高考化学易错题专题复习-化学反应原理练习题含答案解析
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高考化学易错题专题复习-化学反应原理练习题含答案解析
一、化学反应原理
1.硫代硫酸钠俗称大苏打、海波,主要用作照相业定影剂,还广泛应用于鞣革、媒染、化工、医药等行业。
常温下,溶液中析出晶体为Na2S2O3•5H2O.Na2S2O3•5H2O于40-45℃熔化,48℃分解;Na2S2O3易溶于水,不溶于乙醇。
在水中有关物质的溶解度曲线如图甲所示。
Ⅰ.制备Na2S2O3•5H2O
将硫化钠和碳酸钠按反应要求比例放入图乙装置D中,然后注入150mL蒸馏水使其溶解,再在分液漏斗A中注入一定浓度的H2SO4,在蒸馏烧瓶B中加入亚硫酸钠固体,并按图乙安装好装置。
(1)仪器D的名称为______
(2)打开分液漏斗活塞,注入H2SO4,使反应产生的气体较缓慢均匀地通入Na2S和
Na2CO3的混合溶液中,并用磁力搅拌器搅动并加热,总反应方程式为2Na2S+Na2CO3+4SO2 Δ3Na
2S2O3+CO2。
①烧瓶B中发生反应的化学方程式为______。
②将B中产生的气体缓慢均匀地通入D中的正确操作是______。
③制备过程中仪器D中的溶液要控制在弱碱性条件下,其理由是______(用离子方程式表示)。
Ⅱ.分离Na2S2O3•5H2O并测定含量
(3)操作I为趁热过滤,其目的是______;操作Ⅱ是过滤、洗涤、干燥,其中洗涤操作时用______(填试剂)作洗涤剂。
(4)蒸发浓缩滤液直至溶液中有少量晶体析出为止,蒸发时控制温度不宜过高的原因是______。
(5)制得的粗晶体中往往含有少量杂质。
为了测定粗产品中Na2S2O3•5H2O的含量,称取1.25g的粗样品溶于水,配成250mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,滴入几滴淀粉溶液,用0.0100mol/L标准I2溶液滴定,当溶液中S2O32-全部被氧化时,消耗碘溶液的体积为
25.00mL.试回答:(提示:I2+2S2O32-═2I-+S4O62-)
①达到滴定终点时的现象:______
②产品中Na 2S 2O 3•5H 2O 的质量分数为______。
【答案】三颈烧瓶 Na 2SO 3+H 2SO 4(浓)═Na 2SO 4+SO 2↑+H 2O 观察仪器D 中气体的流速,控制分液漏斗A 的旋塞,控制产生气体的速度 S 2O 32-+2H +═S ↓+SO 2↑+H 2O 防止硫代硫酸钠晶体析出 乙醇 避免析出的晶体Na 2S 2O 3•5H 2O 因温度过高而分解 滴加最后一滴标准I 2溶液时溶液由无色变为蓝色且半分钟内不变色,说明到达滴定终点 99.2%
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据仪器的构造可知,仪器D 的名称为三颈烧瓶,故答案为:三颈烧瓶; (2)①亚硫酸钠与浓硫酸反应生成二氧化硫气体,反应的化学方程式为:Na 2SO 3+H 2SO 4(浓)=Na 2SO 4+SO 2↑+H 2O ,故答案为:Na 2SO 3+H 2SO 4(浓)=Na 2SO 4+SO 2↑+H 2O ;
②为将B 中产生的气体缓慢均匀地通入D 中,可以观察仪器D 中气体的流速,通过控制分液漏斗A 的旋塞,可控制产生气体的速度,故答案为:观察仪器D 中气体的流速,控制分液漏斗A 的旋塞,控制产生气体的速度;
③Na 2S 2O 3在酸性条件下会生成S 和SO 2,所以制备过程中仪器D 中的溶液要控制在弱碱性条件下以防止Na 2S 2O 3发生歧化反应,其离子方程式为:S 2O 32-+2H +=S ↓+SO 2↑+H 2O ,故答案为:S 2O 32-+2H +=S ↓+SO 2↑+H 2O ;
