2020-2021高考化学易错题专题训练-化学反应原理练习题及答案解析
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2020-2021高考化学易错题专题训练-化学反应原理练习题及答案解析
一、化学反应原理
1.某研究学习小组要制备一种在水中溶解度很小的黄色化合物()x 242y Fe C O zH O ⎡⎤⋅⎣⎦,并用滴定法测定其组成。
已知224H C O 在温度高于90℃时易发生分解。
实验操作如下: 步骤一:将图甲分液漏斗中的草酸溶液滴入锥形瓶内,可生成黄色沉淀;
步骤二:称取黄色产物0.844g n 于锥形瓶中,加入足量的硫酸并水浴加热至7085n ℃。
待固体全部溶解后,用胶头滴管吸出一滴溶液点在点滴板上,用铁氰化钾溶液检验,无蓝色沉淀产生;
步骤三:用40.0800mol /LKMnO n 标准液滴定步骤二所得的溶液;
步骤四:向步骤三滴定后的溶液中加足量的Zn 粉和硫酸溶液,几分钟后用胶头滴管吸出一滴点在点滴板上,用KSCN 溶液检验,若不显红色,过滤除去Zn 粉,并用稀硫酸洗涤Zn 粉,将洗涤液与滤液合并,用40.0800mol /LKMnO n 标准液滴定,用去高锰酸钾标准液10.00mL n 。
(1)步骤一中将沉淀从反应混合物中分离出来的操作名称是________。
(2)步骤二中水浴加热并控制温度7085n ℃的理由是________,加铁氰化钾溶液无蓝色沉淀产生,此操作的目的是________。
(3)步骤三盛装4KMnO 标准液的滴定管在滴定前后的液面如图乙所示,则消耗4KMnO 标准液的体积为________,该滴定管为________滴定管(填“酸式”或“碱式”)。
(4)步骤四中滴定时发生反的离子方程式为________。
若不合并洗涤液,则消耗4KMnO 标准液的体积将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
由以上数据计算黄色化合物的化学式为________。
【答案】过滤 加快固体溶解,防止草酸分解 证明溶液中无2Fe +存在,防止2Fe +干扰草酸的测定 25.00mL 酸式 232425Fe MnO 8H 5Fe
Mn 4H O +-+++++=++ 减小 ()4242Fe C O 5?10H O
【解析】
【详解】
(1)固液分离的方法为过滤,故答案为:过滤;
(2)水浴加热可加快固体溶解,控制温度7085?C n ~可防止草酸分解;
()x 242Fe C O y?zH O ⎡⎤⎣⎦中的铁元素可能含有2Fe +,2Fe +与4KMnO 反应,高锰酸钾滴定
草酸时,需要排除2Fe +的干扰,故答案为:加快固体溶解,防止草酸分解;证明溶液中无2Fe +存在,防止2Fe +干扰草酸的测定;
(3)滴定前读数为0.80mL n ,滴定后读数为25.80mL n ,则消耗4KMnO 溶液的体积为25.00mL n ;4KMnO 具有强氧化性,应用酸式滴定管,故答案为:25.00mL n ;酸式;
(4)步骤四中滴定时发生反应的离子方程式为23225Fe 8H 5Fe Mn 4H O +++++=++,洗涤液中含有2Fe +,若不合并,消耗4KMnO 标准液的体积减小;根据方程式可知,
()()
234n Fe 5n MnO 50.0800mol /L 10mL 10+-
-==⨯⨯⨯n n 3L /mL 410-=⨯ mol ,()()33224455n H C O n MnO 0.0800mol /L 25mL 10L /mL 51022---=
=⨯⨯⨯=⨯n n mol ,()332g 0.844g 410mol 56510mol 88g /mol mol n H O 0.01mol 18g /mol
---⨯⨯-⨯⨯==n n n n ,
则()n Fe :()224n C O -:()2
n H O 4=:5:10,黄色化合物的化学式为()4242Fe C O 5?10H O ,故答案为:232425Fe MnO 8H 5Fe
Mn 4H O +-
+++++=++;减小;()4242Fe C O 5?
