有关质量分数计算

有关质量分数计算1． 碳、硫的含量影响钢铁性能。

碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中的碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。

(1)采用装置A ，在高温下将x g 钢样中的碳、硫转化为CO 2、SO 2。

①气体a 的成分是______。

②若钢样中硫以FeS 形式存在，A 中反应： 3FeS ＋5O 2=====高温1________＋3________。

(2)将气体a 通入测硫装置中(如图)，采用滴定法测定硫的含量。

①H 2O 2氧化SO 2的化学方程式：__________________。

②用NaOH 溶液滴定生成的H 2SO 4，消耗z mL NaOH 溶液。

若消耗1 mL NaOH 溶液相当于硫的质量为y g ，则该钢样中硫的质量分数：________。

(3)将气体a 通入测碳装置中(如图)，采用重量法测定碳的含量。

①气体a 通过B 和C 的目的是________________________________________。

②计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是 27．(1)①O 2、SO 2、CO 2 ②Fe 3O 4 SO 2 (2)①H 2O 2＋SO 2===H 2SO 4 ②yz x(3)①排除SO 2对CO 2测定的干扰 ②吸收CO 2前、后吸收瓶的质量[解析] (1)①钢样进行灼烧，碳、硫转化为二氧化碳和二氧化硫，所以气体成分为CO 2、SO 2和O 2；②若硫元素的存在形式为FeS ，根据给出的化学计量数，3后面的物质为SO 2，则根据质量守恒确定1后面的物质为Fe 3O 4，化学方程式为3FeS ＋5O 2=====高温Fe 3O 4＋3SO 2。

(2)①H 2O 2与SO 2反应的化学方程式为H 2O 2＋ SO 2=== H 2SO 4；②根据消耗1 mL 的氢氧化钠溶液相当于硫含量y g ，则消耗z mL 的氢氧化钠溶液相当于含硫量为zy g ，则钢样中硫含量为zy x。

(3)气体中既含有二氧化硫又含有二氧化碳，测定二氧化碳前必须除去二氧化硫，避免干扰，所以B 、C 装置用于除去二氧化碳中的二氧化硫，测定碳的含量即测定二氧化碳的量，因此需要测定的数据是吸收二氧化碳装置(二氧化碳吸收瓶)前后的质量(质量差值为二氧化碳的质量)。

2．称取1.840 g 小苏打样品（含少量NaCl ），配置成250 mL 溶液，取出25.00 mL 用0.1000 mol/L 盐酸滴定，消耗盐酸21.50 mL 。

实验中所需要的定量仪器除滴定管外，还有_____________________________________。

选用甲基橙而不选酚酞作为指示剂的原因是____________________________________。

样品中NaHCO 3质量分数为_____________________。

（保留3位小数）答案：天平 250mL 容量瓶使用甲基橙易判断滴定终点，误差小 0.982解析：溶液配制实验中需要天平称量，250 mL 容量瓶用来定容； 碳酸氢钠溶液的PH 本来就接近8.2，与酚酞变色的PH 接近，变色时的PH 和反应终点的PH 不好判断；而使用甲基橙容易判断终点，且反应产生的二氧化碳不能全部逸出使溶液偏酸性，因此使用甲基橙的误差小；样品中NaHCO 3质量分数为0.1×0.0215×10×84/1.84 = 0.9823． [2014·天津卷] Na 2S 2O 3是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定。

Ⅰ.制备Na 2S 2O 3·5H 2O反应原理：Na 2SO 3(aq)＋S(s)=====△Na 2S 2O 3(aq) 实验步骤：①称取15 g Na 2SO 3加入圆底烧瓶中，再加入80 mL 蒸馏水。

另取5 g 研细的硫粉，用3 mL 乙醇润湿，加入上述溶液中。

②安装实验装置(如图所示，部分夹持装置略去)，水浴加热，微沸60 min 。

③趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出Na2S2O3·5H2O，经过滤、洗涤、干燥，得到产品。

回答问题：(1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是__________________________。

