备战高考化学复习化水溶液中的离子平衡专项综合练附详细答案
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备战高考化学复习化水溶液中的离子平衡专项综合练附详细答案
一、水溶液中的离子平衡
1.现使用酸碱中和滴定法测定市售白醋的总酸量(g/100 mL)。
Ⅰ.实验步骤:配制待测白醋溶液,用酸式滴定管量取10.00 mL食用白醋,在烧杯中用水稀释后转移到100 mL容量瓶中定容,摇匀即得待测白醋溶液。
量取待测白醋溶液20.00mL 于锥形瓶中,向其中滴加2滴酚酞作指示剂。
(1)读取盛装0.1000 mol/L NaOH溶液的碱式滴定管的初始读数。
如果液面位置如图所示,则此时的读数为________ mL。
(2)滴定。
判断滴定终点的现象是________________________________,达到滴定终点,停止滴定,并记录NaOH溶液的最终读数。
重复滴定3次。
Ⅱ.实验记录:
滴定次数实验数据(mL)1234
V(样品)20.0020.0020.0020.00
V(NaOH)(消耗)15.9515.0015.0514.95
Ⅲ.数据处理与讨论:
(3)某同学在处理数据时计算得:平均消耗的NaOH溶液的体积V=(15.95+15.00+15.05+14.95)/4=15.24 mL。
指出他的计算的不合理之处:_________________。
(4)按正确数据处理,得出c(市售白醋)=_______mol·L-1,市售白醋总酸量
=____g·100mL-1。
【来源】【全国百强校】吉林省延边第二中学2018-2019学年高二上学期期中考试化学试题
【答案】0.70溶液由无色变成浅红色,且半分钟内不褪色很明显第一组数据比其余三组数据偏大,不能选用,要舍去0.75 4.5
【解析】
【分析】
(1)根据滴定管的结构和精确度来解答;
(2)根据滴定终点,溶液由无色恰好变为红色,且半分钟内不褪色,停止滴定;
(3)根据数据的有效性,应舍去第1组数据;
(4)先根据数据的有效性,舍去第1组数据,然后求出2、3、4三组平均消耗
V(NaOH);接着根据醋酸和NaOH反应求出20.00mL样品中含有的醋酸,最后求出市售白醋总酸量;
【详解】
(1)液面读数0.70mL;
(2)滴定终点时,溶液由无色恰好变为红色,且半分钟内不褪色,停止滴定;
(3)第1组数据舍去的理由是:很明显第一组数据比其余三组数据偏大,不能选用,要舍去;
(4)先根据数据的有效性,舍去第1组数据,然后求出2、3、4三组平均消耗
V(NaOH)=15.00mL,
CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O
0.0015mol 0.015L×0.1000mol·L-1
c(市售白醋)=0.0015mol÷0.02L×0.1L÷0.01L=0.75 mol/L;
则10mL样品中含有的醋酸的质量为0.0015mol×60g·mol-1×=0.45g,市售白醋总酸量4.5g/100mL。
2.一水硫酸四氨合铜晶体[Cu(NH3)4SO4·H2O]常用作杀虫剂,媒染剂,在碱性镀铜中也常用作电镀液的主要成分,在工业上用途广泛。
常温下该物质可溶于水,难溶于乙醇,在空气中不稳定,受热时易发生分解。
某化学兴趣小组以Cu粉、3mol·L-1的硫酸、浓氨水、10% NaOH溶液、95%的乙醇溶液、0.500mol·L-1稀盐酸、0.500mol·L-1的NaOH 溶液来制备一水硫酸四氨合铜晶体并测定其纯度。
I.CuSO4溶液的制取
①实验室用铜与浓硫酸制备硫酸铜溶液时,往往会产生有污染的SO2气体,随着硫酸浓度变小,反应会停止,使得硫酸利用率比较低。
②实际生产中往往将铜片在空气中加热,使其氧化生成CuO,再溶解在稀硫酸中即可得到硫酸铜溶液;这一过程缺点是铜片表面加热易被氧化,而包裹在里面的铜得不到氧化。
③所以工业上进行了改进,可以在浸入硫酸中的铜片表面不断通O2,并加热;也可以在硫酸和铜的混合容器中滴加H2O2溶液。
④趁热过滤得蓝色溶液。
(1)某同学在上述实验制备硫酸铜溶液时铜有剩余,该同学将制得的CuSO4溶液倒入另一蒸发皿中加热浓缩至有晶膜出现,冷却析出的晶体中含有白色粉末,试解释其原因
________________。
(2)若按③进行制备,请写出Cu在H2O2作用下和稀硫酸反应的化学方程式
_______________。
(3)H2O2溶液的浓度对铜片的溶解速率有影响。