10H O 。
【点睛】
亚铁离子和草酸均能与酸性高锰酸钾溶液反应,实验时防止亚铁离子干扰草酸的测定是解答关键。
2.某研究小组对碘化钾溶液在空气中发生氧化反应的速率进行实验探究。
(初步探究)
示意图 序号
温度 试剂A 现象 ①
0°C 0.5 mol ∙L −1稀硫酸 4 min 左右出现蓝色 ② 20°C
1 min 左右出现蓝色 ③ 20°C
0.1 mol ∙L −1稀硫酸 15 min 左右出现蓝色 ④
20°C 蒸馏水 30 min 左右出现蓝色 (1)为探究温度对反应速率的影响,实验②中试剂 A 应为______________。
(2)写出实验③中 I -反应的离子方程式:_____________________。
(3)对比实验②③④,可以得出的结论:_______________________。
(继续探究)溶液 pH 对反应速率的影响查阅资料:
i .pH <11.7 时,I -能被O 2 氧化为 I 2。
ii.pH= 9.28时,I2发生歧化反应:3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O,pH越大,歧化速率越快。
(4)小组同学用4支试管在装有O2的储气瓶中进行实验,装置如图所示。
序号
⑤⑥⑦⑧
试管中溶液的pH891011
放置10小时后的现象出现蓝色颜色无明显变化
分析⑦和⑧中颜色无明显变化的原因_______。
(5)甲同学利用原电池原理设计实验证实pH=10的条件下确实可以发生I-被O2氧化为I2的反应,如图所示,请你填写试剂和实验现象。
试剂1______________。
试剂2______________。
实验现象:
___________________________。
(深入探究)较高温度对反应速率的影响
小组同学分别在敞口试管和密闭试管中进行了实验⑨和⑩。
序号温度试剂现象
⑨敞口试管
水浴
70°C 5mL1mol∙L−1KI溶液
5mL0.5mol∙L−1稀硫
酸
20min内仍保持无色,冷却至室温后
滴加淀粉溶液出现蓝色
⑩密闭试管溶液迅速出现黄色,且黄色逐渐加深,冷却至室温后滴加淀粉溶液出现蓝色
(6)对比实验⑨和⑩的现象差异,该小组同学对实验⑨中的现象提出两种假设,请你补充假设1。
假设1:_______________。
假设2:45°C以上I2易升华,70°C水浴时,c(I2)太小难以显现黄色。
(7)针对假设2有两种不同观点。
你若认为假设2成立,请推测试管⑨中“冷却至室温后滴加淀粉出现蓝色”的可能原因_______________(写出一条)。
你若认为假设2不成立,请设计实验方案证明_______________。
【答案】0.5mol∙L−1稀硫酸 4I-+ O2+ 4H+ =2I2+ 2H2O 温度相同时,KI溶液被O2氧化成I2,c(H+)越大,氧化反应速率越快试管⑦、⑧中,pH为10、11时,既发生氧化反
应又发生歧化反应,因为歧化速率大于氧化速率和淀粉变色速率,所以观察颜色无明显变化试剂1:1mol·L1KI溶液,滴加1%淀粉溶液试剂2:pH=10的KOH溶液现象:电流表指针偏转,左侧电极附近溶液变蓝(t<30min)加热使O2逸出,c(O2)降低,导致I-氧化为I2的速率变慢理由:KI溶液过量(即使加热时有I2升华也未用光KI),实验⑨冷却室温后过量的KI仍可与空气继续反应生成I2,所以滴加淀粉溶液还可以看到蓝色 [其他理由合理给分,如淀粉与I2反应非常灵敏(少量的I2即可以与淀粉显色),所以实验⑨中少量的I2冷却至室温后滴加淀粉溶液还可以看到蓝色]。
水浴加热70℃时,用湿润的淀粉试纸放在试管⑨的管口,若不变蓝,则证明假设2不成立[其他方案合理给分,如水浴加热70℃时,用湿润的淀粉试纸放在盛有碘水试管的管口,若不变蓝,则证明假设2不成立]。
【解析】
【分析】
某研究小组对碘化钾溶液在空气中发生4I-+ O2+ 4H+ =2I2+ 2H2O的氧化反应,根据实验进行对比,探究反应温度和稀硫酸浓度对反应速率的影响,pH= 9.28时,I2发生歧化反应:3I2+6OH-= IO3-+5I-+3H2O,pH越大,歧化速率越快,整个反应主要是既发生氧化反应又发生歧化反应,根据歧化速率与氧化速率和淀粉变色速率快慢得出颜色变化;将反应设计成原电池,利用化合价升高和化合价降低来分析;在较高温度对反应速率的实验对比中,假设可能加热使O2逸出,c(O2)降低,导致I-氧化为I2的速率变慢,也可能是45℃ 以上I2易升华,70℃ 水浴时,c(I2)太小难以显现黄色。
