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2024届高三化学一轮复习(小题训练)--酸碱中和滴定
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这是一份2024届高三化学一轮复习(小题训练)--酸碱中和滴定,共23页。试卷主要包含了单选题,实验题等内容,欢迎下载使用。
2024届高三化学一轮复习(小题训练)--酸碱中和滴定
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.常温下,在 20mL、c mol·L-1某酸 HR 溶液中滴加 0.1000mol·L-1氢氧化钠溶液,溶液的 pH 与氢氧化钠溶液体积 V(NaOH)之间关系如图所示。下列说法一定不正确的是( )
A.c=0.1
B.HR 的电离方程式为 HR ⇌ H+ +R-
C.①点对应溶液中存在 c(R-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D.在①②③点对应的溶液中都存在 c(OH-)=c(H+)+c(HR)
2.葡萄酒中常加入亚硫酸盐作为食品添加剂,为检测某葡萄酒样品中亚硫酸盐的含量(通常以酒样中SO2的量计),某研究小组设计了如下实验(已知还原性:):下列说法不正确的是
A.葡萄酒中加亚硫酸盐的主要目的是作抗氧化剂,利用了亚硫酸盐的还原性
B.通入N2和煮沸的目的是为了将产生的气体从溶液中全部驱赶出
C.试剂A选择氯水,试剂B可选择NaOH标准液
D.试剂A选择碱液,调节吸收后溶液至中性,试剂B选择标准I2液
3.时,向溶液中滴入等浓度的溶液,混合溶液的与的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.时,的电离常数
B.图中
C.A点时,所滴入溶液的体积为
D.从A点到B点,水的电离程度不断增大
4.实验室中下列做法正确的是
A.可以用10mL量筒量取浓硫酸7.13mL
B.做焰色反应实验时,如果没有铂丝,可用玻璃棒代替
C.温度计不慎打破,散落的水银应用硫粉处理后收集
D.排除碱式滴定管尖嘴的气泡时,应挤压玻璃球,使液体快速流出,向下冲出气泡
5.下面关于中和滴定的实验操作叙述不正确的有
①将锥形瓶用蒸馏水和待测定的盐酸溶液进行洗涤
②取20 mL待测定的盐酸溶液,注入锥形瓶中
③向锥形瓶中加入几滴酚酞试液为指示剂
④碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入已知浓度的NaOH溶液
⑤进行中和滴定时,一旦锥形瓶内溶液由无色变成粉红色,即可停止滴定
⑥记录数据,进行必要的数据处理和得出结论。
A.①④⑥ B.①②④ C.①②④⑤ D.②③⑤
6.下列有关实验操作的叙述正确的是
A.中和滴定实验中指示剂加的越多现象越明显
B.用50mL酸式滴定管可准确量取溶液
C.用量筒量取盐酸于50mL容量瓶中
D.酸碱中和滴定时,锥形瓶需用待测液润洗2次,再加入待测液
7.食醋总酸含量的测定实验中,滴定过程重复2-3次的目的是为了尽量减少
A.相对误差 B.绝对误差 C.偶然误差 D.系统误差
8.25℃时,用浓度为0.1000mol/L的NaOH溶液滴定体积均是20mL、浓度均为0.1000mol/L的三种酸HX、HY、HZ,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是()
A.酸性强弱顺序是HX>HY>HZ
B.由图象可知,HY为弱酸,其电离常数数量级为10-6
C.pH=2的HZ溶液加水稀释10倍,pH为3
D.加入20mLNaOH溶液时,只有HY溶液达到滴定终点
9.用下列实验装置进行相应实验,装置正确且能达到相应实验目的的是
A.用图1所示装置测定溶液的物质的量浓度(锥形瓶中质量已知)
B.用图2所示装置制取少量气体
C.用图3所示装置检验该条件下铁发生了析氢腐蚀
D.用图4所示装置从碘的四氯化碳溶液中分离出碘
10.某学生用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度。先准确称量10.0g含有少量中性易溶杂质的样品,配成500mL待测溶液,用待测烧碱溶液滴定0.200mol·L-1的盐酸标准液。下列操作会使烧碱样品纯度偏高的是
A.锥形瓶用蒸馏水洗净后,先用盐酸标准液润洗再装标准液
B.碱式滴定管用蒸馏水洗净后未润洗
C.滴定前碱式滴定管尖端气泡未排除,滴定后气泡消失
D.滴定前仰视碱式滴定管读数,滴定后俯视滴定管读数