现通过下图将少量30%的H2O2溶液浓缩至40%,在B处应增加一个设备,该设备的作用是____________馏出物是
______________________。
II.晶体的制备
将上述制备的CuSO4溶液按如图所示进行操作
(1)硫酸铜溶液含有一定的硫酸,呈酸性,加入适量NH3·H2O调节溶液pH,产生浅蓝色沉淀,已知其成分为Cu2(OH)2SO4,试写出生成此沉淀的离子反应方程式__________。
(2)继续滴加NH3·H2O,会转化生成深蓝色溶液,请写出从深蓝色溶液中析出深蓝色晶体的方法____________。
并说明理由____________。
Ⅲ.产品纯度的测定
精确称取mg晶体,加适量水溶解,注入图示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,并用蒸馏水冲洗导管内壁,用V1mL
0.500mol·L-1的盐酸标准溶液完全吸收。
取下接收瓶,用0.500mol·L-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl(选用甲基橙作指示剂),到终点时消耗V2mLNaOH溶液。
1.水
2.长玻璃管
3.10%NaOH溶液
4.样品液
5.盐酸标准溶液
(1)玻璃管2的作用________________。
(2)样品中产品纯度的表达式________________。
(不用化简)
(3)下列实验操作可能使氨含量测定结果偏低的原因是_________________
A.滴定时未用NaOH标准溶液润洗滴定管
B.滴定过程中选用酚酞作指示剂
C.读数时,滴定前平视,滴定后俯视
D.取下接收瓶前,未用蒸馏水冲洗插入接收瓶中的导管外壁
E.由于操作不规范,滴定前无气泡,滴定后滴定管中产生气泡
【来源】河北省衡水中学2020届高三下学期一调理综化学试题
【答案】反应中硫酸过量,在浓缩过程中,稀硫酸变浓,浓硫酸的吸水性使CuSO4·5H2O 失去结晶水变为CuSO4 Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O 减压设备水(H2O)
2Cu2++2NH3·H2O+SO42-=Cu2(OH)2SO4+2NH4+加入乙醇或醇析 Cu(NH3)4SO4·H2O晶体难
溶于乙醇,能溶于水平衡气压,防止堵塞和倒吸
-1
12
1.2310(V-V)
100%
4m
⨯⨯
⨯ AB
【解析】
【分析】
I.(1) 得到的为硫酸铜和硫酸溶液,浓缩时,硫酸变浓,具有吸水性;
(2) 双氧水与铜、稀硫酸反应生成硫酸铜和水;
(3) 过氧化氢受热易分解,故采用减压蒸馏的方式;
Ⅱ.(1) 硫酸铜与NH3•H2O反应生成Cu2(OH)2SO4,据此书写离子方程式;
(2) 根据Cu(NH3)4SO4•H2O可溶于水,难溶于乙醇分析;
Ⅲ. (1) 玻璃管2起到了平衡气压的作用;
(2)根据关系式计算;
(3) 氨含量测定结果偏低,说明中和滴定时消耗氢氧化钠溶液体积V2偏大。
【详解】
I.(1) 得到的为硫酸铜和硫酸溶液,浓缩时,硫酸变浓,浓硫酸具有吸水性,使CuSO4·5H2O 失去结晶水变为CuSO4,可使固体变为白色;
(2) Cu在H2O2作用下与稀硫酸反应生成硫酸铜,该反应的化学方程式为:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;
(3) 过氧化氢受热易分解,故采用减压蒸馏的方式,则B处增加一个减压设备,馏出物为H2O;
II.(1) 浅蓝色沉淀的成分为Cu2(OH)2SO4,反应的离子方程式为:2Cu2++2NH3·H2O+SO42-=Cu2(OH)2SO4+2NH4+;
(2) 由题中信息,Cu(NH3)4SO4·H2O晶体难溶于乙醇,可溶于水,故加入乙醇(或醇析)可从深蓝色溶液中析出深蓝色晶体;
Ⅲ. (1) 装置中长导管可起到平衡气压,防止堵塞和倒吸;
(2)与氨气反应的
n(HCl)=10−3V1L×0.500mol⋅L−1−0.500mol⋅L−1×10−3V2L=5×10−4(V1−V2)mol,根据NH3~HCl
可知,n(NH3)=n(HCl)=5×10−4(V1−V2)mol,则n[Cu(NH3)4SO4·H2O]=1
4
n(NH3)=
1
4
×5×10−4(V1−V2)mol,样品中产品纯度的表达式为:
()41215
10mol 246g/mol 4g