【详解】
(1)根据①、②为探究温度对反应速率的影响,其他条件不变,实验②中试剂A应为0.5 mol∙L−1稀硫酸;故答案为:0.5mol∙L−1稀硫酸。
(2)实验③中I-与氧气在酸性条件下反应生成单质碘,其离子方程式4I-+ O2+ 4H+ =2I2 + 2H2O;故答案为:4I-+ O2+ 4H+ =2I2+ 2H2O。
(3)对比实验②③④,三者温度相同,稀硫酸浓度越大,反应速率越快,因此可以得出的结论:温度相同时,KI溶液被O2氧化成I2,c(H+)越大,氧化反应速率越快;故答案为:温度相同时,KI溶液被O2氧化成I2,c(H+)越大,氧化反应速率越快。
(4)根据题中信息及⑦和⑧中颜色无明显变化,说明试管⑦、⑧中,pH为10、11时,既发生氧化反应又发生歧化反应,因为歧化速率大于氧化速率和淀粉变色速率,所以观察颜色无明显变化;故答案为:试管⑦、⑧中,pH为10、11时,既发生氧化反应又发生歧化反应,因为歧化速率大于氧化速率和淀粉变色速率,所以观察颜色无明显变化。
(5)根据离子反应方程式4I-+ O2+ 4H+ =2I2+ 2H2O和图中信息氧气的通入,因此试剂1为1mol∙L−1KI溶液,滴加1%淀粉溶液,试剂2为pH=10的KOH溶液,因此可以看见实验现象电流表指针偏转,左侧电极附近溶液变蓝(t<30min);故答案为:试剂1:1
mol∙L−1KI溶液,滴加1%淀粉溶液;试剂2:pH=10的KOH溶液;现象:电流表指针偏转,左侧电极附近溶液变蓝(t<30min)。
(6)假设1:加热使O2逸出,c(O2)降低,导致I-氧化为I2的速率变慢;故答案为:加热使O2逸出,c(O2)降低,导致I-氧化为I2的速率变慢。
假设2:45℃ 以上I2易升华,70℃ 水浴时,c(I2)太小难以显现黄色。
(7)针对假设2有两种不同观点。
你若认为假设2成立,请推测试管⑨中“冷却至室温后滴加淀粉出现蓝色”的可能原因KI溶液过量(即使加热时有I2升华也未用光KI),实验⑨冷却室温后过量的KI仍可与空气继续反应生成I2,所以滴加淀粉溶液还可以看到蓝色[其他理由合理给分,如淀粉与I2反应非常灵敏(少量的I2即可以与淀粉显色),所以实验⑨中少量的I2冷却至室温后滴加淀粉溶液还可以看到蓝色]。
你若认为假设2不成立,设计实验方案是水浴加热70℃时,用湿润的淀粉试纸放在试管⑨的管口,若不变蓝,则证明假设2不成立[其他方案合理给分,如水浴加热70℃时,用湿润的淀粉试纸放在盛有碘水试管的管口,若不变蓝,则证明假设2不成立]。
3.甲同学向做过银镜反应的试管滴加0.1mol/L的Fe(NO3)3溶液(pH=2),发现银镜部分溶解,和大家一起分析原因:
甲同学认为:Fe3+具有氧化性,能够溶解单质Ag。
乙同学认为:Fe(NO3)3溶液显酸性,该条件下NO3-也能氧化单质Ag。
丙同学认为:Fe3+和NO3-均能把Ag氧化而溶解。
(1)生成银镜反应过程中银氨溶液发生_____________(氧化、还原)反应。
(2)为得出正确结论,只需设计两个实验验证即可。
实验I:向溶解了银镜的Fe(NO3)3的溶液中加入____________(填序号,①KSCN溶液、
②K3[Fe(CN)6]溶液、③稀HC1),现象为___________,证明甲的结论正确。
实验Ⅱ:向附有银镜的试管中加入______________溶液,观察银镜是否溶解。
两个实验结果证明了丙同学的结论。
(3)丙同学又把5mLFeSO4溶液分成两份:第一份滴加2滴KSCN溶液无变化;第二份加入1mL0.1mol/LAgNO3溶液,出现白色沉淀,随后有黑色固体产生(经验证黑色固体为Ag颗粒),再取上层溶液滴加KSCN溶液变红。
根据上述的实验情况,用离子方程式表示Fe3+、Fe2+、Ag+、Ag之间的反应关系_______________。
(4)丁同学改用如图实验装置做进一步探究:
①K刚闭合时,指针向左偏转,此时石墨作_________,(填“正极”或“负极。
此过程氧化性:Fe3+_______Ag+(填>或<)。