11.下列实验误差分析错误的是
A.用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,所配溶液浓度偏小
B.滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,所测体积偏小
C.用润湿的pH试纸测稀碱溶液的pH,测定值偏小
D.测定中和反应的反应热时,将碱缓慢倒入酸中,所中和热数值偏小。
12.浓度均为三种酸、、,分别与溶液反应,导电能力与的体积变化如图所示,下列说法正确的是
A.曲线①是变化图象 B.曲线③是变化图象
C.曲线②的拐点是滴定终点 D.拐点后取决于导电能力
13.进行下列实验操作时,所用实验仪器错误的是
浓缩Na2CO3溶液
量取一定体积的NaOH溶液
溶解NaCl固体
提取碘水中的碘
A
B
C
D
A.A B.B C.C D.D
14.某兴趣小组组的同学向20 mL0.1 mol/L的NaOH溶液中均匀地逐滴加入0.1 mol/L的盐酸,并测得混合溶液的导电能力随时间变化的曲线如图所示,则下列说法错误的是
A.a时刻NaOH溶液与稀盐酸恰好完全反应
B.若把NaOH换成Ba(OH)2,同时盐酸换成H2SO4,那么a时刻的导电能力几乎为0
C.BC段溶液的导电能力不断增大,可能因为盐酸过量且导电能力更强导致
D.利用该实验原理,不能用已知浓度的盐酸来测定未知浓度的NaOH溶液的浓度
15.25°C时,用溶液滴定一元弱酸溶液,滴定曲线如图所示。已知:,下列说法正确的是
A.滴定时可选用甲基橙或紫色石蕊试液作指示剂
B.c点时溶液中
C.b点时溶液
D.a点时加入的溶液体积等于10mL
二、实验题
16.化合物(NH4)xFey(SO4)m是一种重要的化工原料。某实验小组为探究该物质的组成,进行如下实验:
(1)探究铁元素化合价
A.甲同学认为铁可能只有+3价;
B.乙同学认为铁可能只有+2价;
C.丙同学认为铁的化合价________________________________。
请设计实验,证明丙同学的结论:______________________________________。
(2)三位同学通过实验证明,铁的化合价为+2价。为了进一步探究该化合物的组成,设计了如下实验:
①准确称取4.36g样品,配制成100.00mL溶液A;
②准确量取20.00mL溶液A,用0.0200 mol·L-1的酸性KMnO4标准溶液滴定其中的Fe2+离子,消耗标准溶液的体积为40.00 mL;
③测定NH4+的含量;另取20.00mL溶液A,加入足量的NaOH溶液并充分加热,用100mL0.10 mol/L的稀盐酸吸收,再用0.10mol/LNaOH标准溶液滴定吸收液,消耗NaOH的体积为60mL。
Ⅰ.写出步骤②中发生的离子方程式__________________________________。
Ⅱ.步骤③中,加入NaOH溶液发生的化学反应方程式______________________________;加入的指示剂是_____________________,判断滴定终点的现象为_____________________,若滴定管在使用前未用NaOH标准溶液润洗,测得的NH4+含量将_____________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。Ⅲ. (NH4)xFey(SO4)m的化学简式为_________________________。
17.硫化锌(ZnS)是一种半导体材料,某小组在实验室制备硫化锌,制备原理:(CH3COO)2Zn+H2S=ZnS↓+2CH3COOH。装置如图所示:
请回答下列问题:
(1)装置B中盛装的试剂可能是____(填标号)。
a.NaOH溶液 b.饱和NaHS溶液 c.Na2S溶液 d.新制氯水
(2)装置A中发生反应的化学方程式为____。
(3)装置D中1molH2S完全反应时转移8mol电子,写出离子方程式:____。
(4)装置A能控制反应发生和停止。当装置C中完全反应后,停止装置A中反应的操作是____。
(5)实验完毕后,分离装置C中混合物得到较纯净的ZnS,其操作是____(填标号)、洗涤、干燥。
(6)测定ZnS产品纯度,准确称取mg样品溶于足量盐酸后,加热至不产生气泡,稀释至250mL溶液,准确量取25.00ml稀释后溶液于锥形瓶,调整pH在1.5与3之间,以二苯胺作指示剂,用cmol·L-1亚铁氢化钾K4[Fe(CN)6]标准溶液滴定至终点,消耗标准滴定液VmL。