V V m -⨯⨯-⨯×100%=-1121.2310(V -V )4m ⨯⨯×100%; (3) A .滴定时未用NaOH 标准溶液润洗滴定管,浓度偏低,则V 2偏大,氨含量偏低,故A 正确;
B .滴定过程中选用酚酞作指示剂,滴定终点时溶液呈碱性,消耗NaOH 溶液体积偏大,测定的氨含量偏低,故B 正确;
C .读数时,滴定前平视,滴定后俯视,导致V 2偏小,则含量偏高,故C 错误;
D .取下接收瓶前,未用蒸馏水冲洗插入接收瓶中的导管外壁,导致盐酸偏少,需要的氢氧化钠偏少,则V 2偏小,含量偏高,故D 错误;
E .由于操作不规范,滴定前无气泡,滴定后滴定管中产生气泡,导致消耗氢氧化钠溶液体积V 2偏小,测定的氨含量偏高,故E 错误;
故答案选AB 。
3.自20世纪60年代以后,人们发现了120多种含铁硫簇(如22Fe S 、44Fe S 、87Fe S 等)的酶和蛋白质。
它是存在于生物体的最古老的生命物质之一。
某化学兴趣小组在研究某铁硫簇结构的组成时,设计了下列实验:
实验一:测定硫的质量:
(1)连接装置,请填写接口顺序:b 接____________________
(2)检查装置的气密性,在A 中放入0.4g 铁硫簇的样品(含有不溶于水和盐酸的杂质),在B 中加入品红溶液,在C 中加入30mL 0.1mol/L 的酸性4KMnO 溶液.
(3)通入空气并加热,发现固体逐渐转变为红棕色.
(4)待固体完全转化后,取C 中的4KMnO 溶液3mL ,用0.1mol/L 的碘化钾()10%溶液进行滴定。
记录数据如下:
滴定次数 待测溶液体积/mL
消耗碘化钾溶液体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度 1
3.00 1.00 7.50 2
3.00 1.02 6.03 3 3.00 1.00
5.99
实验二:测定铁的质量:
取实验Ⅰ中A 的硬质玻璃管中的残留固体加入稀盐酸中,充分搅拌后过滤,在滤液中加入足量的NaOH 溶液,过滤后取滤渣,经灼烧得0.32g 固体.试回答下列问题:
(1)检查“实验一”中装置A 的气密性的方法是_________
(2)滴定终点的判断方法是_________
(3)装置B 中品红溶液的作用是_______.有同学提出,撤去B 装置,对实验没有影响,你的看法是______(选填“合理”或“不合理”),理由是_________
(4)用KI 溶液滴定4KMnO 溶液时发生反应的离子方程式为_________
(5)请计算这种铁硫簇结构的化学式_________
(6)下列操作,可能引起x y :偏大的是_________
a.滴定剩余4KMnO 溶液时,KI 溶液滴到锥形瓶外边一滴
b.配制KI 溶液时,定容时俯视刻度线
c.用碘化钾溶液滴定剩余4KMnO 溶液时,滴定前有气泡,滴定后无气泡
d.实验二中,对滤渣灼烧不充分
【来源】2020届高三化学二轮冲刺新题专练——物质性质的探究式实验
【答案】b 接()efdc g (g 写不写都对) 在导管b 接上长导管,把末端插入水槽中,关闭活塞,用酒精灯微热硬质试管A ,导管长导管口有气泡产生,撤去酒精灯,导管形成一段水柱,说明装置气密性良好 加入最后一滴KI 溶液,溶液紫色褪去,且半分钟不恢复为紫色 检验二氧化硫是否被酸性高锰酸钾完全吸收 合理 若B 中高锰酸钾溶液的紫色不褪
去,说明二氧化硫被吸收完全 24222MnO 16H 10I 2Mn 5I 8H O -+-+++===++
45Fe S acd
【解析】
【分析】
铁硫簇的样品在装置中与O 2反应,得到SO 2,测点SO 2的含量,用酸性高锰酸钾吸收,再用品红溶液检查SO 2是否吸收完全,再接尾气吸收。
【详解】
实验一:(1)用高锰酸钾吸收二氧化硫,用品红证明二氧化硫吸收完全,最后用氢氧化钠吸收尾气,接口顺序:b 接()efdc g (g 写不写都对),故答案为:b 接()efdc g (g 写不写都对);
实验二:(1)先形成一密闭体系,利用加热膨胀法检查装置气密性,故答案为:在导管b 接上长导管,把末端插入水槽中,关闭活塞,用酒精灯微热硬质试管A ,导管长导管口有气泡产生,撤去酒精灯,导管形成一段水柱,说明装置气密性良好;
(2)碘化钾使高锰酸钾溶液褪色,故答案为:加入最后一滴KI 溶液,溶液紫色褪去,且半分钟不恢复为紫色;
(3)品红是检验二氧化硫是否被酸性高锰酸钾完全吸收;也可省去品红装置,因可以根据高锰酸钾颜色变化来确定是否完全吸收,若B 中高锰酸钾溶液的紫色不褪去,说明二氧化硫被吸收完全,故答案为:检验二氧化硫是否被酸性高锰酸钾完全吸收;合理;若B 中高锰
