2020-2021备战高考化学专题复习化水溶液中的离子平衡的综合题含详细答案
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2020-2021备战高考化学专题复习化水溶液中的离子平衡的综合题含详细答案
一、水溶液中的离子平衡
1.草酸铵[(NH4)2C2O4]为无色柱状晶体,不稳定,受热易分解,可用于测定Ca2+、Mg2+的含量。
I.某同学利用如图所示实验装置检验草酸铵的分解产物。
(l)实验过程中,观察到浸有酚酞溶液的滤纸变红,装置B中澄清石灰水变浑浊,说明分解产物中含有____(填化学式);若观察到____,说明分解产物中含有CO2草酸铵分解的化学方程式为____。
(2)反应开始前,通人氮气的目的是____。
(3)装置C的作用是 ____。
(4)还有一种分解产物在一定条件下也能还原CuO,该反应的化学方程式为 _____。
Ⅱ.该同学利用草酸铵测定血液中钙元素的含量。
(5)取20. 00mL血液样品,定容至l00mL,分别取三份体积均为25. 00mL稀释后的血液样品,加入草酸铵,生成草酸钙沉淀,过滤,将该沉淀溶于过量稀硫酸中,然后用0.
0l00mol/LKMnO4溶液进行滴定。
滴定至终点时的实验现象为____。
三次滴定实验消耗KMnO4溶液的体积分别为0.43mL,0.4lmL,0.52mL,则该血液样品中钙元素的含量为
__________ mmol/L。
【来源】东北三省三校2020届高三第一次联合模拟考试理综化学试题
【答案】NH3、CO2 E中黑色固体变红,F中澄清石灰水变浑浊
(NH4)2C2O42NH3↑+CO2↑+CO↑+H2O 排尽装置中的空气充分吸收CO2,防止干扰CO 的检验 2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O 因最后一滴KMnO4溶液的滴入,溶液变为粉红色,且半分钟内不褪去 2.1
【解析】
【分析】
(l)按实验过程中观察到现象,推测分解产物并书写草酸铵分解的化学方程式;
(2)氮气驱赶装置内原有气体,从空气对实验不利因素来分析;
(3)由所盛装的物质性质及实验目的推测装置C的作用;
(4)从分解产物中找到另一个有还原性的物质,结合氧化还原反应原理写该反应的化学方程式;
Ⅱ.(5)三次平行实验,计算时要数据处理,结合关系式进行计算;
【详解】
(l)实验过程中,观察到浸有酚酞溶液的滤纸变为红色说明分解产物中含有氨气,装置B 中澄清石灰水变浑浊,说明分解产物中含有二氧化碳气体;若观察到装置E 中氧化铜由黑色变为红色,装置F 中澄清石灰水变浑浊,说明分解产物中含有CO ;
答案为:NH 3;CO 2 ; E 中黑色固体变红,F 中澄清石灰水变浑浊;
草酸铵分解产生了CO 2、NH 3、CO ,结合质量守恒定律知,另有产物H 2O ,则草酸铵分解的化学方程式为(NH 4)2C 2O 4===∆2NH 3↑+CO 2↑+CO↑+H 2O ;
答案为:(NH 4)2C 2O 4===∆2NH 3↑+CO 2↑+CO↑+H 2O ;
(2)反应开始前,通人氮气的目的是排尽装置中的空气,避免CO 与空气混合加热发生爆炸,并防止空气中的CO 2干扰实验;
答案为:排尽装置中的空气;
(3) 装置E 和F 是验证草酸铵分解产物中含有CO ,所以要依次把分解产生的CO 2、气体中的水蒸气除去,所以装置C 的作用是:吸收CO 2,避免对CO 的检验产生干扰;
答案为:充分吸收CO 2,防止干扰CO 的检验;
(4)还有一种分解产物在一定条件下也能还原CuO ,那就是氨气,NH 3也会与CuO 反应,其产物是N 2和水,该反应的化学方程式为2NH 3+3CuO ===一定条件3Cu+N 2+3H 2O ;
答案为:2NH 3+3CuO ===一定条件3Cu+N 2+3H 2O ;
(5)草酸钙沉淀溶于过量稀硫酸中得到草酸,用0. 0l00mol/LKMnO 4溶液进行滴定,反应为-
+2+4224222MnO +5H C O +6H =2Mn +10CO +8H O ↑,滴定至终点时,因最后一滴
KMnO 4溶液的滴入,溶液变为粉红色,且半分钟内不褪去;
答案为:因最后一滴KMnO 4溶液的滴入,溶液变为粉红色,且半分钟内不褪去; 三次滴定实验消耗KMnO 4溶液的体积分别为0.43mL ,0.4lmL ,0.52mL ,应舍弃0.52mL ,误差较大,则平均体积为0.42mL ,滴定反应为
-
+2+4224222MnO +5H C O +6H =2Mn +10CO +8H O ↑,
-
4
224132242MnO ~5H C O 2mol
5mol 0.0100mol L 0.4210L (H C O )