(2)仪器a的名称是________，其作用是____________________。

(3)产品中除了有未反应的Na2SO3外，最可能存在的无机杂质是______________。

检验是否存在该杂质的方法是____________________________。

(4)该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子反应方程式表示其原因：________________________________________________________________________Ⅱ.测定产品纯度准确称取W g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.100 0 mol·L－1碘的标准溶液滴定。

反应原理为2S2O2－3＋I2===S4O2－6＋2I－(5)滴定至终点时，溶液颜色的变化：____________________________________________。

(6)滴定起始和终点的液面位置如图，则消耗碘的标准溶液体积为__________mL。

产品的纯度为(设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M)______________。

Ⅲ.Na2S2O3的应用(7)Na2S2O3还原性较强，在溶液中易被Cl2氧化成SO2－4，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式为____________________________________________。

9．(1)使硫粉易于分散到溶液中(2)冷凝管冷凝回流(3)Na2SO4取少量产品溶于过量盐酸，过滤，向滤液中加BaCl2溶液，若有白色沉淀，则产品中含有Na2SO4(4)S2O2－3＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O(5)由无色变蓝色(6)18.103.620×10－3MW×100%(7)S2O2－3＋4Cl2＋5H2O===2SO2－4＋8Cl－＋10H＋[解析] (1)硫粉难溶于水，微溶于乙醇，故硫粉用乙醇润湿后易扩散到溶液中。

(2)装置中仪器a是冷凝管，起冷凝回流汽化的反应物的作用。

(3)因反应物Na2SO3易被空气中的氧气氧化成Na2SO4，故可能存在的无机杂质是Na 2SO 4；检验产品中是否含有Na 2SO 4，即检验SO 2－4是否存在，需要防止SO 2－3的干扰，故不能用具有强氧化性的硝酸酸化，而应用盐酸酸化，过滤除去不溶物，再向滤液中滴加氯化钡溶液。

(4)产品发黄，说明产品中含有硫杂质，这是由于在酸性环境中Na 2S 2O 3不稳定，发生歧化反应：2H ＋＋S 2O 2－3===S↓＋SO 2↑＋H 2O 所致。

(5)滴定终点时，过量的单质碘使无色的淀粉溶液变蓝，可指示滴定终点。

(6)起始读数为0.00 mL ，终点读数为18.10 mL ，所以消耗碘的标准溶液的体积为18.10 mL －0.00 mL ＝18.10 mL ；根据2Na 2S 2O 3·5H 2O ～2S 2O 2－3～I 2，得n (Na 2S 2O 3·5H 2O) ＝2n (I 2)＝2×0.100 0 mol·L －1×18.10×10－3 L ＝3.620×10－3 mol ，则产品的纯度3.620×10－3 mol×M g/mol W g ×100%＝3.620×10－3M W×100%。

(7)S 2O 2－3被Cl 2氧化成SO 2－4，Cl 2被还原为Cl －，首先根据化合价升降总数相等写出S 2O 2－3＋4Cl 2→2SO 2－4＋8Cl －，然后根据原子守恒和电荷守恒写出S 2O 2－3＋4Cl 2＋5H 2O===2SO 2－4＋8Cl －＋10OH －。