②当指针归零后,向右烧杯中滴加几滴饱和AgNO3溶液,指针向右偏转。
此过程氧化性:Fe3+_______Ag+(填>或<)。
③由上述①②实验,得出的结论是:_______________________。
【答案】还原②产生蓝色沉淀 pH=2 0.3mol/L KNO3或NaNO3溶液 Ag + Fe3+ ⇌Ag+ + Fe2+或(Ag+ + Fe2+ ⇌Ag + Fe3+) 正极><其它条件不变时,物质的氧化性与浓度有关系,浓度的改变可导致平衡的移动
【解析】
【分析】
(1)根据元素化合价的变化判断;
(2)实验Ⅰ:甲同学认为:Fe3+具有氧化性,能够溶解单质Ag,则要证明甲的结论正确,可验证Fe3+的还原产物Fe2+的存在;
实验Ⅱ:进行对照实验;
(3)根据实验现象判断溶液中发生的反应;
(4)根据指针偏转方向判断正负极,判断电极反应,并结合氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物分析解答。
【详解】
(1)往AgNO3溶液中逐滴加入氨水,银离子和氨水反应生成白色的氢氧化银沉淀和铵根离子,Ag++NH3•H2O═AgOH↓+NH4+;继续滴入氨水白色沉淀溶解,氢氧化银和氨水反应生成银氨溶液和水,AgOH+2NH3•H2O═Ag(NH3)2OH+2H2O,若用乙醛进行银镜反应,再加入乙醛溶液后,水浴加热,生成乙酸铵,氨气、银和水,化学反应方程式为:
CH3CHO+2Ag(NH3)2OHΔ
−−→CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O,银氨溶液中的银为+1价,被醛基还原生成0价的银单质,故答案为:还原;
(2)实验Ⅰ:甲同学认为:Fe3+具有氧化性,能够溶解单质Ag,则要证明甲的结论正确,可验证Fe3+的还原产物Fe2+的存在即可,验证Fe2+的实验是取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入K3[Fe(CN)6]溶液会和Fe2+反应生成蓝色沉淀,故答案为:②;产生蓝色沉淀;
实验Ⅱ:丙同学认为:Fe3+和NO3-均能把Ag氧化而溶解,且两个实验结果证明了丙同学的结论,而实验I验证了Fe3+具有氧化性,能够溶解单质Ag,则实验II需要验证NO3-也能把Ag氧化而溶解,需进行对照实验,0.1mol/L的Fe(NO3)3溶液(pH=2),NO3-为0.3 mol/L,所以需向附有银镜的试管中加入pH=2的 0.3 mol/L KNO3或NaNO3溶液,故答案为:pH=2的 0.3 mol/L KNO3或NaNO3;
(3)Fe3+遇KSCN溶液变红,第一份滴加2滴KSCN溶液无变化,说明FeSO4溶液中无Fe3+,第二份加入1ml 0.1mol/L AgNO3溶液,出现白色沉淀,随后有黑色固体Ag产生,再取上层溶液滴加KSCN溶液变红,说明有Fe3+产生,说明Fe2+被Ag+氧化生成Fe3+,Ag+被还原为Ag,又Fe3+具有氧化性,能够溶解单质Ag,则该反应为可逆反应,反应的离子方程式为:Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+或Ag++Fe2+⇌Ag+Fe3+;
(4)①K刚闭合时,指针向左偏转,则银为负极,石墨为正极,该电池的反应本质为
Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+,该反应中铁离子为氧化剂,银离子为氧化产物,则氧化性:Fe3+>Ag+,故答案为:正极;>;
②当指针归零后,向右烧杯中滴加几滴饱和AgNO3溶液,指针向右偏转,则此时石墨为负极,银为正极,右侧烧杯中银离子浓度增大,反应Fe3++Ag⇌Fe2++Ag+的平衡左移,发生反应Ag++Fe2+⇌Ag+Fe3+,此时Ag+为氧化剂,Fe3+为氧化产物,则氧化性:Fe3+<Ag+;
③由上述①②实验,得出的结论是:在其它条件不变时,物质的氧化性与浓度有关,浓度的改变可导致平衡移动。
4.用H2O2、KI和洗洁精可完成“大象牙膏”实验(短时间内产生大量泡沫),某同学依据文献资料对该实验进行探究。
(1)资料1:KI 在该反应中的作用:
H 2O 2+I -=H 2O +IO -;H 2O 2+IO -=H 2O +O 2↑+I -。
