2019年高考化学真题专题分类汇编 专题十 化学实验知识综合应用 (解析版)

专题十 化学实验知识综合应用 （解析版）1.【2019 北京 】9.化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量（废水中不含干扰测定的物质）。

Ⅰ．用已准确称量的KBrO 3固体配制一定体积的a mol·L −1 KBrO 3标准溶液； Ⅱ．取v 1 mL 上述溶液，加入过量KBr ，加HSO 4酸化，溶液颜色呈棕黄色；Ⅲ．向Ⅱ所得溶液中加入v 2 mL 废水；Ⅳ．向Ⅲ中加入过量KI ；Ⅴ．用b mol·L −1 Na 2S 2O 3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时，滴加2滴淀粉溶液，继续滴定至终点，共消耗Na 2S 2O 3溶液v 2 mL 。

已知：I 2+2Na 2S 2O 3=2NaI+ Na 2S 4O 6Na 2S 2O 3和Na 2S 4O 6溶液颜色均为无色（1）Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和____________。

（2）Ⅰ中发生反应的离子方程式是_______________________________。

（3）Ⅲ中发生反应的化学方程式是_________________________________。

（4）Ⅳ中加KI 前，溶液颜色须为黄色，原因是______________________________。

（5）KI 与KBrO 3物质的量关系为n （KI ）≥6n （KBrO 3）时，KI 一定过量，理由是________。

（6）Ⅴ中滴定至终点的现象是_____________________________。

（7）废水中苯酚的含量为___________g·L −1（苯酚摩尔质量：94 g·mol −1）。

（8）由于Br 2具有____________性质，Ⅱ~Ⅳ中反应须在密闭容器中进行，否则会造成测定结果偏高。

【答案】 (1). 容量瓶、量筒 (2). BrO 3- + 5Br - + 6H + = 3Br 2 + 3H 2O(3).(4). Ⅱ中生成的Br 2与废水中苯酚完全反应后，Ⅲ中溶液颜色为黄色，说明有Br 2剩余，剩余Br 2与过量KI反应生成I 2可利用后续滴定法测量，从而间接计算苯酚消耗的Br 2(5). Ⅱ中反应为KBrO 3 + 5KBr + 3H 2SO 4=3K 2SO 4+ 3Br 2 + 3H 2O 可知3n(KBrO 3)=n(Br 2)，Ⅱ中Br 2部分与苯酚反应，剩余溴在Ⅳ中反应为Br 2+2KI=I 2+2KBr ，若剩余溴完全反应，则n(KI)≥ 2n(Br 2)，推知n(KI )≥6n(KBrO 3)(6). 当滴入最后一滴Na 2S 2O 3标准溶液时，溶液由蓝色变为无色，且30s 不变色(7). 13294(6av -bv )6v (8). 挥发【解析】本题考查氧化还原反应滴定的综合运用。

苯酚与溴反应快速灵敏，但滴定终点难以判断，因而制得一定量的溴分别与苯酚和KI 反应（溴须完全反应完），而溴与KI 反应生成的I 2与Na 2S 2O 3进行滴定分析，因而直接测出与KI 反应所消耗的溴，进而计算出与苯酚反应消耗的溴，最后根据苯酚与溴反应的系数计算废水中苯酚的浓度。

（1）准确称量KBrO 3固体配置溶液所需的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管，一定规格的容量瓶，因而该空填容量瓶、量筒；（2）KBrO 3溶液中加入KBr 和H 2SO 4，溶液颜色呈棕黄色，说明生成Br 2，根据缺项配平可知该离子方程式为BrO 3- + 5Br - + 6H + = 3Br 2 + 3H 2O ；（3）苯酚和溴水反应得到白色沉淀2,4,6-三溴苯酚，化学方程式为； （4）该测量过程是利用一定量的溴分别与苯酚和KI 反应，注意溴须反应完全，且一定量溴的总量已知，部分溴与KI 反应生成的I 2可利用氧化还原滴定法测量，进而计算出与KI 反应的溴的消耗量，将一定量溴减去与KI 反应的溴的消耗量，可得与苯酚反应的溴的消耗量，因而一定量的溴与苯酚反应完，必须有剩余的溴与KI 反应，Ⅲ中反应结束时，若溶液显黄色说明苯酚反应完，且有溴剩余，以便与KI 反应，故原因为Ⅱ中生成的Br 2与废水中苯酚完全反应后，Ⅲ中溶液颜色为黄色，说明有Br 2剩余，剩余Br 2与过量KI 反应，从而间接计算苯酚消耗的Br 2；（5）Ⅱ中反应为KBrO 3 + 5KBr + 3H 2SO 4=3K 2SO 4+ 3Br 2 + 3H 2O 可知3n(KBrO 3)=n 1(Br 2)，Ⅱ中Br 2部分与苯酚反应，剩余溴的量设为n 2(Br 2)（n 1(Br 2)>n 2(Br 2)）在Ⅳ中反应为Br 2+2KI=I 2+2KBr ，若剩余溴完全反应，则n(KI)≥ 2n 2(Br 2)，推知n(KI)≥6n(KBrO 3)；因而当n(KI)≥6n(KBrO 3)，KI 一定过量；（6）Ⅴ中含碘的溶液内加入淀粉，溶液显蓝色，随着Na 2S 2O 3溶液滴入，蓝色变浅直至消失，因而当滴入最后一滴Na 2S 2O 3标准溶液时，溶液由蓝色变为无色，且30s 不变色；（7）n(BrO 3-)=av 1×10-3mol ，根据反应BrO 3- + 5Br - + 6H + = 3Br 2 + 3H 2O 可知n(Br 2)=3av 1×10-3mol ，溴分别与苯酚和KI 反应，先计算由KI 消耗的溴的量，设为n 1(Br 2)，根据I 2+2Na 2S 2O 3=2NaI+Na 2S 4O 6可知I 2~2Na 2S 2O 3，又Br 2+2I -=I 2+2Br -可知Br 2~ I 2，可得Br 2~2Na 2S 2O 3，n(Na 2S 2O 3)= bv 3×10-3mol ，n 1(Br 2)=12bv 3×10-3mol ，再计算由苯酚消耗的溴的量，设为n 2(Br 2)= n(Br 2)- n 1(Br 2)=( 3av 1-12bv 3) ×10-3mol ，苯酚与溴水反应的计量数关系为3Br 2~C 6H 5OH ，n(C 6H 5OH)=13n 2(Br 2)=(av 1-16bv 3)×10-3mol ，废水中苯酚的含量=1321(av -bv )mol 94g /mol 6v L=13294(6av -bv )6v mol ； （8）Ⅱ中生成的溴须被苯酚和KI 完全反应掉，而溴有挥发性，反应时须在密闭容器中进行。