n --⋅⨯⨯; 224(H C O )n =1.05×10−5mol ,所以20mL 血液样品中含有的钙元素的物质的量为
55100mL 1.0510mol=4.210mol 25mL --⨯⨯⨯,即4.2×10−2mmol ,则该血液中钙元素的含量为234.210mmol 2.1mmol /L 2010L
--⨯=⨯; 答案为:2.1。
2.碳酸氢钠是重要的化工产品。
用标准盐酸溶液滴定可测定碳酸氢钠样品中碳酸氢钠含量。
已知碳酸氢钠受热易分解,且在250℃~270℃分解完全。
完成下列填空:
(1)测定碳酸氢钠含量的实验步骤:用电子天平称取碳酸氢钠样品(准确到_____g ),加
入锥形瓶中,加入使之完全溶解;加入甲基橙指示剂,用标准盐酸溶液滴定。
当滴定至溶液由_____色变为_____色,半分钟不变色为滴定终点,记录读数。
该实验不能用酚酞作指示剂的原因是_____。
(2)若碳酸氢钠样品质量为0.840g,用0.5000mol/L的标准盐酸溶液滴定至终点,消耗标准盐酸溶液19.50mL。
样品中NaHCO3的质量分数为_____(保留3位小数)。
(3)如果滴定尖嘴部分在滴定过程中出现气泡,且滴定终点读数时气泡未消失,会导致测定结果____(选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)。
(4)碳酸氢钠样品含有少量水分(<0.5%)和氯化钠。
以下是测定碳酸氢钠样品中水分的实验方案(样品中NaHCO3含量已知)。
①在恒重的坩埚中称取碳酸氢钠样品,样品和坩埚的质量为m1g。
②将样品和坩埚置于电热炉内,在250℃~270℃加热分解至完全,经恒重,样品和坩埚的质量为m2g。
③……。
该实验方案中,质量差(m1-m2)是_____的质量。
若所称取样品中NaHCO3的质量为
m3g,则样品中水分的质量m=_____(用含m、m1、m2的代数式表示)。
【来源】上海大学附属中学2018-2019学年高三下学期第一次月考化学试题
【答案】0.001 黄橙滴定终点溶液呈弱酸性,酚酞的变色范围为8-10,无法准确判断滴定终点 0.975 偏低碳酸氢钠分解生成的CO2、H2O和样品中的含有的水分 m1-m2-3
31m
84
【解析】
【分析】
(1)电子天平能准确到小数点后三位;碳酸氢钠的溶液中滴加甲基橙指示剂,溶液呈黄色;而弱酸性的溶液中滴加甲基橙指示剂,溶液呈橙色;酚酞试液在pH≥8的溶液中才呈红色;
(2)根据NaHCO3~HCl,则n(NaHCO3)=n(HCl)计算;
(3)根据c(待测)=
()()
()
c V
V
⨯
标准标准
待测
分析不当操作对V(标准)的影响,以此判断浓度的误
差;
(4)由2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑可知加热前后固体质量减轻,主要是生成CO2气体和水蒸气;先计算出m3gNaHCO3分解生成的水和CO2的质量,再计算样品中含有的水分质量。
【详解】
(1)用电子天平称取碳酸氢钠样品能准确到0.001g;碳酸氢钠溶液中加入甲基橙指示剂,溶液呈黄色,用标准盐酸溶液滴定,当滴定至溶液由黄色变为橙色,半分钟不变色为滴定终点;因滴定终点溶液呈弱酸性,而酚酞试液的变色范围为8-10,用酚酞作指示剂将无法准确判断滴定终点;
(2)滴定至终点消耗0.5000mol/L的标准盐酸溶液19.50mL,则参加反应的HCl为
0.5000mol/L×0.01950L=0.00975mol ,根据NaHCO 3~HCl ,则n(NaHCO 3)=n(HCl),0.840g 样品中m(NaHCO 3)=0.00975mol×84g/mol=0.819g ,故样品中NaHCO 3的质量分数为0.819g 0.840g
=0.975; (3)滴定管尖嘴部分在滴定前没有气泡,滴定过程中出现气泡,且滴定终点读数时气泡未消失,导致消耗标准液偏小,则测定结果偏低;
(4)已知2NaHCO 3Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑,则该实验方案中,质量差(m 1-m 2)是碳酸氢钠分解生成的CO 2、H 2O 和样品中的含有的水分;称取样品中NaHCO 3的质量为m 3g ,则完全反应生成的碳酸钠质量为m 4g ,
323223
42NaHCO Na CO +CO +H O
168
106m m −−−→↑加热 m 4=3106168m g ,生成的水和CO 2的质量为m 3g - 3106168m g=3184
m 3g ,故所则样品中水分的质量m= m 1-m 2-
3184m 3g 。
【点睛】
滴定操作误差分析,注意利用公式来分析解答,无论哪一种类型的误差,都可以归结为对标准溶液体积的影响,然后根据c(待测)=()()()