总反应的化学方程式是
________________。
(2)资料2:H 2O 2分解反应过程中能量变化如图所示,其中①有KI 加入,②无KI 加入。
下列判断正确的是___________(填字母)。
a. 加入KI 后改变了反应的路径
b. 加入KI 后改变了总反应的能量变化
c. H 2O 2+I -=H 2O +IO -是放热反应
(3)实验中发现,H 2O 2与KI 溶液混合后,产生大量气泡,溶液颜色变黄。
再加入CCl 4,振荡、静置,气泡明显减少。
资料3:I 2也可催化H 2O 2的分解反应。
①加CCl 4并振荡、静置后还可观察到___________,说明有I 2生成。
②气泡明显减少的原因可能是:i. H 2O 2浓度降低;ii. ________。
以下对照实验说明i 不是主要原因:向H 2O 2溶液中加入KI 溶液,待溶液变黄后,分成两等份于A 、B 两试管中。
A 试管加入CCl 4,B 试管不加CCl 4,分别振荡、静置。
观察到的现象是_____________。
(4)资料4:I -(aq )+I 2(aq )ƒI 3-(aq ) K =640。
为了探究体系中含碘微粒的存在形式,进行实验:向20 mL 一定浓度的H 2O 2溶液中加入10mL 0.10mol ·L -1 KI 溶液,达平衡后,相关微粒浓度如下: 微粒
I - I 2 I 3- 浓度/(mol ·L -1) 2.5×10-3 a 4.0×10-3
①a =__________。
②该平衡体系中除了含有I -,I 2,I 3-外,一定还含有其他含碘微粒,理由是
________________。
【答案】2H 2O 2KI 2H 2O +O 2↑ a 下层溶液呈紫红色 在水溶液中I 2的浓度降低 A 试管中产生气泡明显变少;B 试管中产生气泡速率没有明显减小 32.510-⨯ 2c (I 2)+c (I -)+3c (I 3-)<0.033mol ·L -1
【解析】
【分析】
(1)H2O2+I-=H2O+IO-,H2O2+IO-=H2O+O2↑+I-,把两式加和,即可得到总反应的化学方程式。
(2)a. 加入KI后,一步反应分为两步进行,也就是改变了反应的路径,a正确;
b. 加入KI后,反应物和生成物的能量都没有改变,b不正确;
c. 由图中可知,H2O2+I-=H2O+IO-是吸热反应,c不正确。
(3)①加CCl4并振荡、静置后还可观察到下层溶液呈紫红色,说明有I2生成。
②气泡明显减少的原因可能是:i. H2O2浓度降低;ii. 在水溶液中I2的浓度降低。
以下对照实验说明i不是主要原因:向H2O2溶液中加入KI溶液,待溶液变黄后,分成两等份于A、B两试管中。
A试管加入CCl4,B试管不加CCl4,分别振荡、静置。
观察到的现象是H2O2溶液的浓度相同,但产生气泡的速率差异很大。
(4)①
3
3
4.010
K640
2.510a
-
-
⨯
==
⨯⨯
,由此可求出a。
②该平衡体系中除了含有I-,I2,I3-外,一定还含有其他含碘微粒,理由是原来溶液中c(I-
)=10mL0.1mol/L
0.033mol/L
30mL
⨯
=,求出I-,I2,I3-中所含I的浓度和,二者比较便可得
到结论。
【详解】
(1)H2O2+I-=H2O+IO-,H2O2+IO-=H2O+O2↑+I-,把两式加和,即可得到总反应的化学方程式为2H2O2KI2H2O+O2↑。
答案为:2H2O2KI2H2O+O2↑;
(2)a. 加入KI后,一步反应分为两步进行,也就是改变了反应的路径,a正确;
b. 加入KI后,反应物和生成物的能量都没有改变,b不正确;
c. 由图中可知,H2O2+I-=H2O+IO-的反应物总能量小于生成物总能量,所以该反应是吸热反应,c不正确。
答案为:a;
(3)①加CCl4并振荡、静置后还可观察到下层溶液呈紫红色,说明有I2生成。
答案为:下层溶液呈紫红色;
②气泡明显减少的原因可能是:i. H2O2浓度降低;ii. 在水溶液中I2的浓度降低。
以下对照实验说明i不是主要原因:向H2O2溶液中加入KI溶液,待溶液变黄后,分成两等份于A、B两试管中。
A试管加入CCl4,B试管不加CCl4,分别振荡、静置。
观察到的现象是H2O2溶液的浓度相同,但产生气泡的速率差异很大。