酸钾溶液的紫色不褪去,说明二氧化硫被吸收完全;
(4)高锰酸酸根被还原为锰离子,碘离子被氧化为碘单质,故答案为:
24222MnO 16H 10I 2Mn
5I 8H O -+-+++=++; (5)第一次滴定,草酸溶液的体积与第2、3次相差太大,应舍去,取第2、3次的平均值计算标准溶液的体积为5.00mL ,根据化学方程式:
2422 2MnO 16H 10I 2Mn
5I 8H O -+-+++===++知剩余的高锰酸钾是345.00100.1510mol --⨯⨯÷=,加入了30mL ,只取了3mL ,所以共剩余高锰酸钾310mol -;所以参加反应的高锰酸钾是3330.00100.1100.002mol --⨯⨯-=;再根据关系式422MnO 5SO -
~计算生成二氧化硫()2n SO 0.005mol =,取实验Ⅰ中A 的硬质玻璃管中的残留固体加入稀盐酸中,充分搅拌后过滤,在滤液中加入足量的NaOH 溶液,过滤后取滤渣,经灼烧得0.32g 固体,固体是23Fe O ,计算()n Fe 0.3216020.004=÷⨯=,利用铁元素和硫元素守恒知()n Fe :()n S 4=:5,确定x y Fe S 的化学式为:45,Fe S ,故答案为:45Fe S ;
(6)a.滴定剩余4KMnO 溶液时,KI 溶液滴到锥形瓶外边一滴则标准液偏多,计算时导致硫元素偏少,比值偏大;
b.配制KI 溶液时,定容时俯视刻度线,会使浓度偏大,导致剩余高锰酸钾偏小,硫偏多,比值偏小;
c.用碘化钾溶液滴定剩余4KMnO 溶液时,滴定前有气泡,滴定后无气泡导致标准液体用量偏大,剩余的高锰酸钾偏多,计算的硫元素偏少,比值偏大;
d.实验二中,对滤渣灼烧不充分会计算的铁元素偏多,比值偏大;
acd 正确,故答案为:acd 。
4.滴定法是一种重要的定量分析方法,应用范围很广。
(1)下图是用0.100 0 mol·L -1的盐酸滴定某未知浓度的NaOH 溶液的示意图和某次滴定前、后盛放盐酸的滴定管中液面的位置。
请回答下列问题:
①仪器A 的名称是____________。
②盐酸的体积读数:滴定后读数为________mL 。
(2)玉溪市场上销售的“白象牌”食用精制盐包装袋上有如下部分说明: 产品等级 一级
某学生拟测定食用精制盐的碘(KIO3)含量,其步骤:
a.准确称取W g食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解;
b.用稀硫酸酸化所得溶液,加入足量KI溶液,使KIO3与KI反应完全;
c.加入指示剂,逐滴加入物质的量浓度为2.0×10-3 mol·L-1的Na2S2O3溶液10.0 mL,恰好反应完全(I2+2S2O32-===2I-+S4O62-)。
①c中指示剂是_______________,判断c中恰好完全反应所依据的现象是___________。
②写出步骤b的离子方程式_____________________。
③b中反应所产生的I2的物质的量是________ mol。
④根据以上实验和包装袋说明,算得所测食用精制盐的碘含量是(以含W的代数式表
示)_______mg·kg-1。
⑤若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失,则测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
【来源】云南省玉溪第一中学2019-2020学年高二上学期第二次月考化学试题
【答案】酸式滴定管 22.80 淀粉溶液由蓝色变为无色,且半分钟不褪色 IO3-+5I-+6H+===3I2+3H2O 1.0×10-5 1270/3W 偏高
【解析】
【分析】
(1)①根据仪器的结构来分析;
②根据滴定管的结构与精确度为0.01mL;
(2)①淀粉遇碘单质变蓝;
②用稀硫酸酸化所得溶液,加入足量KI溶液,使KIO3与KI反应完全,根据题意写出方程式;
(3)由IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O、I2+2S2O32-=2I-+S4O62-可知,存在IO3-~6S2O32-,以此计算。
【详解】
(1)①该滴定管的下端是玻璃活塞,所以仪器的名称为酸式滴定管,
故答案为:酸式滴定管;
②滴定前,滴定管中的液面读数为0.80mL,滴定后,滴定管中的液面读数为22.80mL,故答案为: 22.80;