c V V ⨯标准标准待测分析,若标准溶液的体积偏小,那么测得的物质的量的浓度也偏小;若标准溶液的体积偏大,那么测得的物质的量的浓度也偏大。
3.辉铜矿与铜蓝矿都是天然含硫铜矿,在地壳中二者常伴生存在。
现取一份该伴生矿样品,经检测后确定仅含Cu 2S 、CuS 和惰性杂质。
为进一步确定其中Cu 2S 、CuS 的含量,某同学进行了如下实验:
①取2.6g 样品,加入200.0mL0.2000mol·
L -1酸性KMnO 4溶液,加热(硫元素全部转化为
SO 42-),滤去不溶杂质;
②收集滤液至250mL 容量瓶中,定容;
③取25.00mL 溶液,用0.1000mol·
L -1FeSO 4溶液滴定,消耗20.00mL ; ④加入适量NH 4HF 2溶液(掩蔽Fe 3+和Mn 2+,使其不再参与其他反应),再加入过量KI 固体,
轻摇使之溶解并发生反应:2Cu 2++4I -=2CuI+I 2; ⑤加入2滴淀粉溶液,用0.1000mo1·
L -1Na 2S 2O 3溶液滴定,消耗30.00mL(已知:2S 2O 32-+I 2=S 4O 62-+2I -)。
回答下列问题:
(1)写出Cu 2S 溶于酸性KMnO 4溶液的离子方程式:___________;
(2)配制0.1000mol· L -1FeSO 4溶液时要用煮沸过的稀硫酸,原因是___________,配制过程中所需玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒、容量瓶外还有___________;
(3)③中取25.00mL待测溶液所用的仪器是___________;
(4)⑤中滴定至终点时的现象为___________;
(5)混合样品中Cu2S和CuS的含量分别为_________%、_________%(结果均保留1位小数)。
【来源】山东省济南市2019届高三模拟考试理科综合试题2019.3.29(化学部分)
【答案】Cu2S+2MnO4-+8H+=2Cu2++SO42-+2Mn2++4H2O 除去水中溶解的氧气,防止Fe2+被氧化胶头滴管(酸式)滴定管(或移液管)溶液由蓝色变为无色且半分钟内不恢复原色 61.5 36.9
【解析】
【分析】
由配制溶液的过程确定所需仪器,据滴定实验原理判断终点现象,运用关系式计算混合物的组成。
【详解】
(1)据题意,样品中的Cu、S元素被酸性KMnO4溶液分别氧化成Cu2+、SO42-,则Cu2S与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式Cu2S+2MnO4-+8H+=2Cu2++SO42-+2Mn2++4H2O。
(2)配制0.1000mol·L-1FeSO4溶液所用稀硫酸要煮沸,目的是除去水中溶解的氧气,防止
Fe2+被氧化;配制过程中所需玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管。
(3)步骤③中取25.00mL待测溶液(有未反应的酸性KMnO4溶液),所用仪器的精度应为0.01mL,故选酸式滴定管或移液管。
(4)步骤⑤用标准Na2S2O3溶液滴定反应生成的I2,使用淀粉作指示剂,终点时溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色。
(5)设2.6g样品中,Cu2S和CuS的物质的量分别为x、y,
据5Fe2+~MnO4-(5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O),样品反应后
剩余n(MnO4-)=0.1000mol·L-1×20.00×10-3L×1
5
×
250
25.00
=4.000×10-3mol
样品消耗n(MnO4-)=0.2000mo·L-1×200.0×10-3L-4.000×10-3mol=36.00×10-3mol
由Cu2S~2MnO4-和5CuS~8MnO4-(5CuS+8MnO4-+24H+=5Cu2++5SO42-+8Mn2++12H2O),得
2x+8
5
y=36.00×10-3mol
又据2Cu2+~I2~2S2O32-,得2x+y=0.1000mo1·L-1×30.00×10-3L×
250
25.00
=30.00×10-3mol
解方程组得x=y=0.01mol
故w(Cu2S)=0.01mol160g/mol
100%
2.6g
⨯
⨯=61.5%,
w(CuS)=0.01mol96g/mol
100%
2.6g
⨯
⨯=36.9%。
【点睛】
混合物的计算常利用方程组解决,多步反应用关系式使计算简化。
注意溶液体积的倍数关系,如本题中配制250mL溶液,只取出25.00mL用于测定实验。