2.【2019 江苏 】18.聚合硫酸铁[Fe 2(OH)6-2n (SO 4)n ]m 广泛用于水的净化。

以FeSO 4·7H 2O 为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。

（1）将一定量的FeSO 4·7H 2O 溶于稀硫酸，在约70 ℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H 2O 2溶液，继续反应一段时间，得到红棕色黏稠液体。

H 2O 2氧化Fe 2+的离子方程式为________；水解聚合反应会导致溶液的pH________。

（2）测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数：准确称取液态样品3.000 g ，置于250 mL 锥形瓶中，加入适量稀盐酸，加热，滴加稍过量的SnCl 2溶液（Sn 2+将Fe 3+还原为Fe 2+），充分反应后，除去过量的Sn 2+。

用5.000×10−2 mol·L −1 K 2Cr 2O 7溶液滴定至终点（滴定过程中227Cr O -与Fe 2+反应生成Cr 3+和Fe 3+），消耗K 2Cr 2O 7溶液22.00 mL 。

①上述实验中若不除去过量的Sn 2+，样品中铁的质量分数的测定结果将________（填“偏大”或“偏小”或“无影响”）。

②计算该样品中铁的质量分数（写出计算过程）_____。

【答案】 (1). 2Fe 2++ H 2O 2+2H +2Fe 3++2H 2O 减小 (2).①偏大② n (227Cr O -)=5.000×10−2 mol ·L −1×22.00 mL×10−3 L ·mL −1=1.100×10−3 mol 由滴定时227Cr O -→Cr 3+和Fe 2+→Fe 3+，根据电子得失守恒可得微粒的关系式：227Cr O -~6Fe 2+（或227Cr O -+14H ++6Fe 2+6Fe 3++2Cr 3++7H 2O ） 则n (Fe 2+)=6n (227Cr O -)=6×1.100×10−3 mol=6.600×10−3 mol 样品中铁元素的质量：m (Fe)=6.600×10−3 mol×56 g ·mol −1=0.3696 g 样品中铁元素的质量分数：w (Fe)=0.3696g 3.000g ×100%=12.32% 【解析】（1）Fe 2+具有还原性，在溶液中被氧化成Fe 3+，H 2O 2具有氧化性，其还原产物为H 2O ，根据得失电子守恒可写出反应2Fe 2++H 2O 2→2Fe 3++2H 2O ，根据溶液呈酸性、结合原子守恒和电荷守恒，H 2O 2氧化Fe 2+的离子方程式为2Fe 2++H 2O 2+2H +=2Fe 3++2H 2O ；H 2O 2氧化后的溶液为Fe 2（SO 4）3溶液，Fe 2（SO 4）3发生水解反应Fe 2（SO 4）3+（6-2n ）H 2O Fe 2（OH ）6-2n （SO 4）n +（3-n ）H 2SO 4，Fe 2（OH ）6-2n （SO 4）n 聚合得到聚合硫酸铁，根据水解方程式知水解聚合反应会导致溶液的酸性增强，pH 减小。

答案：2Fe 2++H 2O 2+2H +=2Fe 3++2H 2O 减小（2）①根据题意，Sn 2+能将Fe 3+还原为Fe 2+，发生的反应为Sn 2++2Fe 3+=Sn 4++2Fe 2+，根据还原性：还原剂>还原产物，则还原性Sn2+>Fe2+，实验中若不除去过量的Sn2+，则加入的K 2Cr2O7先氧化过量的Sn2+再氧化Fe2+，导致消耗的K2Cr2O7溶液的体积偏大，则样品中铁的质量分数的测定结果将偏大。

答案：偏大②实验过程中消耗的n（Cr2O72-）=5.000×10-2mol/L×22.00mL×10-3L/mL=1.100×10-3mol由滴定时Cr2O72-→Cr3+和Fe2+→Fe3+，根据电子得失守恒，可得微粒的关系式：Cr2O72-~6Fe2+（或Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O）则n（Fe2+）=6n（Cr2O72-）=6×1.100×10-3mol=6.6×10-3mol（根据Fe守恒）样品中铁元素的质量：m（Fe）=6.6×10-3mol×56g/mol=0.3696g样品中铁元素的质量分数：ω（Fe）=0.3696g3.000g×100%=12.32%。