(2)①c中加入的指示剂可选用淀粉,恰好完全反应时的现象是溶液由蓝色恰好变为无色,且30s内不恢复,
故答案为:淀粉;溶液由蓝色恰好变为无色,且30s内不恢复;
②用稀硫酸酸化所得溶液,加入足量KI溶液,使KIO3与KI反应完全,根据加入的物质和题意可以写出方程式是IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O
故答案为:IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O;
③加入物质的量浓度为2.0×10-3mol•L-1的Na2S2O3溶液10.0mL,恰好反应完全,由I2+
2S2O32-===2I-+S4O62-),可知碘单质的物质的量是Na2S2O3的一半,即是2.0×10-3mol•L-
1×0.01L=1.0×10-5;
故答案为:1.0×10-5;
④IO3-~6S2O32-可知,则所测食用精制盐的碘含量是
2.0×10-3mol/L×0.01L×1/6×127g/mol×1000mg÷(w×10-3)= 1270/3W
故答案为:1270/3W
⑤若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失,使消耗标准液的体积偏大,测的结果偏高,
故答案为:偏高。
5.烟道气的主要成分为粉尘、空气、H2O、NO x,其中NO x是主要的大气污染物之一,为
了监测某工厂烟道气中NO x含量,采集标准状况下50.00 L烟道气样经除尘、干燥后缓慢通
入适量酸化的H2O2溶液中,使NO x完全被氧化为NO3−,除去多余的H2O2并加水稀释至
100.00 mL。
量取20.00 mL该溶液,加入30.00 mL 0.01000 mol·L−1FeSO4标准溶液(过
量),充分反应后,用0.001000 mol·L−1 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗K2Cr2O7溶液
10.00 mL。
滴定过程中发生如下反应:
Fe2+ + NO3− + H+ —NO↑ + Fe3+ + H2O (未配平)
2-
Cr O+ Fe2+ + H+ — Cr3+ + Fe3++ H2O (未配平)
27
(1)NO被H2O2氧化为NO3−的离子方程式是_________。
(2)配制100mL 0.001000 mol·L−1 K2Cr2O7标准溶液时,除需用到烧杯、量筒、玻璃棒外,
还需用到的玻璃仪器有_________、_________。
(3)若FeSO4标准溶液部分变质,会使NO x含量测定结果_________(填“偏高” 、“偏低”
或“无影响”)。
(4)标准状况下该工厂烟道气中NO x(折合成NO2)的含量为_________mg·m−3(写出计
算过程)。
【来源】江苏省无锡市2019-2020学年高三上学期期中调研考试化学试题
【答案】2NO+3H2O2=2H++2NO+2H2O 胶头滴管 100mL容量瓶偏高 368 mg·m−3
【解析】
【分析】
(1)NO被H2O2氧化为NO3−,H2O2被还原为H2O,据此写出反应的离子方程式;
(2)配制一定浓度的溶液,需用到烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶,据此进行解答。
(3)若FeSO4标准溶液部分变质,则消耗K2Cr2O7溶液的体积减小,计算时求得NO3-的物
质的量增大,会使NO x含量测定结果偏高;
(4)根据2-
Cr O+6 Fe2+ + 14H+ =2Cr3+ + 6Fe3++7 H2O、3Fe2+ + NO3− + 4H+ = NO↑ + 3Fe3+ +2 27
H2O反应中各量之间的关系进行计算。
【详解】
(1)NO 被H 2O 2氧化为NO 3−,H 2O 2被还原为H 2O ,反应的离子方程式是2NO +3H 2O 2=2H ++2NO +2H 2O ;
答案为:2NO +3H 2O 2=2H ++2NO +2H 2O ;
(2)配制100mL 0.001000 mol·
L −1 K 2Cr 2O 7标准溶液时,除需用到烧杯、量筒、玻璃棒外,还需用到的玻璃仪器有胶头滴管、100mL 容量瓶;
答案为:胶头滴管、100mL 容量瓶;
(3)若FeSO 4标准溶液部分变质,则消耗K 2Cr 2O 7溶液的体积减小,计算时求得NO 3-的物质的量增大,会使NO x 含量测定结果偏高;