4.砂质土壤分析中常用 Karl Fischer法是测定其中微量水含量,该方法是利用I2和SO2反应定量消耗水作为原理(假设土壤中其他成分不参加反应),据此回答下列问题:
(1)写出该反应的化学反应方程式:_______________________。
步骤I:反应样品中的水
下图是某同学在实验室模拟Karl Fischer法的实验装置图:
(2)装置连接的顺序为a→____________(填接口字母顺序);M仪器的名称为
________________,其在实验过程中的作用是:____________;
(3)操作步骤为:①连接装置并检查装置气密性,②装入药品,____________________;③关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞;④反应结束后,关闭分液漏斗活塞,继续通入N2 ,⑤取下D装置,···
步骤④中继续通入N2的目的是________________________________
步骤 II:测定剩余的碘
向反应后的D装置加入蒸馏水,过滤,充分洗涤,并合并洗涤液和滤液,将其配成250.00mL溶液,取 25.00mL 用0.20 mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定剩余的I2单质,已知反应如下:2S2O32-+I2=S4O62-+2I-。
(4)Na2S2O3标准液应装在_____________(填“酸式”、“碱式”)滴定管中;上述操作中,合并洗涤液和滤液的目的是__________________________;
(5)滴定实验重复四次得到数据如下:
实验①②③④
消耗的标准液的体积/mL18.3720.0519.9520.00
①若实验开始时,向D 装置中加入10.00 g土壤样品和10.16克I2(已知I2过量),则样品土壤中水的含量为_________%。
②若Na2S2O3标准液已部分氧化变质,则水含量测定结果将____________(填“偏高”、“ 偏低”或“不变”)。
【来源】【全国百强校】四川省成都市石室中学2019届第二次诊断性模拟测试化学试题【答案】SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI d→e→i→h→g→f→b→(c)长颈漏斗平衡内外气压,防止压强过大打开弹簧夹,通入氮气将装置中的SO2全部赶入B装置中吸收碱式使所有剩余的碘均进入滤液,测量结果更准确 7.2% 偏低
【解析】
【分析】
(1)利用I2和SO2反应定量消耗水,碘单质具有氧化性,二氧化硫具有还原性,二者在水中
发生氧化还原反应生成碘化氢和硫酸,据此写出反应的方程式;
(2)装置A是制备二氧化硫气体,装置B中的碱石灰可以吸收尾气,并防止外界水蒸气加入装置,应该在整套装置的最后,D装置应该为二氧化硫与样品反应的装置,进入该装置的二氧化硫需要用浓硫酸(E)干燥,C装置为安全瓶,因此装置的顺序为ACEDB,据此分析解答;
(3)操作步骤:①连接装置并检查装置气密性,②装入药品,打开弹簧夹,通入氮气,把装置内空气赶净,③关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞;④反应结束后,关闭分液漏斗活塞,继续通入N2 ,将装置中的SO2全部赶入B装置中吸收,据此分析解答;
(4)Na2S2O3水解显碱性;合并洗涤液和滤液,使所有剩余的碘进入滤液,据此分析解答;
(5)①实验过程中碘与二氧化硫反应后,剩余的碘用0.20 mol•L-1Na2S2O3标准液滴定,根据消耗的Na2S2O3求出剩余的碘,再根据(1)中的方程式求出消耗的水,最后求样品中水的含量;②若Na2S2O3标准液已部分氧化变质,消耗硫代硫酸钠溶液体积增大,测定剩余碘单质物质的量增大,据此分析判断。
【详解】
(1)碘单质具有氧化性,二氧化硫具有还原性,二者在水中发生氧化还原反应生成氢碘酸和硫酸,反应的化学方程式为:SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO4,故答案为SO2+I2+2H2O=2HI+H2SO4;
(2) 装置A是制备二氧化硫气体,装置B中的碱石灰可以吸收尾气,并防止外界水蒸气加入装置,应该在整套装置的最后,D装置应该为二氧化硫与样品反应的装置,进入该装置的二氧化硫需要用浓硫酸(E)干燥,C装置为安全瓶,因此装置的顺序为ACEDB,接口顺序为d→e→i→h→g→f→b→(c);根据图示,M为长颈漏斗,在实验过程中,可以起到平衡内外气压,防止压强过大的作用,故答案为d→e→i→h→g→f→b→(c);长颈漏斗;平衡内外气压,防止压强过大;