(3)根据图甲可知,温度低时,硫代硫酸钠的溶解度小,会结晶析出,所以需要趁热过滤,防止硫代硫酸钠晶体析出;Na 2S 2O 3易溶于水,不溶于乙醇,所以为防止洗涤损失硫代硫酸钠,应该用乙醇作洗涤剂,故答案为:防止硫代硫酸钠晶体析出;乙醇; (4)Na 2S 2O 3•5H 2O 于40-45℃熔化,48℃分解,所以蒸发时控制温度不宜过高的原因是避免析出的晶体Na 2S 2O 3•5H 2O 因温度过高而分解,故答案为:避免析出的晶体Na 2S 2O 3•5H 2O 因温度过高而分解;
(5)①碘遇淀粉变蓝色,反应结束时,溶液中S 2O 32-全部被氧化时,滴加最后一滴标准I 2溶液时溶液由无色变为蓝色且半分钟内不变色,说明到达滴定终点,故答案为:滴加最后一滴标准I 2溶液时,溶液由无色变为蓝色且半分钟内不变色,说明到达滴定终点; ②根据碘与硫代硫酸钠的反应I 2+2S 2O 32-═2I -+S 4O 62-中的比例关系,配成的溶液中 c (S 2O 32-
)= 222-232c I V(I )V(S O )g ()= 20.0100mol 0.025L 0.025L
⨯⨯=0.02mol/L ,则产品中Na 2S 2O 3•5H 2O 的质量分数=0.0200mol/L 0.25L 248g/mol 100%1.25g
⨯⨯⨯=99.2%,故答案为:99.2%。
2.氢叠氮酸(HN 3)和莫尔盐[(NH 4)2SO 4·
FeSO 4·6H 2O]是两种常用原料。
(1)氢叠氮酸易溶于水,25℃时,该酸的电离常数为Ka=10×10-5。
①氢叠氮酸在水溶液中的电离方程式为_______
②0.2mol/L 的HN 3溶液与0.1mol/L 的NaOH 溶液等体积混合后,恢复到25℃,此时,溶液呈酸性,则混合溶液中各离子和HN 3分子浓度由大到小的顺序为_______。
(2)在FeSO 4溶液中,加入(NH 4)2SO 4固体可制备莫尔盐晶体[(NH 4)2Fe (SO 4)2·6H 2O],为了测定产品纯度,称取ag 产品溶于水,配制成500mL 溶液,用浓度为cmol/L
的酸性高锰酸钾溶液滴定,每次所取待测液体积均为25.00mL,实验结果记录如下:(已
知莫尔盐的分子量为392)
实验次数第一次第二次第三次
消耗KMnO4溶液体积/mL25.5225.0224.98
①配制莫尔盐溶液,所使用的玻璃仪器除了烧杯和玻璃棒外还有_______
②滴定终点的现象是_______,通过实验数据,计算该产品的纯度为_______(用含字母
a、c的式子表示)。
③上表第一次实验中记录数据明显大于后两次,其原因可能是_______。
A 第一次滴定时,锥形瓶用待装液润洗
B 该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长,部分变质
C 滴定前酸式滴定管中尖嘴处有气泡,滴定结束后气泡消失
【答案】HN3⇌H++N3- c(N3-)>c(Na+)>c(HN3+)>c(H+)>c(OH-) 500mL容量瓶,
胶头滴管滴入最后一滴标准液,溶液变为浅紫红色,且半分钟不变色(980c/a)×100% AC
【解析】
【分析】
(1)①氢叠氮酸是一元弱酸;
②0.2mol/L的HN3溶液与0.1mol/L 的NaOH溶液等体积混合后,溶液中含有等物质的量浓
度的HN3和NaN3;
(2)溶液的配置需要的仪器有:烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管;高锰酸钾溶液本身是紫色的,可以根据高锰酸钾溶液颜色变化判断滴定终点;第一次实验中记录数据明显大于后
两次,即高锰酸钾溶液体积偏大。
【详解】
(1)①氢叠氮酸易溶于水,25℃时,该酸的电离常数为K a=10×10-5,说明氢叠氮酸为弱酸,
在水溶液中的电离方程式为HN 3H++N3-,故答案为HN3H++N3-;
②0.2mol/L的HN3溶液与0.1mol/L 的NaOH溶液等体积混合后,溶液中存在等物质的量浓