答案为:偏高;
(4)根据反应2-27Cr O +6 Fe 2+ + 14H + =2Cr 3+ + 6Fe 3++7 H 2O
1mol 6mol
5×10-5mol 3×10-4mol
3Fe 2+ + NO 3− + 4H + = NO↑ + 3Fe 3+ +2 H 2O
3mol 1mol
15×10-4mol-3×10-4mol 4×10-4mol
标准状况下该工厂烟道气中NO x (折合成NO 2)的含量为
433341046/10/5010mol g mol mg g m
-⨯⨯⨯⨯=368mg·m −3; 答案为:368。
6.环己烯是重要的化工原料。
其实验室制备流程如下:
回答下列问题:
Ⅰ.环己烯的制备与提纯
(1)原料FeCl 3·
6H 2O 中若含FeCl 2杂质,检验方法为:取一定量的该样品配成溶液,加入__________ (填化学式) 溶液,现象为__________。
(2)操作1的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。
①浓硫酸也可作该反应的催化剂,选择FeCl 3·
6H 2O 而不用浓硫酸的原因为___(填序号)。
a 浓硫酸易使原料碳化并产生SO 2
b FeCl 3·6H 2O 污染小、可循环使用,符合绿色化学理念
c 同等条件下,用FeCl 3·6H 2O 比浓硫酸的平衡转化率高
②仪器B 的作用为____________。
(3)下列玻璃仪器中,操作2中需使用的有________(填标号)。
(4)将操作3(蒸馏)的步骤补齐:安装蒸馏装置,加入待蒸馏的物质和沸石,________(填序号)。
①弃去前馏分,收集83℃的馏分②加热③通冷凝水
Ⅱ.环己烯含量的测定
在一定条件下,向a g 环己烯样品中加入b mol Br 2。
充分反应后,向所得溶液中加入足量的KI ,再用c mol/L 的Na 2S 2O 3标准溶液滴定该溶液,终点时消耗Na 2S 2O 3标准溶液v mL (以上数据均已扣除干扰因素)。
[已知:2223246I 2Na S O 2NaI Na S O +=+]
(5)滴定所用指示剂为____________。
样品中环己烯的质量分数为____________(用字母表示)。
(6)上述滴定完成后,若滴定管尖嘴处留有气泡会导致最终测定的环己烯含量偏__________。
(填“高”或“低”)
【来源】山东省实验中学东校区2020届高三10月阶段性检测化学试题
【答案】K 3[Fe(CN)6] 出现蓝色沉淀 ab 减少环己醇的蒸出 ad ③② ① 淀粉溶液 cv (b-)822000
a
⨯ 高 【解析】
【分析】
环己醇发生消去反应生成环己烯和水,环己烯不溶于水,饱和食盐水溶解环己醇、氯化铁,然后分液得到的水相中含有环己醇、氯化铁,得到的有机相中含有环己烯,然后干燥、过滤、蒸馏得到环己烯;
(1)亚铁离子通常用K 3[Fe(CN)6]溶液检验;
(2)①浓硫酸具有强氧化性,能氧化原料,且FeCl 3•6H 2O 污染小、可循环使用; ②仪器B 能冷凝回流环己醇;
(3)操作2为分液,根据分液操作方法分析所需仪器;
(4)将操作3为蒸馏,结合蒸馏操作方法分析;
(5)碘遇淀粉溶液变蓝色,所以可以用淀粉溶液检验碘;②Br 2+2KI ═I 2+2KBr 、
③I 2+2Na 2S 2O 3═2NaI+Na 2S 4O 6得关系式Br 2~I 2~2Na 2S 2O 3,则与KI 反应的n(Br 2)=12n(Na 2S 2O 3)=12×cv×10﹣3 mol ,所以与环己烯反应的n(Br 2)=(b ﹣12
×cv×10﹣3 )mol ,根据
得n(环己烯)=(b ﹣12×cv×10﹣3 )mol ,m(环己烯)=(b ﹣12×cv×10﹣3 )mol×82g/mol ,结合环己烯质量分数=实际产量理论产量
计算; (6)若滴定管尖嘴处留有气泡,读出的Na 2S 2O 3标准溶液体积偏小,计算出的环己烯的物质的量偏大,测定结果偏高。
【详解】
环己醇发生消去反应生成环己烯和水,环己烯不溶于水,饱和食盐水溶解环己醇、氯化铁,然后分液得到的水相中含有环己醇、氯化铁,得到的有机相中含有环己烯,然后干燥、过滤、蒸馏得到环己烯;
(1)原料FeCl 3•6H 2O 中若含FeCl 2杂质,检验方法为:取一定量的该样品配成溶液,加入K 3[Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀,证明含FeCl 2杂质;
