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2020屆高三化學考前三輪沖刺考點突破訓練:考點28酸堿中和滴定的拓展應用與物質含量(純度)的計算【答案 解析】2

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1、 酸堿中和滴定的拓展應用與物質含量(純度)的計算 1.(2019蘇州一模)三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀晶體[K3Fe(C2O4)3xH2O]是一種光敏材料。為測定其純度(雜質不參加反應)進行如下實驗: 步驟一:稱取5.000 g三草酸合鐵酸鉀晶體,配制成250 mL溶液。 步驟二:取25.00 mL溶液用酸性KMnO4溶液將C2O恰好全部氧化為二氧化碳,向反應后的溶液中加入鋅粉至黃色消失,過濾,洗滌,將濾液和洗滌液合并。 步驟三:用0.010 00 molL-1酸性KMnO4溶液滴定合并后的溶液至終點,消耗KMnO4溶液20.00 mL。 步驟四:另取5.000 g三草酸合鐵酸鉀晶體

2、,在110 ℃下加熱至完全失去結晶水,剩余固體質量為4.460 g。 已知:酸性條件下MnO被還原成Mn2+。 (1)步驟三滴定終點的現(xiàn)象為________________________________________________。 (2)計算該三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀晶體的純度,寫出計算過程。 答案:(1)錐形瓶內(nèi)溶液變淺紅色且半分鐘內(nèi)不消失 (2)步驟三發(fā)生反應5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O 則:n(Fe2+)=5n(MnO)=520.0010-3 L0.010 00 molL-110=1.00010-2 mol n(H2O)=(5.000

3、 g-4.460 g)18 gmol-1=3.00010-2 mol 三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀晶體[K3Fe(C2O4)3xH2O]中n(Fe)∶n(H2O)=1∶x=1.00010-2 mol∶3.00010-2 mol 得x=3 此晶體化學式為K3Fe(C2O4)33H2O 該晶體純度=100%=98.20% 2.(2019南通七市二模節(jié)選)釩的氧化物(如V2O5、VO2、V2O3等,均難溶于水)在光儲材料等領域有廣泛應用。 某樣品中含有V2O3、VO2、V2O5及少量不溶性雜質(雜質不參與反應),測定VO2含量的方法如下: 步驟Ⅰ 稱取2.500 g樣品,用稀硫酸溶解,配成1

4、00 mL溶液。取10.00 mL溶液,逐滴滴加KMnO4溶液至釩元素恰好完全轉化為VO;改用0.100 0 molL-1(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液滴定至終點(離子方程式為VO+ Fe2++2H+===VO2++ Fe3++ H2O),消耗(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液25.00 mL。 步驟Ⅱ 另取2.500 g樣品,用NaOH溶液選擇浸取V2O5,過濾、洗滌、干燥,稱得殘渣質量為1.954 g。向殘渣中加入HFH3PO4混酸和15.00 mL 0.500 0 molL-1(VO2)2SO4溶液充分反應(離子方程式為2VO+V2O3+6H+===4VO2++3H2O)后,將

5、溶液稀釋至100 mL,取出10.00 mL,用0.100 0 molL-1(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液滴定過量的VO,消耗(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液10.00 mL。 通過計算確定該樣品中VO2的質量分數(shù)(寫出計算過程)。 答案:釩元素恰好完全轉化為VO,由反應VO+Fe2++2H+===VO2++ Fe3++ H2O可知 n(總釩)=n(Fe2+)=0.100 0 molL-10.025 00 L10=0.025 00 mol n(V2O5)==0.003 000 mol 由反應2VO+V2O3+6H+===4VO2++3H2O得到 n(V2O3)= =

6、0.002 500 mol n(VO2)=n(總釩)-2[n(V2O5)+n(V2O3)]=0.014 00 mol 該樣品中VO2的質量分數(shù)為w(VO2)==46.48%。 3.KMnO4是實驗室常用的氧化劑,可用作水處理劑等。高錳酸鉀法測定水體COD(化學需氧量)的實驗步驟如下: 步驟1.準確量取100 mL水樣,置于250 mL錐形瓶中。加入10 mL 1∶3 的硫酸,再加入15.00 mL 0.020 0 molL-1 KMnO4溶液(此時溶液仍呈紫紅色)。 步驟2.用小火煮沸10 min(水中還原性物質被MnO氧化,本身還原為Mn2+),取下錐形瓶趁熱加10.00 mL