(3)操作步骤:①连接装置并检查装置气密性,②装入药品,打开弹簧夹,通入氮气,把装置内空气赶净,③关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞;④反应结束后,关闭分液漏斗活塞,继续通入N2 ,将装置中的SO2全部赶入B装置中吸收,⑤取下D装置,···,故答案为打开弹簧夹,通入氮气;将装置中的SO2全部赶入B装置中吸收;
(4)Na2S2O3水解显碱性,标准液应装在碱式滴定管中;上述操作中,合并洗涤液和滤液,可以使所有剩余的碘均进入滤液,测量结果更准确,故答案为碱式;使所有剩余的碘均进入滤液,测量结果更准确;
(5)①实验开始时,向D 装置中加入10.00克土壤样品和10.16克I2(已知I2过量),
n(I2)=
10.16
254/
g
g mol=0.04mol,向反应后的D装置加入蒸馏水,过滤,充分洗涤,并合并洗
涤液和滤液,将其配成250.00mL溶液,取 25.00mL 用0.20 mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定剩余I2单质,根据实验数据可知,实验①的误差较大,删除该数值,②③④实验消耗Na2S2O3溶
液的平均值=20.05+19.95+20.00
3
mL =20.00 mL,根据2S2O32-+I2=S4O62-+2I-,消耗碘单质物
质的量= n(Na2S2O3)×1
2
×
250
25
mL
mL
=
1
2
×0.0200L×0.20mol/L ×10=0.02mol,剩余I2物质的量
=0.04mol-0.02mol=0.02mol,即与二氧化硫反应的碘单质物质的量=0.04mol-
0.02mol=0.02mol ,消耗水为0.04mol ,土壤样品中水的含量=0.0418/10.00mol g mol g
⨯×100%=7.2%,故答案为7.2%; ②若Na 2S 2O 3 标准液已部分氧化变质,滴定过程中消耗的硫代硫酸钠溶液体积增大,测定剩余碘单质物质的量增大,则与二氧化硫反应的碘单质减少,反应的水的物质的量减小,计算得到水的含量偏低,故答案为偏低。
5.亚硝酰硫酸()4NOSO H 是染料、医药等工业的重要原料;溶于浓硫酸,可在浓硫酸存在时用2SO 和浓硝酸反应制得。
测定产品的纯度:准确称取1.5g 产品放入锥形瓶中,加入0.1000mol /L 、100.00mL 的4KMnO 溶液和足量稀硫酸,摇匀充分反应。
然后用0.5000mol/L 草酸钠标准溶液滴定,消耗草酸钠溶液的体积为30.00mL 。
已知:4422443242KMnO 5NOSO H 2H O K SO 2MnSO 5HNO 2H SO ++=+++ ①草酸钠与高锰酸钾溶液反应的离子方程式为_________。
②滴定终点的现象为____________。
③亚硝酰硫酸的纯度=________。
[保留三位有效数字,M(NOSO 4H)=127g/mol]
【来源】专题5.3化学计算(疑难突破)——巅峰冲刺2020年高考化学二轮专项提升
【答案】2MnO 4-+5C 2O 42-+16H +=2Mn 2++10CO 2↑+8H 2O 滴入最后一滴224Na C O 溶液后,溶液由浅紫色变为无色且半分钟颜色不恢复 84.67%
【解析】
【分析】
①高锰酸钾溶液在酸性溶液中氧化草酸钠生成二氧化碳,根据元素化合价变化和电子守恒、原子守恒配平书写离子方程式;
②用0.2500mol•L −1草酸钠标准溶液滴定过量的高锰酸钾溶液,溶液颜色变化是紫红色变为无色且半分钟不变说明反应达到终点;
③减缓滴定过程中草酸消耗高锰酸钾物质的量,得到2KMnO 4+5NOSO 4H +2H 2O =K 2SO 4+2MnSO 4+5HNO 3+2H 2SO 4,反应消耗高锰酸钾物质的量计算得到亚硝酰硫酸物质的量,据此计算纯度。
【详解】
①酸溶液中高锰酸钾和草酸钠发生氧化还原反应,生成二氧化碳,锰元素化合价+7价降低到+2价,电子转移5e −,碳元素化合价+3价变化为+4价,根据电子转移,电子守恒、原子守恒、电荷守恒配平得到离子方程式:2MnO 4-+5C 2O 42-
+16H +=2Mn 2++10CO 2↑+8H 2O ,
故答案为:2MnO 4-+5C 2O 42-+16H +=2Mn 2++10CO 2↑+8H 2O ;
②用0.2500mol•L −1草酸钠标准溶液滴定过量的高锰酸钾溶液,溶液颜色变化是紫红色变为无色且半分钟不变说明反应达到终点,故答案为:滴入最后一滴224Na C O 溶液后,溶液由浅紫色变为无色且半分钟颜色不恢复;
③-2-+2+424222MnO +
5C O +16H =2Mn +10CO +8H O 0.5mol/L 0.0305L 2
n ↑⨯