(2)①a .浓硫酸具有强氧化性,易使原料炭化并产生SO 2,从而降低环己烯产率,故a 正确;
b .FeCl 3•6H 2O 污染小、可循环使用,符合绿色化学理念,故b 正确;
c .催化剂只影响反应速率不影响平衡移动,所以催化剂不影响产率,故c 错误; 故答案为:ab ;
②仪器B 能冷凝回流环己醇,可减少环己醇的蒸出,从而提高环己醇利用率;
(3)操作2用于分离互不相溶的液体,操作方法为分液,分液用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯,不属于容量瓶和坩埚,故选ad ,故答案为:ad ;
(4)将操作3(蒸馏)的步骤范围:安装蒸馏装置,加入待蒸馏的物质和沸石,通冷凝水、加热,弃去前馏分,收集83℃的馏分,故答案为:③②①;
(5)碘遇淀粉溶液变蓝色,所以可以用淀粉溶液检验碘,所以选取的试剂为淀粉溶液;②Br 2+2KI ═I 2+2KBr 、③I 2+2Na 2S 2O 3═2NaI+Na 2S 4O 6得关系式Br 2~I 2~2Na 2S 2O 3,则与KI 反应的n(Br 2)=
12n(Na 2S 2O 3)=12×cv×10﹣3 mol ,所以与环己烯反应的n(Br 2)=(b ﹣12×cv×10﹣3 )mol ,根据得n(环己烯)=(b ﹣12
×cv×10﹣3 )mol ,m(环己烯)=(b ﹣12×cv×10﹣3 )mol×82g/mol ,环己烯质量分数为:311082/2-⎛⎫-⨯⨯⨯ ⎪⎝⎭b cv g mol ag
=822000⎛⎫-⨯ ⎪⎝⎭
cV b a
; (6)上述滴定完成后,若滴定管尖嘴处留有气泡,导致读出的标准液体积偏小,计算出的标
准液体积v 偏小,根据环己烯的质量分数822000⎛⎫-⨯ ⎪⎝⎭
cV b a
可知,最终测定的环己烯含量偏高。
7.某化学兴趣小组欲探究含硫物质的性质及制备。
(探究一)选用下面的装置和药品探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱:
(1)装置A中盛固体的玻璃仪器名称是____,装置A中反应的离子化学方程式为
_________。
(2)装置连接顺序为A__________,其中装置C的作用是_________,通过现象_______,即可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸。
(探究二)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248g/mol)可用作定影剂、还原剂。
回答下列问题:
(3)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。
测定步骤如下:
①溶液配制:称取1.2000g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在烧杯中溶解,完全溶解后,全部转移至100mL容量瓶中,再定容至凹液面与刻度线相平。
②滴定:取0.00950mol·L−1的K2Cr2O7标准溶液20.00mL,硫酸酸化后加入过量KI,发生反应:Cr2O72−+6I−+14H+=3I2+2Cr3++7H2O。
然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应:I2+2S2O32−=S4O62−+2I−。
加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,当______即为终点。
平行滴定3次,样品溶液的平均用量为24.80mL,则样品纯度为______%(保留1位小数)。
(4)Na2S2O3常用于脱氯剂,在溶液中易被氯气氧化为SO42-,该反应的离子方程式为
________。
【来源】广东省揭阳市第三中学2020届高三上学期第三次月考理综化学试题
【答案】圆底烧瓶 CaSO3+2H+=Ca2++SO2↑+H2O CBEDF 除去HCl气体装置D中品红溶液不褪色,F中出现白色沉淀滴入最后一滴硫代硫酸钠溶液,溶液蓝色褪去,且半分钟后不复原 95.0 S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+
【解析】
【分析】