答案为:在水溶液中I2的浓度降低;A试管中产生气泡明显变少,B试管中产生气泡速率没有明显减小;
(4)①
3
3
4.010
K640
2.510a
-
-
⨯
==
⨯⨯
,由此可求出a=2.5×10-3mol/L。
答案为:2.5×10-3;
②该平衡体系中除了含有I-,I2,I3-外,一定还含有其他含碘微粒,理由是原来溶液中,
c(I-)=10mL0.1mol/L
0.033mol/L
30mL
⨯
=;现在溶液中,I-,I2,I3-中所含I的浓度和为2c(I2)
+c(I-)+3c(I3-)=2×2.5×10-3+2.5×10-3+3×4.0×10-3=0.0195<0.033,I不守恒,说明产物中还有含碘微粒。
答案为:2c(I2)+c(I-)+3c(I3-)<0.033mol·L-1。
【点睛】
在做探究实验前,要进行可能情况预测。
向H2O2溶液中加入KI溶液,待溶液变黄,则表
明生成了I2,加入CCl4且液体分层后,发现气泡逸出的速率明显变慢,CCl4与H2O2不反应,是什么原因导致生成O2的速率减慢?是c(H2O2)减小,还是c(I2)减小所致?于是我们自然想到设计对比实验进行验证。
5.食品加工中常用焦亚硫酸钠(Na2S2O5)作漂白剂、防腐剂和疏松剂。
现实验室欲制备焦亚硫酸钠,其反应依次为:(ⅰ)2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O;
(ⅱ)Na2SO3+H2O+SO2=2NaHSO3;
(ⅲ)2NaHSO3Na2S2O5+H2O。
查阅资料:焦亚硫酸钠为黄色结晶粉末,150℃时开始分解,在水溶液或含有结晶水时更易被空气氧化。
实验装置如下:
(1)实验室可用废铝丝与NaOH溶液制取H2,其离子方程式为___。
(2)通氢气一段时间后,以恒定速率通入SO2,开始的一段时间溶液温度迅速升高,随后温度缓慢变化,溶液开始逐渐变黄。
“温度迅速升高”的原因为__。
实验后期须利用水浴使温度保持在约80℃。
(3)反应后的体系中有少量白色亚硫酸钠析出,除去其中亚硫酸钠固体的方法是___;然后获得较纯的无水Na2S2O5,应将溶液冷却到30℃左右过滤,控制“30℃左右”的理由是
___。
(4)丙为真空干燥Na2S2O5晶体的装置,通入H2的目的是___。
(5)常用剩余碘量法测定产品中焦亚硫酸钠的质量分数。
已知:S2O52-+2I2+3H2O=2SO42-+4I-+6H+;2S2O32-+I2=S4O62-+2I-。
请补充实验步骤(可提供的试剂有:焦亚硫酸钠样品、标准碘溶液、淀粉溶液、酚酞溶液、标准Na2S2O3溶液及蒸馏水)。
①精确称取产品0.2000g放入碘量瓶(带磨口塞的锥形瓶)中。
②准确移取一定体积的已知浓度的标准碘溶液(过量)并记录数据,在暗处放置5min,然后加入5mL冰醋酸及适量的蒸馏水。
③用标准Na2S2O3溶液滴定至接近终点。
④___。
⑤重复步骤①~③;根据相关记录数据计算出平均值。
【答案】2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ SO2与NaOH溶液的反应是放热反应趁热过滤
此时溶液中Na2SO3不饱和,不析出排出空气,防止焦亚硫酸钠被氧化加入少量淀粉溶液,继续用标准Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好褪去且半分钟内颜色不复色,记录滴定所消耗的体积
【解析】
【分析】
(1)铝和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气;
(2)SO2与NaOH溶液的反应是放热反应导致溶液温度升高;
(3)根据图知,温度越高Na2S2O5溶解度增大,当接近40℃时亚硫酸钠溶解度减小;控制“30℃左右”时,此时溶液中Na2SO3不饱和;
(4)焦亚硫酸钠能被压强氧化;真空干燥时,干燥室内部的压力低,水分在低温下就能气化;
(5)④碘能使淀粉变蓝色,所以可以用淀粉试液检验滴定终点,继续做实验为:加入少量淀粉溶液,继续用标准Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好褪去且半分钟内颜色不复现,记录滴定所消耗的体积。