度的HN3和Na N3,恢复到25℃,溶液显酸性,以HN3的电离为主,混合溶液中各离子和HN3分子浓度由大到小的顺序为c(N3-)>c(Na+)>c(HN3)>c(H+)>c(OH-),故答案为c(N3-
)>c(Na+)>c(HN3)>c(H+)>c(OH-);
(2) ①500mL溶液的配置需要的仪器有:烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管,故答案为:500mL容量瓶,胶头滴管;
②利用高锰酸钾的强氧化性,Fe2+的强还原性,两者发生氧化还原反应,Fe2+被氧化成
Fe3+,化合价升高1,Mn由+7价→+2,化合价降低5,最小公倍数5,根据原子个数、电
荷守恒,配平得MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,向溶液中滴加中高锰酸钾,高锰酸钾显紫红色,因此滴定到终点:滴入最后一滴标准液,溶液由无色变为浅紫色,且30s不变色,故答案为:滴入最后一滴标准液,溶液由无色变为浅紫色,且30s不变色;因为第一
次与第二次、第三次相差较大,忽略不计,消耗高锰酸钾溶液的体积为25.0222 4.98 mL=25mL ,根据离子反应方程式,得出:n[(NH 4)2SO 4•FeSO 4•6H 2O]=5n(KMnO 4) =25×10-3×c×5mol ,则500mL 溶液中含有
n[(NH 4)2SO 4•FeSO 4•6H 2O] =25×10-3×c×5×500/25mol =2.5cmol ,所以质量分数
=2.5c×392a ×100%=980c a ×100%,故答案为:980c a
×100%; ③A .第一次滴定时,锥形瓶用待装液润洗,锥形瓶中亚铁离子的量偏多,消耗的高锰酸钾偏多,A 项正确;B .三次使用的高锰酸钾都是一样的,消耗的高锰酸钾体积应是相同的,B 项错误;C .滴定管尖嘴有气泡,滴定结束无气泡,所消耗的液体体积增加,故C 项正确;故答案为:AC 。
【点睛】
本题考查了沉淀的转化和物质含量的测定。
本题的易错点为(2)的误差分析,要注意同一实验使用的标准溶液是相同的。
3.锂离子电池能够实现千余次充放电,但长时间使用后电池会失效,其中的化学试剂排放至环境中不仅会造成环境污染,还会造成资源的浪费。
实验室模拟回收锂离子电池中的Co 、Ni 、Li 的流程如图。
已知:LiCoO 2难溶于水,易溶于酸。
回答下列问题:
(1)LiCoO 2中Co 的化合价是__。
(2)LiCoO 2在浸出过程中反应的离子方程式是__。
(3)浸出剂除了H 2O 2外,也可以选择Na 2S 2O 3,比较二者的还原效率H 2O 2__(填“>”或“<”)Na 2S 2O 3(还原效率:还原等物质的量的氧化剂消耗还原剂的物质的量)。
(4)提高浸出效率的方法有__。
(5)利用Cyanex272萃取时,pH 对钴、镍萃取分离效果的影响如图。
从图中数据可知,用Cyanex272萃取分离时,最佳pH 是__。
(6)反萃取的离子方程式为2H++CoR 2=Co 2++2HR ,则反萃取剂的最佳选择是__。
(7)常温下,若水相中的Ni 2+的质量浓度为1.18g ·L -1,则pH=__时,Ni 2+开始沉淀。
[K sp (Ni(OH)2=2×10-15]
(8)参照题中流程图的表达,结合信息设计完成从水相中分离Ni和Li的实验流程图(如图)___。
已知:
提供的无机试剂:NaOH、Na2CO3、NaF。
【答案】+3 2LiCoO2+6H++H2O2=2Co2++O2↑+2Li++4H2O < 适当升高温度,适当增加H2SO4浓度 5.5 H2SO4 7.5 ①NaOH ②Ni(OH)2 ③NaF
【解析】
【分析】
(1)通过化合物中各元素化合价代数和为0进行计算;
(2)由流程图中有机相反萃取得到CoSO4,可知LiCoO2与H2O2在酸性条件下发生氧化还原反应,根据氧化还原反应的规律写出化学方程式;