已知:滴定反应为2Zn2++[Fe(CN)6]4-=Zn2[Fe(CN)6]↓。
①加热的目的是____。
②该产品中ZnS的质量分数为____%(用含c、V、m的代数式表示)。
③如果其他操作均正确,滴定前俯视读数,终点时仰视读数,测得结果____(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
18..化合物X含有三种元素,其中两种为非金属元素,且原子个数比为1:1,X不溶于水,能溶于强酸。某研究小组为探究其组成和性质,设计并完成了如下实验。
(1)X的化学式是____________________。
(2)写出检验黄色溶液中金属阳离子的实验操作:__________。
(3)黄色溶液中加入铜片,铜片表面被腐蚀,则对应的离子方程式是:_____________________。
II.已知黑色固体中不含单质。为进一步探究其组成,研究小组将上述所得固体全部溶于稀盐酸,配成100mL溶液,每次取20.00mL待测液于锥形瓶中,用2.000×10-2mol∙L-1 KMnO4标准溶液进行滴定,并记录实验的结果如下表:
组次
1
2
3
4
V标(mL)
20.00
20.02
19.99
19.99
(4)如何判断滴定终点:__________________。
(5)待测液中c(Fe2+) = ____________________。
(6)该黑色固体的化学式用FexOy形式可表示为_______________。
19.化学是一门以实验为基础的学科。回答下列问题:
Ⅰ.中和反应反应热的测定。
测定50mL0.50mol/L盐酸和50mL0.55mol/LNaOH溶液中和反应时放出的热量。
(1)采用稍过量的NaOH溶液的原因是_______。
(2)若两种溶液的密度均为,反应后生成溶液的比热容,反应过程中测得体系温度升高4℃,则该反应放出_______kJ热量。
Ⅱ.简易原电池反应。
(3)培养皿内装有含NaCl饱和溶液的琼脂,再滴入5~6滴酚酞溶液和溶液,混合均匀,铁钉用砂纸磨光,缠上铜丝放入培养皿中。一段时间后,可观察到没有缠铜丝的铁钉附近产生蓝色的_______(填化学式)沉淀;铜丝周围的现象是_______,发生的电极反应式为_______。
Ⅲ.已知某烧碱样品中含有NaCl杂质,为测定样品中NaOH的质量分数,进行如下步骤实验:
①称量1.0g样品溶于水,配成250mL溶液;
②准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中;
③滴加几滴酚酞溶液;
④用0.10mol/L的盐酸标准溶液滴定三次,每次消耗盐酸的体积记录如下:
滴定序号
待测液体积(mL)
所消耗盐酸标准液的体积(mL)
滴定前
滴定后
1
25.00
0.50
21.60
2
25.00
6.00
27.00
3
25.00
1.10
22.00
请回答:
(4)观察滴定到终点时溶液颜色的变化为_______。
(5)烧碱样品的纯度为_______。
(6)若出现下列情况,测定结果偏低的是_______。
a.滴定前用待测液冲洗锥形瓶
b.在振荡锥形瓶时不慎将瓶内溶液溅出
c.若在滴定过程中不慎将数滴酸液滴在锥形瓶外
d.盛装标准液的滴定管水洗后未用标准液再润洗
20.二氯异氰尿酸钠(NaC3N3O3Cl2)是一种高效广谱杀菌消毒剂,它常温下为白色固体,难溶于冷水。其制备原理为:。请选择下列部分装置制备二氯异氰尿酸钠并探究其性质。
请回答下列问题:
(1)仪器X的名称是___________。
(2)装置B的作用是___________。
(3)D中发生反应的化学方程式为___________。
(4)选择合适装置,按气流从左至右,导管连接顺序为___________(填字母)。
(5)实验时,先向A中通入氯气,生成高浓度的溶液后,再加入氰尿酸溶液,并在整个过程中不断通入一定量的氯气,其原因是___________。
(6)反应结束后,A中浊液经过滤、___________、___________得到粗产品mg。
(7)粗产品中含量测定。将mg粗产品溶于无氧蒸馏水中配制成100mL溶液,取20.00mL所配制溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5min。用标准溶液进行滴定,加入指示剂,滴定至终点,消耗溶液。(假设杂质不与反应,涉及的反应为:,)
①加入的指示剂是___________。
②则的百分含量为___________。(用含m,c,V的代数式表示)
参考答案:
1.D