【详解】
(1)铝和NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-
+3H2↑;
(2)SO2与NaOH溶液的反应是放热反应导致溶液温度升高,所以溶液“温度迅速升高”;
(3)根据图知,温度越高Na2S2O5溶解度增大,当接近40℃时亚硫酸钠溶解度减小,所以要趁热过滤;控制“30℃左右”时,此时溶液中Na2SO3不饱和,不析出;
(4)焦亚硫酸钠能被压强氧化,则通入氢气的目的是排出空气,防止焦亚硫酸钠被氧化;
(5)④继续做实验为:加入少量淀粉溶液,继续用标准Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好褪去且半分钟内颜色不复现,记录滴定所消耗的体积,然后再重复实验,减少实验误差。
6.某小组为测定化合物Co(NH3)y Cl x(其中Co为+3价)的组成,进行如下实验。
(1)氯的测定:准确称取2.675g该化合物,配成溶液后用1.00mol·L-1AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现淡红色沉淀(Ag2CrO4为砖红色)且不再消失时,消耗AgNO3溶液30.00mL。
[已知:K sp(AgCl)=1.8×10-10、K sp(Ag2CrO4)=1.12×10-12]
①AgNO3标准溶液需要放在棕色的滴定管中的原因是__。
(用化学方程式表示)
②若滴定终点读数时滴定管下口悬挂了一滴液体,会使得测定结果__。
(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)
③用K2CrO4溶液作指示剂的理由是__。
(2)氨的测定:再准确称取2.675g该化合物,加适量水溶解,注入如图4___。
(填仪器名称)中,然后通过仪器3滴加足量的NaOH溶液,加热1装置,产生的氨气被5中的盐酸吸收,多余的盐酸再用NaOH标准溶液反滴定,经计算,吸收氨气消耗1.00mol·L-1盐酸60.00mL。
装置A在整个实验中的作用是__,如果没有6中的冰盐水,会使得测定结果___(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
(3)通过处理实验数据可知该化合物的组成为___。
【答案】2AgNO3光照
2Ag↓+2NO2↑+O2↑偏大 Ag2CrO4为砖红色,由Ksp可知AgCl的
溶解度更小,当溶液中Cl-消耗完时,才会产生砖红色沉淀三颈烧瓶产生水蒸气,将装置B中产生的氨气全部蒸出偏大 [Co(NH3)6]Cl3
【解析】
【分析】
Co(NH3)y Cl x中Co的化合价为+3,NH3为0,Cl为-1,则x=3,通过实验测出NH3和Cl的物质的量之比即得出结果。
【详解】
(1)①AgNO3不稳定,见光易分解成Ag和NO2和O2,发生的反应为:
2AgNO3光照
2Ag↓+2NO2↑+O2↑,故答案为:2AgNO3
光照
2Ag↓+2NO2↑+O2↑;
②若滴定终点读数时滴定管下口悬挂了一滴液体,使得V2读数偏大,导致滴定结果骗大,故答案为:偏大;
③一方面Ag2CrO4为砖红色,另一方面由K sp(AgCl)=1.8×10-10、K sp(Ag2CrO4)=1.12×10-12可知,AgCl饱和溶液中c(Ag+-5
1.810mol/L,Ag2CrO4饱和溶液中c(Ag+31.12-4mol/L,所以,AgCl的溶解度更小,当滴入AgNO3时溶解度小的沉淀先形成,当AgCl形成的差不多的时候,溶液中Cl-几乎沉淀完了,此时再滴AgNO3溶液就会立刻产生Ag2CrO4,即终点的时候会产生砖红色沉淀,故答案为:Ag2CrO4为砖红色,由Ksp可知AgCl的溶解度更小,当溶液中Cl-消耗完时,才会产生砖红色沉淀;
(2)图4为三颈烧瓶,装置A的作用是产生水蒸气,将装置B中产生的氨气全部蒸出,如果没有6的冰盐水,HCl吸收氨气时可能形成倒吸,溶液中的HCl有一部分被倒吸,被反滴定的HCl的量就少,计算吸收氨气时的HCl就偏大,氨气的含量就偏大,故答案为:三颈烧瓶;产生水蒸气,将装置B中产生的氨气全部蒸出;偏大;
(3)滴定Cl-时,2.675g样品消耗30mL 1.00mol·L-1AgNO3,所以n(Cl-)=n(Ag+)=1.00mol·L-