(3)根据等物质的量H2O2和Na2S2O3作为还原剂转移电子的多少进行判断;
(4)提高浸出效率即提高化学反应速率;
(5)分离Co2+和Ni2+时,由于Co2+进入有机相,Ni进入水相,因此,应该选择钴的萃取率高而镍的萃取率低的pH范围;
(6)将钴洗脱进入水相中时,应该使反应向正反应方向移动,同时不能引入新杂质;
(7)根据K sp(Ni(OH)2的表达式进行计算;
(8)根据表格中所给物质溶解度信息,调节pH应该用碱性物质,但要考虑分离Ni和Li元素不能使Ni和Li元素同时沉淀。
【详解】
(1)LiCoO2中O元素为-2价,Li为+1价,根据化合物中各元素化合价代数和为0进行计算得Co的化合价为+3价;
(2)由流程图中有机相反萃取得到CoSO4,可知LiCoO2与H2O2在酸性条件下发生氧化还原反应,化学方程式为:2LiCoO2+6H++H2O2=2Co2++O2↑+2Li++4H2O;
(3)1molH2O2作为还原剂转移2mol电子,1molNa2S2O3作为还原剂转移8mol电子,则
Na2S2O3的还原效率更高;
(4)提高浸出效率可以适当升高温度,适当增加H2SO4浓度等;
(5)分离Co2+和Ni2+时,由于Co2+进入有机相,Ni进入水相,因此,应该选择钴的萃取率高而镍的萃取率低的pH范围,所以最佳pH是5.5;
(6)将钴洗脱进入水相中时,应该使反应向正反应方向移动,同时,为不引入新杂质,反萃取剂最好选择H2SO4;
(7)c(Ni2+)=1.18
59
mol/L=0.02mol/L,则开始沉淀时,c(OH-)=
-6.5mol/L,则pH=14-6.5=7.5;
(8)根据表格中所给物质溶解度信息,调节pH应该用碱性物质,但要考虑分离Ni和Li元素不能使Ni和Li元素同时沉淀,所以选用NaOH,则Ni(OH)2先沉淀,过滤后滤液中加入NaF生成LiF沉淀。
【点睛】
本题(5)选择合适的pH时,注意读懂图中信息,要根据实验的具体操作情况来分析。
4.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)。
【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2NaHCO 3
Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑可知加热前后固体质量减轻,主要是生成CO 2气体和水蒸气;先计算出m 3gNaHCO 3分解生成的水和CO 2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。
5.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I 2 和SO 2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”)。
【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/
10.00
mol g mol
g
×100%=7.2%,故答案为7.2%;
②若Na2S2O3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。
6.某化学兴趣小组对加碘食盐中碘酸钾进行研究,查阅资料得知:碘酸钾是一种白色粉末,常温下很稳定,加热至560℃开始分解。
在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂与HI 、H 2O 2等物质作用,被还原为单质碘。
(1)学生甲设计实验测出加碘食盐中碘元素的含量,步骤如下:
①称取wg 加碘盐,加适量蒸馏水溶解。
②用稀硫酸酸化所得的溶液,再加入过量KI 溶液,写出该步反应的离子方程式:_______。
③以淀粉为指示剂,用物质的量浓度为1.00×10-3mol •L -1的Na 2S 2O 3溶液滴定(滴定时的反