(1)装置A中盛固体的玻璃仪器名称是圆底烧瓶,装置A中稀盐酸和亚硫酸钙发生复分解反应生成氯化钙、二氧化硫和水;
(2)利用强酸制取弱酸原理检验,因为二氧化硫具有还原性、次氯酸钙具有氧化性,所以二者易发生氧化还原反应,不能直接将二氧化硫气体通入F装置中,应该向将二氧化硫转化为二氧化碳气体,然后用强氧化性物质吸收二氧化硫,然后二氧化硫检验是否除尽,再将气体通入漂白粉溶液中,通过实验现象判断碳酸与次氯酸酸性强弱判断;
(3)用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应:I2+2S2O32-=S4O62-+2I-。
加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定到反应终点,碘单质反应后溶液蓝色褪去且半分钟不变,结合化
学方程式定量关系计算,Cr2O72-+6I-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O,I2+2S2O32-=S4O62-+2I-,得到
Cr2O72-~3I2~6S2O32-,据此计算;
(4)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO42-,氯气被还原生成氯离子。
【详解】
(1)装置A中盛固体的玻璃仪器名称是圆底烧瓶,装置A中稀盐酸和亚硫酸钙发生复分解反应生成氯化钙、二氧化硫和水,反应方程式为CaSO3+2HCl=CaCl2+SO2↑+H2O,对应离子反应方程式为CaSO3+2H+=Ca2++SO2↑+H2O;
(2)A装置制取二氧化硫,因为盐酸具有挥发性,所以生成的二氧化硫中含有HCl,C除去挥发的HCl得到较纯净的二氧化硫,B将二氧化硫转化为二氧化碳,E吸收未反应的二氧化硫,D检验二氧化硫是否除尽,最后将得到的二氧化碳通入漂白粉溶液中,如果产生白色沉淀,说明碳酸酸性大于次氯酸,所以装置排列顺序为:A、C、B、E、D、F,其中装置C 的作用是除去HCl气体,通过现象装置D中品红溶液不褪色,F中出现白色沉淀,即可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸;
(3)取0.00950mol•L-1的K2Cr2O7标准溶液20.00mL,硫酸酸化后加入过量KI,发生反应:Cr2O72-+6I-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O.然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应:I2+2S2O32-=S4O62-+2I-。
加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,到反应终点,碘单质反应后溶液蓝色褪去且半分钟不变,说明反应到达滴定终点,平行滴定3次,样品溶液的平均用量为24.80mL;结合化学方程式定量关系计算,Cr2O72-+6I-+14H+=3I2+2Cr3++7H2O,
I2+2S2O32-=S4O62-+2I-,得到:
Cr2O72-~~~3I2~~~6S2O32-
16
0.0095mol/L×0.02L n
样品溶液的平均用量为24.80mL,溶液中硫代硫酸根离子物质的量
n=0.0095mol/L×0.02L×6=0.00114mol,配制100mL溶液中n(S2O32-
)=0.00114mol×100ml
24.8ml
=0.0046mol,则样品纯度
=0.0046mol248g/mol
1.200g
×100%=95.0%;
(4)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO42-,氯气被还原生成氯离子,离子方程式为S2O32-+4Cl2+5H2O=2SO42-+8Cl-+10H+。
【点睛】
明确实验原理是解题关键,常见设计制备实验方案的一般思路是:①列出可能的几种制备方法和途径;②从方法是否可行、装置和操作是否简单、经济与安全等方面进行分析和比较;③从中选取最佳的实验方法。
在制定具体的实验方案时,还应注意对实验条件进行严格、有效的控制。
8.三氯化硼(BCl3)是一种重要的化工原料,实验室制备BCl3的原理为:
B 2O3+3C+3Cl22BCl3+3CO。
某实验小组利用干燥的氯气和下列装置(装置可重复使用)制备BCl3并验证反应中有CO生成。
(已知:BCl3极易水解,其熔点为-107.3℃,沸点为。