【详解】A.由图象分析可知,当NaOH溶液加入20mL时,HR与NaOH恰好完全反应,说明HR溶液的浓度与NaOH溶液的浓度相等,则c=0.1,A选项正确;
B.两溶液浓度相等时,滴加NaOH溶液至中性时,消耗NaOH溶液的体积小于20mL,说明HR是弱酸,在水中部分电离,则电离方程式为HR⇌H++R-,B选项正确;
C.①点对应溶液中,溶质为HR、NaR,且二者浓度相等,溶液呈酸性,则c(R-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),C选项正确;
D.①②③点对应溶液中均有电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)=c(R-)+c(OH-),③点对应的溶液中物料守恒关系为c(Na+)=c(R-)+c(HR),结合电荷守恒,得质子守恒式为c(OH-)=c(H+)+c(HR),②点对应的溶液中溶质的量不确定,①点对应的溶液中溶质为HR、NaR,且二者物质的量浓度相等,物料守恒关系式为c(HR)+c(R-)=2c(Na+),结合电荷守恒的质子守恒为2c(H+)+c(HR)=2c(OH-)+c(R-),D选项错误;
2.C
【详解】A.亚硫酸盐具有较强的还原性,可以防止葡萄酒被氧化, A正确;
B.温度越高,气体在水中的溶解度越小,通入N2和煮沸可以将产生的气体从溶液中全部赶出,B正确;
C.若试剂A选择氯水,溶液中会有未反应的氯水,当试剂B选择NaOH标准液时,所耗NaOH标准液会偏大,造成结果有较大误差,C错误;
D.若试剂A选择碱液,调节吸收后溶液为中性,试剂B选择I2标准液,I2与亚硫酸盐反应生成硫酸盐,可以测定亚硫酸盐的含量, D正确;
故选C。
3.C
【详解】A.由图中A点可知,时,pH=3.25,求得的,A正确;
B.根据B点数据及的电离常数的关系式,,可求得,B正确;
C.当滴入溶液的体积为时,溶液为与浓度之比为1∶1的混合溶液,溶液中不等于1∶1,所以A点所加溶液的体积不是,C错误;
D.向HY中加NaOH,恰好完全反应时,溶液pH大于7,所以加入从A点到B点,是往中滴加溶液继续生成盐的过程,水的电离程度不断增大,D正确;
故答案为C。
4.C
【详解】A.量筒是一种粗略的量具,只能精确到小数点后一位,故只能用10mL量筒量取浓硫酸7.1mL,而不能量取7.13mL,A错误;
B.由于玻璃中含有钠元素,故做焰色反应实验时,如果没有铂丝,不可用玻璃棒代替,否则将产生黄色焰色的干扰试验,B错误;
C.Hg蒸汽毒性大,且Hg+S=HgS,故温度计不慎打破,散落的水银应用硫粉处理后收集,C正确;
D.排除碱式滴定管尖嘴的气泡时,将滴定管下端的尖嘴向上翘起30°,再挤压玻璃球,使液体快速流出,然后迅速放下尖嘴即可,D错误;
故答案为:C。
5.C
【详解】①将锥形瓶用待测定的盐酸溶液进行洗涤,导致滴定时标准液用量增加,实验数据偏大,错误;
②锥形瓶注入酸液之前应该首先使用蒸馏水洗涤,然后使用酸式移液管,准确量取20.00 mL待测定的盐酸溶液,注入锥形瓶中,错误;
③盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,碱性溶液能使酚酞试液变红色,向锥形瓶中加入几滴酚酞试液为指示剂,正确;
④碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,再实验标准液洗涤,直接注入已知浓度的NaOH溶液导致标准液浓度偏低,用量增加,导致误差,错误;
⑤进行中和滴定时,一旦锥形瓶内溶液由无色变成粉红色,且半分钟内不变色,方即可停止滴定,错误;
⑥记录数据,进行必要的数据处理和得出结论,正确;
故选C。
6.B
【详解】A.指示剂不宜加入过多,否则影响消耗标准溶液的体积,通常控制量在2~3滴,故A错误;
B.滴定管的最小刻度为0.1mL,读数时可估读一位,且溶液能氧化橡胶,应用酸式滴定管量取,则可以用50mL酸式滴定管可准确量取溶液,故B正确;
C.用量筒量取液体,只能精确到0.1mL,且不能在容量瓶中稀释溶液,故C错误;
D.中和滴定实验中的锥形瓶不能用待测液润洗,否则会影响消耗标准溶液的体积,故D错误;
答案选B。
7.C
【详解】增加测定次数,重复多次做平行试验,取其平均值,这样可以正负偶然误差相互抵消,在消除系统误差的前提下,平均值可能接近真实值,所以食醋总酸含量的测定实验中,滴定过程重复2-3次的目的是为了尽量减少偶然误差,故选C。
8.C
【分析】