解得n =0.006mol ,
则与NOSO 4H 反应的高锰酸钾物质的量=0.1000mol•L −1×0.100L−0.006mol =0.004mol , 442244324
250.004mol 0.01m 2KMnO 5NOSO H 2H O K SO 2MnSO 5HNO 2H SO ol
++=+++, 亚硝酰硫酸的纯度=0.01mol 127g/mol 1.5g
⨯×100%=84.67%, 故答案为:84.67%.
【点睛】
滴定终点时,溶液的颜色变化是我们解题时的易错点。
在书写颜色变化时,我们可考虑暂不加入4NOSO H ,先定位过量KMnO
4本身的颜色,这样就可避免错误的发生。
6.FeCl 2具有独有的脱色能力,适用于印染、造纸行业的污水处理。
FeCl 3在加热条件下遇水剧烈水解。
FeCl 3和FeCl 2均不溶于C 6H 5Cl 、C 6H 4Cl 2、苯。
回答下列问题:
(1)由FeCl 3.6H 2O 制得干燥FeCl 2的过程如下:
i .向盛有FeCl 3.6H 2O 的容器中加入过量SOCl 2(液体,易水解),加热,获得无水FeCl 3。
ii .将无水FeCl 3置于反应管中,通入一段时间的氢气后再加热,生成FeCl 2。
①FeCl 3.6H 2O 中加入SOCl 2获得无水FeCl 3的化学方程式为__________________。
(已知该反应为非氧化还原反应)
②使用NH 4SCN 可以检验 ii 中FeCl 3是否含完全转化,请写出离子反应方程式
_____________。
(2)利用反应2FeCl 3 + C 6H 5Cl 2FeCl 2+ C 6H 4Cl 2 +HCl↑,制取无水FeCl 2。
在三颈烧瓶中加入无水氯化铁和过量的氯苯,控制反应温度在一定范围内加热3 h ,冷却、分离、提纯得到粗产品,实验装置如图。
(加热装置略去)
①仪器B 的名称是_________ ;C 的试剂名称是________。
②反应结束后,冷却实验装置A ,将三颈烧瓶内物质倒出,经______、_______、干燥后,得到FeCl 2粗产品。
③该装置存在的不足之处是__________________________。
(3)粗产品中FeCl2的纯度测定。
①取a g粗产品配制成100 mL溶液;②用移液管移取所配溶液5.00mL,放入500 mL锥形瓶内并加水至体积为200mL;③用0.100 mol·L-1酸性KMnO4标准溶液滴定,终点时消耗酸性KMnO4标准溶液V mL。
若已知消耗酸性高锰酸钾溶液为VmL,所配溶液的密度
ρ(FeCl2)=kV ,密度的单位为g·L-1,则k=___________g·L-1·mL-1。
【来源】福建省南安第一中学2020届高三上学期第二次月考化学试题
【答案】FeCl3.6H2O+6SOCl2Δ
FeCl3+ 12HCl↑+6SO2↑ Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3或Fe3++SCN-
=Fe(SCN)2+(球形)冷凝管水或氢氧化钠溶液过滤洗涤装置B(或A)和C之间缺少一个装有无水氯化钙(P2O5或硅胶)的球形干燥管 12.7
【解析】
【分析】
(1)①SOCl2与水接触会迅速产生白雾和SO2,则FeCl3.6H2O中加入SOCl2获得无水FeCl3和HCl、SO2;
②Fe3+溶液中滴加含SCN-的溶液会变血红色;
(2)①根据仪器的结构和性能确定仪器的名称;C装置的作用是吸收挥发出的HCl气体;
②固液分离用过滤操作;
③FeCl3和FeCl2均易水解,要防止C中水蒸气进入A中;
(3)已知酸性条件下Fe2+被KMnO4溶液氧化时发生的离子反应方程式为5Fe2++MnO4-
+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;用0.100 mol·L-1酸性KMnO4标准溶液滴定,终点时消耗酸性KMnO4标准溶液V mL,则参加反应的MnO4-的物质的量为0.100 mol·L-1×V×10-3L=V×10-
4mol,则ag粗产品中含有的Fe2+物质的量为V×10-4mol×5×100mL
5mL
=V×10-2mol,溶液中
FeCl2的质量为V×10-2mol×127g/mol=1.27Vg,所配溶液的密度ρ(FeCl2)=kV计算k。
【详解】
(1) ①SOCl2与水接触会迅速产生白雾和SO2,则FeCl3.6H2O中加入SOCl2获得无水FeCl3和HCl、SO2,则发生反应的化学方程式为6SOCl2+FeCl3•6H2O=FeCl3+12HCl↑+6SO2↑;