4．部分氧化的FeCu 合金样品（氧化产物为Fe 2O 3、CuO ）共5.76g ，经如下处理：下列说法正确的是（ ）A ． 滤液A 中的阳离子为Fe 2+、Fe 3+、H +B ． 样品中CuO 的质量为4.0gC ． V =448D ． 原样品中Fe 元素的质量分数为41%考点： 化学方程式的有关计算；有关混合物反应的计算．专题： 计算题．分析： 硫酸足量，氧化性：Fe 3+＞Cu 2+＞H +，铁离子优先反应，由于滤液A 中不含铜离子，且有气体氢气生成，则滤液A 中不含铁离子，滤渣3.2g 为金属铜，物质的量为0.05mol ，即合金样品中总共含有铜元素0.05mol ，利用极限法判断样品中CuO 的质量问题； 滤液A 中加入足量氢氧化钠溶液，所得滤渣灼烧得到的固体3.2g 为Fe 2O 3，物质的量为0.02mol ，铁元素的物质的量为0.04mol ，滤液A 溶质为过量H 2SO 4和FeSO 4，而铁元素物质的量为0.04mol ，说明参加反应硫酸物质的量为0.04mol ，硫酸含氢离子0.08mol ，其中部分氢离子生成氢气，另外的H +和合金中的氧结合成水了，计算合金中氧元素的质量，进而计算合金中氧原子的物质的量，计算氧原子结合氢离子物质的量，再根据H 原子守恒生成氢气的体积，根据质量分数定义计算Fe 元素质量分数．解答： 解：A ．由于氧化性Fe 3+＞Cu 2+＞H +，铁离子优先反应，由于滤液A 中不含铜离子，且硫酸足量，滤液A 中阳离子为Fe 2+、H +，故A 错误；B ．由于硫酸过量，生成氢气，滤液中不含铜离子，滤渣3.2g 为金属铜，铜元素的物质的量为=0.05mol ，若全部为氧化铜，氧化铜的质量为：80g/mol ×0.05mol=4.0g ，由于部分铜被氧化成氧化铜，则样品中氧化铜的质量一定小于4.0g ，故B 错误；C ．滤液A 中加入足量氢氧化钠溶液，所得滤渣灼烧得到的固体3.2g 为Fe 2O 3，其物质的量==0.02mol ，铁元素的物质的量为0.04mol ，滤液A 中溶质为过量H 2SO 4和FeSO 4，说明参加反应硫酸物质的量为0.04mol ，含氢离子0.08mol ，其中部分氢离子生成氢气，另外的H +和合金中的氧结合成水了，合金中Fe 元素质量=0.04mol ×56g/mol=2.24g ，故合金中氧原子的物质的量=0.02mol，它结合氢离子0.04mol，所以硫酸中有0.08mol﹣0.04mol=0.04mol H+生成氢气，即生成0.02mol氢气，标况体积=0.02mol×22.4L/mol=0.448L=448mL，故C正确；D．合金中Fe元素的质量为：56g/mol×0.04mol=2.24g，故合金中Fe元素质量分数=×100%=38.89%，故D错误，故选C．：6．淀粉水解的产物（C6H12O6）用硝酸氧化可以制备草酸，装置如图1所示（加热、搅拌和仪器固定装置均已略去）：实验过程如下：①将1：1的淀粉水乳液与少许硫酸（98%）加入烧杯中，水浴加热至85℃～90℃，保持30min，然后逐渐将温度降至60℃左右；②将一定量的淀粉水解液加入三颈烧瓶中；③控制反应液温度在55～60℃条件下，边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸（65%HNO3、98%H2SO4的质量比为2：1.5）溶液；④反应3h左右，冷却，过滤后再重结晶得草酸晶体．硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应：C6H12O6+12HNO3→3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2OC6H12O6+8HNO3→6CO2+8NO↑+10H2O3H2C2O4+2HNO3→6CO2+2NO↑+4H2O请回答下列问题：（1）实验①加入98%硫酸少许的目的是：加快淀粉水解的速度．（2）冷凝水从a口进入，但实验中若混酸滴加过快，将导致草酸产量下降，其原因是温度过高、硝酸浓度过大，导致H2C2O4进一步被氧化．（3）检验淀粉是否水解完全所用的试剂为碘水．（4）当尾气中n（NO2）：n（NO）=1：1时，过量的NaOH溶液能将NO x全部吸收，发生的化学反应方程式为：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O．（5）将产品在恒温箱内约90℃以下烘干至恒重，得到二水合草酸．用KMnO4标准溶液滴定，该反应的离子方程式为：2MnO4﹣+5H2C2O4+6H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O称取该样品0.12g，加适量水完全溶解，然后用0.020mol•L﹣1的酸性KMnO4溶液滴定至终点（杂质不参与反应），此时滴定终点的现象为溶液颜色由无色变为紫红色（或淡紫色），且半分钟内不褪色．滴定前后滴定管中的液面读数如图2所示，则该草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数为84.0%．6.过氧化钙（CaO2）是一种白色结晶性粉末，极微溶于水，不溶于醇类、乙醚等。