应方程式为2222346I 2S O 2I S O )---+=+,滴定时Na 2S 2O 3溶液应放在 ______ (填“酸式滴
定管”或“碱式滴定管”),滴定至终点的现象为_______________。
(2)学生乙对纯净的NaCl(不含KIO 3)进行了下列实验:
请推测实验③中产生蓝色现象的可能原因: __________________ ;根据学生乙的实验结果可推测学生甲的实验结果可能 ______ (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)学生丙设计实验证明加碘食盐样品中碘元素的存在形式是IO 3-而不是I -,进行如下实验。
写出实验步骤、预期现象和结论。
限选试剂:稀硫酸、稀硝酸、3% H 2O 2溶液、新制氯水、1%淀粉溶液、蒸馏水。
【答案】322IO 6H 5I 3I 3H O -+-++=+ 碱式滴定管 溶液由蓝色变成无色,且半分钟内
不变色 I -在酸性条件下能被溶解在溶液中的氧气氧化成I 2 偏大 加入几滴新制的氯水,
再加入1-2滴1%淀粉溶液,充分振荡; 溶液不呈蓝色,则溶液中无I -,碘元素的存在形式不是I - 再加入少量3%H 2O 2溶液和1-2滴1%淀粉溶液,充分振荡 溶液呈蓝色,则溶液中存在IO 3-,碘元素的存在形式为IO 3-
【解析】
【分析】
(1)②用稀硫酸酸化所得的溶液,再加入过量KI 溶液,反应生成碘单质;
③ Na 2S 2O 3为强碱弱酸盐,S 2O 32-水解使溶液呈弱碱性;滴定结束前溶液为蓝色,2I 反应完毕时溶液蓝色褪色;
(2)酸性条件下,碘离子被氧气氧化生成碘单质;甲同学的实验中,若用稀硫酸酸化,再加入过量KI 溶液,由于碘单质的量增大;
(3)步骤1:氯气氧化性大于碘单质,用氯水检验食盐中存不存在碘离子,
步骤2:用双氧水和淀粉检验食盐中含有碘酸根离子;
【详解】
(1)②用稀硫酸酸化所得的溶液,再加入过量KI 溶液,反应生成碘单质,反应的离子方
程式为:322IO 6H 5I 3I 3H O -+-++=+;
③ Na 2S 2O 3为强碱弱酸盐,因为硫代硫酸根离子水解,Na 2S 2O 3溶液呈弱碱性,所以滴定时Na 2S 2O 3溶液应放在碱性滴定管中;滴定结束前溶液为蓝色,I 2反应完毕时溶液蓝色褪色,则滴定终点现象为:溶液由蓝色变成无色,且半分钟内不变色;
(2)酸性条件下,碘离子被氧气氧化生成碘单质,离子反应方程式为:
2224I 4H O 2I 2H O -+++=+,在酸性条件下,过量的碘离子易被空气中氧气氧化生成碘单质;甲同学的实验中,若用稀硫酸酸化,再加入过量KI 溶液,由于碘单质的量增大,导致测定结果偏大;
(3)步骤1:氯气氧化性大于碘单质,用氯水检验食盐中存不存在碘离子,操作方法及现象为:取少量食盐样品于试管中,加适量蒸馏水使其完全溶解,加入几滴新制的氯水,再加入1-2滴1%淀粉溶液,充分振荡,若溶液不呈蓝色,则溶液中无I -,碘元素的存在形式不是I -;
步骤2:用双氧水和淀粉检验食盐中含有碘酸根离子,操作方法及现象为:另取少量食盐样品于试管中,加适量蒸馏水使其完全溶解,滴入适量的稀硫酸酸化,再加入少量3%H 2O 2溶液和1-2滴1%淀粉溶液,充分振荡,若溶液呈蓝色,则溶液中存在IO 3-,碘元素的存在形式为IO 3-。
7.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2FeCl3 + C6H5Cl 2FeCl2+ C6H4Cl2 +HCl↑,制取无水FeCl2。
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FeCl2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。
【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】。