②利用NH4SCN检验溶液中是否含有Fe3+,判断FeCl3是否含完全转化,若不变红则完全转化,发生反应的离子方程式为Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3或Fe3++SCN-=Fe(SCN)2+;
(2)①由仪器的结构和性能可知:仪器B的名称是(球形)冷凝管;装置C中应盛装水或NaOH溶液吸收挥发的HCl气体;
②反应结束后,冷却实验装置A,将三颈烧瓶内物质倒出,经过滤、用苯洗涤、干燥后,得到FeCl2粗产品;
③该装置存在的不足之处是装置B(或A)和C之间缺少一个装有无水氯化钙(P2O5或硅胶)的球形干燥管,易造成C中水蒸气进入A中,促进FeCl3或FeCl2的水解;
(3)已知酸性条件下Fe2+被KMnO4溶液氧化时发生的离子反应方程式为5Fe2++MnO4-
+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;用0.100 mol·L-1酸性KMnO4标准溶液滴定,终点时消耗酸性KMnO4标准溶液V mL,则参加反应的MnO4-的物质的量为0.100 mol·L-1×V×10-3L=V×10-
4mol,则ag粗产品中含有的Fe2+物质的量为V×10-4mol×5×100mL
5mL
=V×10-2mol,溶液中
FeCl2的质量为V×10-2mol×127g/mol=1.27Vg,则所配溶液的密度ρ(FeCl2)=1.27Vg
0.1L
=kV,解
得k=12.7g·L-1·mL-1。
7.用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c(I-),实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。
Ⅰ.准备标准溶液
a.准确称取AgNO3基准物4.2468g(0.0250mol)后,配制成250mL标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。
b.配制并标定100mL0.1000mol·L-1NH4SCN标准溶液,备用。
Ⅱ.滴定的主要步骤
a.取待测NaI溶液25.00mL于锥形瓶中。
b.加入25.00mL0.1000mol·L-1AgNO3溶液(过量),使I-完全转化为AgI沉淀。
c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。
d.用0.1000mol·L-1NH4SCN溶液滴定过量的Ag+,已知AgSCN为白色沉淀。
e.重复上述操作两次到三次测定数据如下表:
f.数据处理。
回答下列问题:
(1)将称得的AgNO3配制成标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有________。
制得AgNO3溶液的浓度为__________________;
(2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是________________________。
(3)滴定应在pH<0.5的条件下进行,其原因是________。
(4)过程Ⅱ中b和c两步操作是否可以颠倒________,说明理由:___________。
(5)达到滴定终点时的现象________________________。
(6)由上述实验数据测得c(I-)=________mol·L-1。
(7)若在配制AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则对c(I-)测定结果的影响
________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【来源】【全国百强校】河北省石家庄市第二中学2019届高三4月月考理科综合化学试题【答案】250mL(棕色)容量瓶、胶头滴管 0.1000mol·L-1避免AgNO3见光分解防止因Fe3+的水解而影响滴定终点的判断(或抑制Fe3+的水解) 否若颠倒,Fe3+与I-反应,指示剂
耗尽,无法判断滴定终点滴入最后一滴标准液,溶液由浅黄色变为红色,且半分钟内不褪色 0.0600 偏高
【解析】
【分析】
(1)配制硝酸银标准溶液时,所使用的仪器除需烧杯和玻璃棒外还有250mL(棕色)容量瓶及定容时需要的胶头滴管;
(2)硝酸银见光分解;
(3)滴定应注意防止铁离子的水解,影响滴定结果;
(4)铁离子与碘离子发生氧化还原反应;
(5)用0.1000mol·L-1NH4SCN溶液滴定过量的Ag+完全反应时,Fe3+与SCN-反应,溶液由浅黄色变为红色;
(6)根据所提供的三组数据,第一组数据误差较大,应舍去,二、三组数据取平均值即可,所以消耗的NH4SCN溶液平均体积为10.00mL,结合c(AgNO3)×V(AgNO3)=c
