2020-2021备战高考化学综合题专练∶化水溶液中的离子平衡附答案解析

2020-2021备战高考化学综合题专练∶化水溶液中的离子平衡附答案解析

一、水溶液中的离子平衡

1．人体血液里Ca2＋的浓度一般采用mg·cm-3来表示。抽取一定体积的血样，加适量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液，可析出草酸钙(CaC2O4)沉淀，将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸(H2C2O4)，再用KMnO4溶液滴定即可测定血液样品中Ca2+的浓度。某研究性学习小组设计如下实验步骤测定血液样品中Ca2+的浓度。

（配制KMnO4标准溶液）如图是配制50mL KMnO4标准溶液的过程示意图。

（1）请你观察图示判断，其中不正确的操作有__________(填序号)。

（2）如果用图示的操作配制溶液，所配制的溶液浓度将__________(填“偏大”或“偏小”)。

（测定血液样品中Ca2＋的浓度）抽取血样20.00mL，经过上述处理后得到草酸，再用

0.020mol·L－1 KMnO4溶液滴定，使草酸转化成CO2逸出，这时共消耗12.00mL KMnO4溶液。（3）已知草酸跟KMnO4溶液反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn x++10CO2↑+8H2O则方程式中的x=__________。

（4）经过计算，血液样品中Ca2+的浓度为__________mg·cm-3。

【来源】山东省章丘四中2020届高三10月月考化学试题

【答案】②⑤偏小2 1.2

【解析】

【分析】

(1)根据图示分析配制一定物质的量浓度的溶液的操作正误；

(2)根据仰视刻度线，会使溶液体积偏大判断；

(3)根据电荷守恒进行分析；

(4)根据滴定数据及钙离子与高锰酸钾的关系式计算出血液样品中Ca2+的浓度。

【详解】

(1)由图示可知②⑤操作不正确，②不能在量筒中溶解固体，⑤定容时应平视刻度线，至溶液凹液面与刻度线相切；

(2)如果用图示的操作配制溶液，由于仰视刻度线，会使溶液体积偏大，所配制的溶液浓度将偏小；

(3)根据电荷守恒，(-1×2)+(+1×6)=+x×2，解得，x=2，草酸跟KMnO 4反应的离子方程式为：2MnO 4-+5H 2C 2O 4+6H +═2Mn 2++10CO 2↑+8H 2O ；

(4)血样20.00mL 经过上述处理后得到草酸，草酸消耗的消耗的高锰酸钾的物质的量为：0.020mol/L×0.012L=2.4×10-4mol ，根据反应方程式2MnO 4-

+5H 2C 2O 4+6H +═2Mn 2++10CO 2↑+8H 2O ，及草酸钙的化学式CaC 2O 4，可知：

n(Ca 2+)=n(H 2C 2O 4)=52n(MnO 4-)=2.5×2.4×10-4mol=6×10-4mol ，Ca 2+的质量为：40g/mol×6×10-

4mol=0.024g=24mg ，钙离子的浓度为：324mg 20cm

=1.2mg/cm 3。 【点睛】 要学会配制一定物质的量浓度溶液的常见误差分析的基本方法：紧抓c=n V

分析，如：用量筒量取浓硫酸倒入小烧杯后，用蒸馏水洗涤量筒并将洗涤液转移至小烧杯中，用量筒量取液体药品，量筒不必洗涤，因为量筒中的残留液是量筒的自然残留液，在制造仪器时已经将该部分的体积扣除，若洗涤并将洗涤液转移到容量瓶中，导致n 偏大，所配溶液浓度偏高；再如：配制氢氧化钠溶液时，将称量好的氢氧化钠固体放入小烧杯中溶解，未冷却立即转移到容量瓶中并定容，容量瓶上所标示的使用温度一般为室温，绝大多数物质在溶解或稀释过程中常伴有热效应，使溶液温度升高或降低，从而影响溶液体积的准确度，氢氧化钠固体溶于水放热，定容后冷却至室温，溶液体积缩小，低于刻度线，导致V 偏小，浓度偏大，若是溶解过程中吸热的物质，则溶液浓度偏小等。

2．以环己醇为原料制取己二酸[HOOC(CH 2)4COO H]的实验流程如下：

其中“氧化”的实验过程：在250mL 四颈烧瓶中加入50 mL 水和3.18g 碳酸钠，低速搅拌至碳酸钠溶解，缓慢加入9.48g(约0.060 mol)高锰酸钾，按图示搭好装置：

打开电动搅拌，加热至35℃，滴加3.2 mL(约 0.031 mol) 环己醇，发生的主要反应为：

-

KMnO/OH

−−−−→ KOOC(CH2)4COOK ∆H＜0

4

＜50℃

(1)“氧化”过程应采用____________加热

(2)“氧化”过程为保证产品纯度需要控制环己醇滴速的原因是：_______________。

(3)为证明“氧化”反应已结束，在滤纸上点1滴混合物，若观察到___________则表明反应已经完成。

(4)“趁热抽滤”后，用___________进行洗涤(填“热水”或“冷水")。

(5)室温下，相关物质溶解度如表：

化学式己二酸NaCl KCl

溶解度g/100g水 1.4435.133.3

“蒸发浓缩”过程中，为保证产品纯度及产量，应浓缩溶液体积至_________(填标号)

A．5mL B．10mL C．15mL D．20mL

(6)称取己二酸(Mr-=146 g/mol)样品0.2920 g，用新煮沸的50 mL 热水溶解，滴入2滴酚酞试液，用0.2000 mol/L NaOH 溶液滴定至终点，消耗 NaOH 的平均体积为 19.70 mL。NaOH 溶液应装于____________(填仪器名称)，己二酸样品的纯度为________。

【来源】四川省成都七中2020届高三理科综合二诊模拟考试化学试题

【答案】水浴为保证反应温度的稳定性(小于50℃)或控制反应温度在50℃以下未出现紫红色热水 C 碱式滴定管 98.5%

【解析】

【分析】

由题意可知，三颈烧瓶中加入3.18克碳酸钠和50mL水，低温搅拌使其溶解，然后加入9.48g高锰酸钾，小心预热溶液到35℃，缓慢滴加3.2mL环己醇，控制滴速，使反应温度维持在45℃左右，反应20min后，再在沸水浴上加热5min促使反应完全并使MnO2沉淀凝聚，加入适量亚硫酸氢钠固体除去多余高锰酸钾，趁热过滤得到MnO2沉淀和含有己二酸钾的滤液，用热水洗涤MnO2沉淀，将洗涤液合并入滤液，热浓缩使滤液体积减少至

10mL左右，趁热小心加入浓硫酸，使溶液呈强酸性(调节pH＝1～2)，冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥，得己二酸白色晶体；

(1)氧化过程需要使反应温度维持在35℃左右；

(2)因为滴速对溶液的温度有影响，为保证产品纯度，需要控制反应温度；

(3)为证明“氧化”反应已结束，就是检验无高锰酸钾即可；

(4)根据减少物质的损失，结合物质溶解度与温度的关系分析；

(5)室温下，根据相关物质溶解度，“蒸发浓缩”过程中，要保证产品纯度及产量，就是生成的杂质要依然溶解在溶液中，据此计算应浓缩溶液体积；

(6)①根据仪器的特点和溶液的性质选取仪器；

②称取已二酸(Mr＝146g/mol)样品0.2920g，用新煮沸的50mL热水溶解，滴入2滴酚酞试液，用0.2000mol/L NaOH溶液滴定至终点，进行平行实验及空白实验后，消耗NaOH的平