1×30mL×10-3=0.03mol,测定氨时,2.675g样品消耗1.00mol·L-1盐酸60.00mL,所以
n(NH3)=n(HCl)= 1.00mol·L-1×60.00mL×10-3=0.06mol,故n(Cl-):n(NH3)=0.03:0.06=1:2,由于化合物Co x(NH3)y Cl x中Co的化合价为+3,NH3的化合价为O,Cl的化合价为-1,所以x=3,
y=6,该化合物为:[Co(NH3)6]Cl3,故答案为:[Co(NH3)6]Cl3。
【点睛】
测氨的含量时HCl总物质的量=氨气消耗的HCl的物质的量+反滴定时NaOH消耗的HCl的物质的量。
7.某小组同学探究物质的溶解度大小与沉淀转化方向之间的关系。
(查阅资料)
物质BaSO4BaCO3AgI AgCl
溶解度/g(20℃) 2.4×10-4 1.4×10-3 3.0×10-7 1.5×10-4
(实验探究)
(一)探究BaCO3和BaSO4之间的转化,实验操作如下所示:
试剂A试剂B试剂C加入盐酸后的现象实验Ⅰ
实验ⅡBaCl2
Na2CO3Na2SO4……
Na2SO4Na2CO3有少量气泡产生,沉淀部分溶解
(1)实验Ⅰ说明BaCO3全部转化为BaSO4,依据的现象是加入稀盐酸后,__________。
(2)实验Ⅱ中加入稀盐酸后发生反应的离子方程式是_________。
(3)实验Ⅱ说明沉淀发生了部分转化,结合BaSO4的沉淀溶解平衡解释原因:
___________。
(二)探究AgCl和AgI之间的转化。
(4)实验Ⅲ:证明AgCl转化为AgI。
甲溶液可以是______(填字母代号)。
a AgNO3溶液
b NaCl溶液
c KI溶液
(5)实验Ⅳ:在试管中进行溶液间反应时,同学们无法观察到AgI 转化为AgCl ,于是又设计了如下实验(电压表读数:a >c >b >0)。
装置 步骤 电压表读数
ⅰ.按图连接装置并加入试剂,闭合K
a ⅱ.向B 中滴入AgNO 3(aq ),至沉淀完全
b ⅲ.再向B 中投入一定量NaCl (s )
c ⅳ.重复ⅰ,再向B 中加入与ⅲ等量的NaCl (s ) a 注:其他条件不变时,参与原电池反应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,原电池的电压越大;离子的氧化性(或还原性)强弱与其浓度有关。
①查阅有关资料可知,Ag +可氧化I -
,但AgNO 3溶液与KI 溶液混合总是得到AgI 沉淀,原因是氧化还原反应速率__________(填“大于”或“小于”)沉淀反应速率。
设计(-)
石墨(s )[I -(aq )//Ag +(aq )]石墨(s )(+)原电池(使用盐桥阻断Ag +与I -的相互接触)如上图所示,则该原电池总反应的离子方程式为________。
②结合信息,解释实验Ⅳ中b <a 的原因:__________。
③实验Ⅳ的现象能说明AgI 转化为AgCl ,理由是_________。
(实验结论)溶解度小的沉淀容易转化为溶解度更小的沉淀,反之则不易;溶解度差别越大,由溶解度小的沉淀转化溶解度较大的沉淀越难实现。
【答案】沉淀不溶解,无气泡产生或无明显现象 BaCO 3+2H +=Ba 2++CO 2↑+H 2O BaSO 4
在溶液中存在沉淀溶解平衡BaSO 4(s) 垐?噲
?Ba 2+(aq)+SO 42−(aq),当加入浓度较高的Na 2CO 3溶液,CO 32-与Ba 2+结合生成BaCO 3沉淀,使上述平衡向右移动 b 小于 2Ag ++2I -=I 2+2Ag 生成AgI 沉淀使B 中的溶液中的c (I -)减小,I -还原性减弱,原电池的电压减小 实验步骤ⅳ表明Cl -本身对该原电池电压无影响,实验步骤ⅲ中c >b 说明加入Cl -使c (I -
)
增大,证明发生了AgI (s)+Cl -(aq )垐?噲? AgCl (s)+I -(aq ) 【解析】
【分析】
⑴因为BaCO 3能溶于盐酸,放出CO 2气体,BaSO 4不溶于盐酸。
⑵实验Ⅱ是将少量BaCl 2中加入Na 2SO 4溶液中,再加入Na 2CO 3溶液使部分BaSO 4转化为BaCO 3,则加入盐酸后有少量气泡产生,沉淀部分溶解。