0.1000 mol/L的HZ,pH=1,c(H+)=0.1000 mol/L,则c(HZ)=c(H+),则HZ为一元强酸,HX和HY的pH都大于1,则HX和HY都是一元弱酸,同浓度的三种酸酸性强弱关系为:HX<HY<HZ,据此分析解答。
【详解】
A.根据分析,酸性强弱顺序是三种酸酸性强弱顺序是HX<HY<HZ,故A错误;
B.由分析可知,HY为弱酸,存在电离平衡:HYH++Y-,根据图象数据,0.1000mol/L的HY溶液pH=3,即该酸溶液中c(H+)=10-3mol/L,其电离常数数Ka=≈10-5,故B错误;
C.HZ是强酸,加水稀释10倍,即101倍,pH增大1,即pH=2的HZ溶液加水稀释10倍,pH为3,故C正确;
D.加入20 mL NaOH溶液时,三种溶液pH均发生突变,说明三种溶液均达到滴定终点,故D错误;
答案选C。
9.A
【详解】A.图1锥形瓶中质量已知,根据方程式可以计算出参与反应的,溶液中所含物质的量,通过滴定可知其体积,从而计算出其浓度,A正确;
B.图2为简易启普发生装置制备气体,所用试剂纯碱(碳酸钠)易溶于水,且为粉末状,不宜放在隔板上,应使用难溶性固体颗粒碳酸钙,B错误;
C.图3电解质溶液为NaCl溶液,中性条件下铁发生的是吸氧腐蚀,C错误;
D.图4为分液,用于分离互不相溶的液体,碘易溶于四氯化碳溶液,无分层现象,不用分液方法分离,D错误;
答案选A。
10.D
【详解】A.锥形瓶用蒸馏水洗净后,先用盐酸标准液润洗再装标准液,导致消耗的待测液体积偏大,会使烧碱样品纯度偏低,A错误;
B.碱式滴定管用蒸馏水洗净后未润洗,导致消耗的待测液体积偏大,会使烧碱样品纯度偏低, B错误;
C.滴定前碱式滴定管尖端气泡未排除,滴定后气泡消失,导致消耗的待测液体积偏大,会使烧碱样品纯度偏低, C错误;
D.滴定前仰视碱式滴定管读数,滴定后俯视滴定管读数,导致消耗的待测液体积偏小,会使烧碱样品纯度偏高, D正确;
故选D。
11.A
【详解】A.用容量瓶配制溶液,定容时俯视刻度线,溶液体积偏小,所配溶液浓度偏大,A项错误;
B.滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,气泡占有体积,故所测体积偏小,B项正确;
C.用润湿的pH试纸测稀碱溶液的pH,则碱溶液浓度偏小,pH测定值偏小,C项正确;
D.测定中和反应的反应热时,将碱缓慢倒入酸中,没有及时密封会造成热量损失,故所得中和热数值偏小,D项正确;
答案选A。
12.C
【详解】A.观察图象①的起始导电能力最强,且给的3种酸中HCl是强酸,所以曲线①是HCl,A错误;
B.曲线③导电性开始时很小,是很弱的酸,所以③是,B错误;
C.曲线②的拐点表示NaOH与恰好反应,即为滴定终点,C正确;
D.拐点后溶液中有Na+、OH-,故导电能力取决于Na+、OH-浓度,D错误;
故选C。
13.D
【详解】A.蒸发浓缩溶液应在蒸发皿中进行,所用仪器正确,A不符合题意;
B.NaOH溶液为碱性溶液,量取一定体积的NaOH溶液可以选用碱式滴定管,所用仪器正确,B不符合题意;
C.溶解NaCl固体需在烧杯中进行,所用仪器正确,C不符合题意;
D.提取碘水中的碘一般采用萃取的方法,应使用分液漏斗,图示仪器为漏斗,仪器错误,D符合题意;
综上所述答案为D。
14.D
【分析】溶液的导电能力与溶液中离子浓度大小和离子所带电荷多少有关,向20 mL0.1 mol/L的NaOH溶液中均匀地逐滴加入0.1 mol/L的盐酸,由于中和反应生成水,溶液中离子浓度减小,溶液的导电能力降低,当二者恰好完全中和时产生的水最多,离子浓度最小,溶液的导电能力最弱,则a时刻为酸碱恰好完全中和,再继续加入盐酸,盐酸过量,溶液中离子浓度不断增大,溶液的导电能力增强。
【详解】A.根据分析,a时刻NaOH溶液与稀盐酸恰好完全反应,故A正确;
B.若把NaOH换成Ba(OH)2,同时盐酸换成H2SO4,那么a时刻二者完全反应生成硫酸钡和水,溶液中离子浓度最小,导电能力几乎为0,故B正确;
C.根据分析,BC段溶液的导电能力不断增大,是因为盐酸过量,溶液中离子浓度不断增大,溶液的导电能力增强,故C正确;
D.根据上述分析可知,当盐酸与氢氧化钠恰好完全反应时,溶液的导电能力最弱,当溶液的导电能力最弱时即为反应终点,记录消耗盐酸的体积,根据c酸V酸=c碱V碱,则能用已知浓度的盐酸来测定未知浓度的NaOH溶液的浓度,故D错误;
答案选D。
15.B
【分析】25℃时,用溶液滴定一元弱酸溶液,两者反应生成和水,氢氧化钠体积为20mL时两者恰好反应。
【详解】A.滴定终点溶液显碱性,可选用酚酞作指示剂,A错误;
B.c点溶质为和过量的氢氧化钠,且两者的物质的量之比为2:1,根据物料守恒可知,,B正确;