(NH4SCN)×V(NH4SCN)+c(I-)×V(I-)计算;
(7)若在配制AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则导致溶质的物质的量减小,浓度偏低。
【详解】
(1)配制硝酸银标准溶液时,所使用的仪器除需烧杯和玻璃棒外还有250mL(棕色)容量瓶及定容时需要的胶头滴管,故答案为250mL(棕色)容量瓶、胶头滴管;
(2)硝酸银标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存是因为硝酸银见光易分解,故答案为避免AgNO3见光分解;
(3)滴定应在pH<0.5的条件下进行,原因是抑制铁离子的水解,防止因铁离子的水解而影响滴定终点的判断,故答案为防止因Fe3+的水解而影响滴定终点的判断(或抑制Fe3+的水解);
(4)b和c两步操作不能颠倒,若颠倒,铁离子与碘离子发生氧化还原反应,指示剂耗尽则无法判断滴定终点,故答案为否;若颠倒,Fe3+与I-反应,指示剂耗尽,无法判断滴定终点;
(5)用0.1000mol·L-1NH4SCN溶液滴定过量的Ag+完全反应时,Fe3+与SCN-反应,溶液由浅黄色变为红色,则滴定终点时的现象为滴入最后一滴标准液,溶液由浅黄色变为红色,且半分钟内不褪色,故答案为滴入最后一滴标准液,溶液由浅黄色变为红色,且半分钟内不褪色;
(6)根据所提供的三组数据,第一组数据误差较大,应舍去,二、三组数据取平均值即可,所以所消耗的NH4SCN溶液平均体积为10.00mL,n(AgNO3)=25.00×10-
3L×0.1000mol•L-1=2.5×10-3mol,n(NH
SCN)=0.1000mol•L-1×10.00×10-3L=1.00×10-
4
3mol,则c(I-)×0.025L=2.5×10-3mol-1.00×10-3mol,c(I-)=0.0600mol•L-1,故答案为0.0600;
(7)若在配制AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则导致溶质的物质的量减小,浓度偏低,则n(NH4SCN)偏小,测定c(I-)偏大,故答案为偏高。
【点睛】
本题考查中和滴定原理的应用,涉及物质含量的测定,侧重于分析能力、实验能力和计算能力的考查,注意把握实验的操作方法和注意事项,把握反应的原理和误差分析的角度是解答关键。
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12.5℃)请回答下列问题:
实验Ⅰ:制备BCl3并验证产物CO
(1)该实验装置中合理的连接顺序为G→___→___→____→____→F→D→I。
____________(2)BCl3接触潮湿空气时,发生反应的化学方程式为________________。
(3)能证明反应中有CO生成的现象是_______________________________________。
实验Ⅱ:产品中氯含量的测定
①准确称取少许m克产品,置于蒸馏水中完全水解,并配成100mL溶液。
②取10.00mL溶液于锥形瓶中。
③向其中加入V1mL C1 mol/L 的AgNO3溶液使氯离子完全沉淀。
然后向其中加入少许硝基苯用力振荡。
④向锥形瓶中逐滴加入C2 mol/L KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3溶液。
重复步骤②~④二次,达到滴定终点时用去KSCN溶液的平均体积为V2mL。
已知:Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN)。
(4)步骤②移取溶液时所需仪器名称为____,步骤④加入的指示剂为________,(写化学式),达到终点时的现象为_____________________________________________。
(5)产品中氯元素的质量分数为_______。
(6)下列操作,可能引起测得产品中氯含量偏高是_____。
A.步骤③中未加入硝基苯
B.步骤①中配制100mL溶液时,定容时俯视刻度线
C.用KSCN溶液滴定剩余AgNO3溶液时,滴定前有气泡,滴定后无气泡
D.滴定剩余AgNO3溶液时,KSCN溶液滴到锥形瓶外面一滴
【来源】山西省太原市第五中学2020届高三10月月考化学试题
【答案】EHJH BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl 澄清石灰水变浑浊且F中黑色固体变成红色酸式滴定管或移液管 Fe(NO3)3滴入最后一滴KSCN溶液时,溶液由无色变为血红色且在半分。