)的量濃度、一定物質(zhì)的量濃度的溶液的配制、實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范、氧化還原反應(yīng)、次氯酸鈉、高錳酸鉀和過氧化氫的強(qiáng)氧化性、2價(jià)鐵與3價(jià)鐵的互變
化學(xué)反應(yīng)原理(老教材對(duì)應(yīng)選修4、新教材對(duì)應(yīng)選擇性必修1):溶液pH計(jì)算、鹽類的水解、沉淀溶解平衡、滴定實(shí)驗(yàn)
參考數(shù)據(jù):lg13≈1.1,lg2≈0.3,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10^(-39)
相對(duì)原子質(zhì)量:H-1,O-16,S-32,Cl-35.5,K-39,Mn-55,F(xiàn)e-56
(本題每空1分,滿分20分)
青青草原積極響應(yīng)號(hào)召,全面武裝,抗擊疫情。消毒是防控疫情的一項(xiàng)重要措施,喜羊羊他們決定獻(xiàn)出自己的愛心幫助大家,經(jīng)過某大型商場(chǎng)主管的同意,主管愿意免費(fèi)給他們?cè)谏虉?chǎng)一樓提供一個(gè)店鋪,名為“羊羊?qū)嶒?yàn)室”,主要用于出售化學(xué)試劑、器材、實(shí)驗(yàn)手冊(cè)。此外,疫情期間他們還特別推出了免費(fèi)檢驗(yàn)消毒液效果、恢復(fù)消毒液的服務(wù)。
(1)溶液配制
喜羊羊欲配制1L 0.2mol/L FeSO4溶液,他準(zhǔn)備了燒杯,電子天平(精確度為0.1mg),玻璃棒,試劑瓶,藥匙,膠頭滴管,1000mL容量瓶。
①檢查容量瓶是否漏水
②準(zhǔn)確稱取______g FeSO4·7H2O固體,放入燒杯中,加入100mL 2mol/L的稀硫酸溶解,加入用稀硫酸而不用蒸餾水溶解七水合硫酸亞鐵固體是為了____________。
③等到冷卻到室溫后,將溶液全部注入容量瓶中,洗滌,定容,搖勻,裝瓶即可。
④此溶液中能否加入還原鐵粉以防止氧化?為什么
⑤若第③步中不洗滌燒杯或定容時(shí)溶液超過刻度線,所配置的溶液濃度比要求__________
(2)測(cè)定硫酸亞鐵的純度
(注:84消毒液的密度認(rèn)為等于水的密度)有效氯含量是指100g某含氯消毒劑的消毒能力相當(dāng)于多少氯氣的消毒能力,數(shù)值上等于其所對(duì)應(yīng)的相同消毒能力的氯氣的質(zhì)量與100g的比值,例如,100g某含氯消毒劑消毒能力(單位質(zhì)量消毒劑的得電子數(shù))相當(dāng)于12g氯氣的消毒能力,則有效氯含量為12%。
配置好了硫酸亞鐵溶液,他們準(zhǔn)備去測(cè)定84消毒液的有效氯含量,但考慮到Fe2+不穩(wěn)定,在空氣中極易被氧化成Fe3+,如果直接測(cè)定會(huì)導(dǎo)致較大的誤差。因此美羊羊建議決定先測(cè)量硫酸亞鐵溶液的純度。
KMnO4是一種強(qiáng)氧化劑,能將Fe2+氧化成Fe3+,而自身會(huì)被還原成幾乎無色的Mn2+,請(qǐng)寫出酸性環(huán)境下,F(xiàn)eSO4溶液中加入KMnO4溶液的離子方程式:_______________________________________
①準(zhǔn)確量取20.00mL FeSO4溶液于錐形瓶中。
②用取一支潔凈的滴定管,先__________,然后滴定管裝取0.02mol/L 酸性KMnO4溶液,裝取該溶液應(yīng)使用____(填“酸”或“堿”)式滴定管。
③在錐形瓶下方鋪一張白色A4紙,然后開始滴定。滴定過程中,眼睛應(yīng)該觀察_________________。觀察到_________________________________________現(xiàn)象時(shí)可以判定滴定已到達(dá)終點(diǎn)。
④平行滴定3次,記錄每次消耗的標(biāo)準(zhǔn)KMnO4溶液的體積分別為38.00mL、35.80mL和36.20mL,則可以計(jì)算出所用硫酸亞鐵的純度為_______%,造成第一次滴定數(shù)值偏大的原因可能是______
a.錐形瓶用待測(cè)溶液潤(rùn)洗了
b.喜羊羊只顧著和懶羊羊說話了,忘了及時(shí)關(guān)閉活塞
c.錐形瓶里有殘留的水
d.裝有高錳酸鉀溶液的滴定管內(nèi)有氣泡,滴定結(jié)束后氣泡消失了
e.滴定前仰視讀數(shù),滴定結(jié)束后俯視讀數(shù)
f.滴定過程中搖晃用力過猛,不慎將少量溶液灑到了瓶外
(3)測(cè)定84消毒液的有效氯含量
美羊羊負(fù)責(zé)測(cè)定84消毒液的有效氯含量,她考慮將少量84消毒液倒入酸性硫酸亞鐵溶液,此時(shí)發(fā)生的離子反應(yīng)為____________________________
這天她被要求測(cè)定一個(gè)顧客提供的84消毒液的有效氯含量,她首先準(zhǔn)確量取8.00mL待測(cè)液配制成100mL溶液,再準(zhǔn)確量取10.00mL稀釋液然后全部加入已配制好的20.00mL FeSO4溶液。
用已提供濃度的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,平均每次消耗溶液20.00mL。
據(jù)此可以計(jì)算:84消毒液的物質(zhì)的量濃度為_____mol/L,有效氯含量為_____%。
美羊羊習(xí)慣在用酸式滴定管量取完FeSO4溶液后,往滴定管內(nèi)在溶液上方注入少量苯,使苯能完全覆蓋住硫酸亞鐵溶液的液面,同時(shí)將下方的尖嘴浸泡在四氯化碳中,她這樣做的目的是________________________。
(4)廢液處理
喜羊羊他們晚上下班了,他們所用的溶液全部倒到廢液缸中,取少量高錳酸鉀溶液加入廢液發(fā)現(xiàn)紫色溶液褪色了,于是懶羊羊向廢液缸里面加入了稍過量雙氧水,他的目的是____________,然后又加入了少量二氧化錳是為了_____________。按照標(biāo)準(zhǔn),廢水的Fe3+必須完全沉淀(離子濃度≤10^-5mol/L)才能排放,則懶羊羊應(yīng)當(dāng)將廢液的pH調(diào)到___以上(精確到0.01)。若要求常溫下pH=7.3以更好保證水質(zhì),則c(Fe3+)=_______mol/L