C.b点时溶液溶质为,由于A-的水解使得溶液显碱性,,C错误;
D.a点时pH=4.76,氢离子浓度为10-4.76mol/L,,则;若加入的溶液体积等于,在溶质为等量的NaA、HA,此时溶液显酸性,HA电离大于A-水解,则;两者矛盾,故此时加入氢氧化钠溶液体积不是10mL,D错误;
故选B。
16. 既有+2价又有+3价 分别取少量待测液于2支试管中,一支加入KSCN溶液,若溶液变红,则存 在Fe3+,另一支加入K3[Fe(CN)6]溶液,若有蓝色沉淀生成则有Fe2+ 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3+ +Mn2++4H2O (NH4)2Fe2(SO4)3+6NaOH2NH3↑+2H2O+2Fe(OH)2↓+3Na2SO4 甲基橙 加入最后一滴NaOH标准溶液,溶液由红色变为橙色且30s不恢复原来颜色 偏低 (NH4)2Fe2(SO4)3
【详解】试题分析:本题考查物质检验方案的设计,Fe3+、Fe2+的检验,方程式的书写,酸碱中和滴定和误差分析,化学式的确定。
(1)Fe元素常见的化合价有+2价和+3价,甲同学认为铁可能只有+3价,乙同学认为铁可能只有+2价,则丙同学认为铁的化合价既有+2价又有+3价。检验Fe3+用KSCN溶液,检验Fe2+用K3[Fe(CN)6]溶液,要证明丙同学结论的实验设计为:分别取少量待测液于2支试管中,一支加入KSCN溶液,若溶液变红,则存在Fe3+;另一支加入K3[Fe(CN)6]溶液,若有蓝色沉淀生成则有Fe2+。
(2)I.步骤②中用酸性KMnO4溶液滴定Fe2+,酸性KMnO4将Fe2+氧化成Fe3+,KMnO4自身被还原成Mn2+,反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。
II.根据步骤②和离子反应5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,20.00mL溶液A中含n(Fe2+)=5n(MnO4-)=50.02mol/L0.04L=0.004mol;根据步骤③,吸收NH3后过量的n(HCl)=n(NaOH)=0.10mol/L0.06L=0.006mol,吸收NH3的n(HCl)=0.10mol/L0.1L-0.006mol=0.004mol,根据反应NH3+HCl=NH4Cl,20.00mL溶液A中含n(NH4+)=n(NH3)=0.004mol;根据电荷守恒n(NH4+)+2n(Fe2+)=2n(SO42-),20.00mL溶液A中n(SO42-)=0.006mol;则n(NH4+):n(Fe2+):n(SO42-)=x:y:m=0.004mol:0.004mol:0.006mol=2:2:3,(NH4)xFey(SO4)m的化学简式为(NH4)2Fe2(SO4)3。向溶液A中加入足量NaOH溶液,NH4+、Fe2+都发生反应,反应的化学方程式为(NH4)2Fe2(SO4)3+6NaOH2NH3↑+2Fe(OH)2↓+3Na2SO4+2H2O。由于用盐酸吸收NH3后的溶液中的溶质有NH4Cl和过量的HCl,用NaOH溶液滴定过量的HCl,为了防止NH4Cl与NaOH反应,应选用酸性范围内发生颜色变化的指示剂,加入的指示剂是甲基橙。终点的实验现象是:滴入最后一滴NaOH标准溶液,溶液由红色变为橙色且在30s内不恢复原来的颜色。若滴定管在使用前未用NaOH标准溶液润洗,将导致消耗的NaOH溶液体积偏高,过量的HCl偏高,吸收NH3的HCl偏低,测得的NH4+含量将偏低。
III.根据II的计算,(NH4)xFey(SO4)m的化学简式为(NH4)2Fe2(SO4)3。
17.(1)b
(2)FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑
(3)8Mn+5H2S+14H+=8Mn2++5S+12H2O
(4)关闭活塞K
(5)a
(6) 除去溶液中的H2S 偏高
【分析】由装置图可知,A装置制取H2S气体,B装置用于除去H2S混有的HCl,可选用饱和NaHS溶液,C装置中H2S与醋酸锌溶液反应制取ZnS,D中酸性高锰酸钾溶液用于尾气处理,据此分析解答。
(1)
装置B的作用是除去H2S混有的HCl,由于HCl溶于水的酸性比H2S溶于水的酸性强,故可选择饱和NaHS溶液进行除杂,而NaOH溶液、Na2S溶液和新制氯水既能吸收HCl,也能吸收H2S,不能选用,符合题意的是b,故答案为:b;
(2)
装置A中FeS和盐酸反应生成氯化亚铁和H2S,反应的化学方程式为FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑,故答案为:FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑;
(3)
H2S中S元素的化合价为-2价,1molH2S转移8mol电子,每个S原子失去8个电子,所以反应后S元素的化合价为+6,为硫酸根离子,酸性高锰酸钾溶液和H2S反应生成硫酸锰、硫酸和水,反应的离子方程式为:8Mn+5H2S+14H+=8Mn2++5S+12H2O,故答案为:8Mn+5H2S+14H+=8Mn2++5S+12H2O;
(4)
装置A可以通过控制活塞K来达到使盐酸与硫化亚铁接触或分离,从而能控制反应的发生和停止,所以当装置C中完全反应后,停止装置A中反应的操作是关闭活塞K,故答案为:关闭活塞K;
(5)
由反应原理可知,生成的ZnS为沉淀,所以实验完毕后,分离装置C中混合物得到较纯净的ZnS,其操作是过滤、洗涤、干燥,a符合题意,故答案为:a;
(6)
①ZnS和盐酸反应生成的H2S在溶液中有一定的溶解,加热的目的是除去溶液中的H2S,避免对实验产生干扰,故答案为:除去溶液中的H2S;
②根据反应关系:2ZnS~2Zn2+~[Fe(CN)6]4-,可得产品中ZnS的物质的量为:2cmol·L-1V10-3L=210-2cVmol,则该产品中ZnS的质量分数为100%=%,故答案为:;
③如果其他操作均正确,滴定前俯视读数,终点时仰视读数,导致消耗的标准溶液的体积偏大,则测得结果偏高,故答案为:偏高。
18. FeOCl 取少量黄色溶液置于洁净试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液呈血红色,则说明有Fe3+ 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ 当最后一滴标准KMnO4溶液滴入锥形瓶时,溶液恰好变浅紫(红)色,且半分钟内不变色 0.1000mol.L-1 Fe4O5
【详解】I.根据流程中信息可知,2.15gX与适量硫酸反应得到黄色溶液为含有铁离子及硫酸根离子等的溶液,黄色溶液与足量氢氧化钠溶液作用生成红褐色氢氧化铁沉淀,氢氧化铁沉淀加热后生成红棕色固体1.60g,即氧化铁=0.01mol,故X中含有0.02 molFe3+,质量为0.02 mol=1.12g,与足量氢氧化钠溶液反应的溶液再与足量硝酸钡溶液反应生成硫酸钡沉淀6.99g,即为=0.03mol,但硫酸根离子来自于所加硫酸,反应所得溶液继续与足量硝酸酸化的硝酸银溶液反应得到白色沉淀氯化银2.87g,即为=0.02mol,故可推知X中含有0.02molCl-,质量为0.02 mol=0.71g,化合物X含有三种元素,其中两种为非金属元素,且原子个数比为1:1,故另一非金属元素也为0.02 mol,且质量为2.15g-1.12g-0.71g=0.32g,则摩尔质量为=16g/mol,应为O元素,故X为FeOCl;
(1)X的化学式是FeOCl;
(2)检验黄色溶液中金属阳离子Fe3+的实验操作为:取少量黄色溶液置于洁净试管中,滴加几滴KSCN溶液,若溶液呈血红色,则说明有Fe3+;
(3)黄色溶液中加入铜片,铜片表面被腐蚀,反应生成Fe2+和Cu2+,对应的离子方程式是:2Fe3+ + Cu= 2Fe2+ + Cu2+;
II.(4)黑色固体溶于盐酸后所得溶液中含有亚铁离子,遇酸性高锰酸钾溶液使其褪色,故判断滴定终点为:当最后一滴标准KMnO4溶液滴入锥形瓶时,溶液恰好变浅紫(红)色,且半分钟内不变色;
(5)根据表中数据可知,滴定消耗的标准液的平均体积为20.00mL,根据反应5Fe2+ + MnO4-+ 8H+=5Fe3+ + Mn2+ +4H2O可知,待测液中c(Fe2+) =;
(6)黑色固体中含有的Fe2+物质的量为,铁的总物质的量为0.02 mol,则n(Fe2+) : n(Fe3+) =0.01 mol: 0.01 mol=1:1,该黑色固体的化学式用FexOy形式表示,根据化合物各元素化合价代数和为0,则有,得x:y=4:5,FexOy可表示为Fe4O5。
19.(1)确保定量的HCl反应完全
(2)1.672
(3) Fe3[Fe(CN)6]2 变红 O2+4e-+2H2O=4OH-
(4)锥形瓶中溶液由浅红色变为无色,且半分钟内不恢复原色
(5)84%
(6)b
【详解】(1)实验中,所用NaOH稍过量的原因是确保定量的HCl反应完全。
(2)反应前后温度差为: 4°C,50mL的0.50mol/L 盐酸与50mL的0.55mol/L氢氧化钠溶液的质量和为m= 100mL×1g/cm3=100g,,代入公式Q=cm△T得生成0.025mol的水放出热量Q=×100g×4°C =1.672kJ,即生成0.025mol的水放出热量为:1.672kJ。
(3)培养皿中构成的是铁铜原电池,铁作为负极,发生氧化反应生成Fe2+,溶液遇Fe2+有蓝色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2生成;培养皿中形成原电池,铁做负极,铜丝做正极,氧气在正极放电:O2+4e-+2H2O=4OH-,生成了氢氧根,由于培养皿中有酚酞溶液,则铜丝周围的现象是变红。
(4)滴定时,若用酚酞作指示剂,滴入最后半滴盐酸后,锥形瓶中溶液由浅红色变为无色,且半分钟内不恢复原色,可说明到达滴定终点。
(5)用0.10mol/L的盐酸标准溶液滴定三次,平均消耗
盐酸的体积为,消耗HCl的物质的量n(HCl)=0.10mol/L×0.021L=0.0021mol,则n(NaOH)= n(HCl)= 0.0021mol,则1.0g样品中NaOH的物质的量为0.0021mol×=0.021mol,质量为0.021mol×40g/mol=0.84g,则烧碱样品的纯度为=84%。
(6)a.滴定前用待测液冲洗锥形瓶,会使溶质的物质的量增大,浓度偏大,故a不选;
b.在振荡锥形瓶时不慎将瓶内溶液溅出,造成V(标准)偏小,根据c(待测)= 分析,可以知道c(待测)偏小,故b选;
c.若在滴定过程中不慎将数滴酸液滴在锥形瓶外,造成V(标准)偏大,根据c(待测) =分析,可以知道c(待测)偏大,故c不选;
d.酸式滴定管用蒸馏水洗后,未用标准液润洗,溶液被稀释,造成V(标准)偏大,根据c(待测) =分析,可以知道c(待测)偏大,故d不选;
故选b。
20.(1)三颈烧瓶
(2)除去氯气中的氯化氢
(3)Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O
(4)fcdabe
(5)通入Cl2与生成的NaOH反应,有利于NaC3N3O3Cl2的生成
(6) 冷水洗涤 干燥
(7) 淀粉溶液
【分析】由实验装置图可知,装置D中次氯酸钙与浓盐酸反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氨气中混有氯化氢和水蒸气,装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,装置A中氯气与氢氧化钠溶液、氰尿酸溶液反应制备二氯异氰尿酸钠,氯气与装置C中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气,防止污染空气,则装置的连接顺序为DBAC,导管连接顺序为fcdabe。
(1)
由实验装置图可知,仪器X为三颈烧瓶,故答案为:三颈烧瓶;
(2)
由分析可知,装置B中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,故答案为:除去氯气中的氯化氢;
(3)
由分析可知,装置D中发生的反应为次氯酸钙与浓盐酸反应生成氯化钙、氯气和水,反应的化学方程式为Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O,故答案为:Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O;
(4)
由分析可知,装置的连接顺序为DBAC,导管连接顺序为fcdabe,故答案为:fcdabe;
(5)
由题给方程式可知,整个过程中不断通入一定量的氯气,能与反应生成的氢氧化钠溶液反应,减少生成物的浓度,平衡向正反应方向移动,有利于二氯异氰尿酸钠的生成,故答案为:通入Cl2与生成的NaOH反应,有利于NaC3N3O3Cl2的生成;
(6)
由题给信息可知,反应结束后,A中浊液经过滤、冷水洗涤、干燥得到二氯异氰尿酸钠,故答案为:冷水洗涤;干燥;
(7)
①由涉及的反应方程式可知,滴定时应选择淀粉溶液做指示剂,故答案为:淀粉溶液;
②由涉及的反应方程式可得如下转化关系:C3N3O3Cl- 2—2I2—4S2O,由滴定消耗VmLcmol/L硫代硫酸钠溶液可知,mg样品中二氯异氰尿酸钠的物质的量为cmol/L×V×10—3××=×10—3mol,则样品的纯度为×100%=%,故答案为:。
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