7、 0.050 0 molL-1 Na2C2O4溶液,充分振蕩(此時溶液為無色)。 步驟3.趁熱用0.020 0 molL-1 KMnO4溶液滴定至呈微紅色,消耗KMnO4溶液4.500 mL。通過計算確定該水樣的化學需氧量(寫出計算過程)。 [已知:COD是指在一定條件下,以氧化1 L水樣中還原性物質所消耗的氧化劑的量,通常換算為需要的O2的質量(mg),COD的單位mgL-1。] 答案:n(Na2C2O4)=0.050 0 molL-110.00 mL10-3 LmL-1=5.00010-4 mol,兩次共消耗n(KMnO4)=0.020 0 molL-1(15.00+4.500)mL

8、10-3 LmL-1=3.90010-4 mol,氧化有機物消耗n(KMnO4)=3.90010-4 mol-n(Na2C2O4)=3.90010-4 mol-5.00010-4 mol=1.90010-4 mol,n(O2)=1.90010-4 mol=2.37510-4 mol,m(O2)=2.37510-4 mol32 gmol-1=7.60010-3 g=7.600 mg,COD=76.0 mgL-1。 4.疊氮酸鈉(NaN3)是一種應用廣泛的無色無味、可溶于水的晶體。 測定NaN3產(chǎn)品純度:①稱取NaN3產(chǎn)品5.000 0 g,用適量稀硫酸溶解后配成100.00 mL溶液A;

9、②取25.00 mL溶液A,加入20.00 mL 0.200 0 molL-1 KMnO4溶液,得紫紅色溶液B;③向溶液B加入足量KI溶液消耗過量的KMnO4,然后以淀粉作指示劑,用0.100 0 molL-1 Na2S2O3標準溶液滴定產(chǎn)生的I2,消耗Na2S2O3溶液30.00 mL。測定過程中物質的轉化關系如下: 10NaN3+2KMnO4+8H2SO4===2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+15N2↑+8H2O I-MnO,I2S2O,S4O 計算NaN3產(chǎn)品的純度(寫出計算過程)。 答案:涉及的反應有: 10NaN3+2KMnO4+8H2SO4===2MnSO4+K

10、2SO4+5Na2SO4+15N2↑+8H2O 2MnO+10I-+16H+===2Mn2++5I2+8H2O I2+2S2O===2I-+S4O 25.00 mL溶液中:由I2~2S2O得到 n(I2)= = =1.500 010-3 mol 由2MnO~5I2得到過量的n1(MnO)=n(I2)=6.00010-4 mol 與NaN3反應的n2(MnO)=0.200 0 molL-120.0010-3 L-6.00010-4 mol=3.400 010-3 mol 由10NaN3~2KMnO4得到n(NaN3)=5n2(MnO)=1.700 010-2 mol 則原

11、產(chǎn)品中w(NaN3) =100% =88.40% 5.(2019江蘇高考)聚合硫酸鐵[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m廣泛用于水的凈化。以FeSO47H2O為原料,經(jīng)溶解、氧化、水解聚合等步驟,可制備聚合硫酸鐵。 (1)將一定量的FeSO47H2O溶于稀硫酸,在約70 ℃下邊攪拌邊緩慢加入一定量的H2O2溶液,繼續(xù)反應一段時間,得到紅棕色黏稠液體。H2O2氧化Fe2+的離子方程式為________________________;水解聚合反應會導致溶液的pH________。 (2)測定聚合硫酸鐵樣品中鐵的質量分數(shù):準確稱取液態(tài)樣品3.000 g,置于250 mL錐形瓶中,

12、加入適量稀鹽酸,加熱,滴加稍過量的SnCl2溶液(Sn2+將Fe3+還原為Fe2+),充分反應后,除去過量的Sn2+。用5.00010-2 molL-1 K2Cr2O7溶液滴定至終點(滴定過程中Cr2O與Fe2+反應生成Cr3+和Fe3+),消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。 ①上述實驗中若不除去過量的Sn2+,樣品中鐵的質量分數(shù)的測定結果將________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。 ②計算該樣品中鐵的質量分數(shù)(寫出計算過程)。 [把脈考點] 第(1)問 考查離子方程式的書寫和化學原理分析 第(2)問 考查化學原理分析、樣品中元素含量的計算 解析:(1)將一定量

13、的FeSO47H2O溶于稀硫酸中,緩慢加入H2O2溶液,發(fā)生氧化還原反應,反應的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O;Fe3+水解聚合使得溶液酸性增強,即會導致溶液的pH減小。 (2)①實驗中滴加過量的SnCl2溶液(Sn2+將Fe3+還原為Fe2+),若不除去過量的Sn2+,滴定過程中Cr2O與Sn2+反應,消耗K2Cr2O7偏多,使結果偏大。②根據(jù)題意,計算出消耗K2Cr2O7的物質的量,然后根據(jù)氧化還原反應的得失電子守恒,找出關系式,列等式計算求出鐵原子的物質的量,得出鐵元素的質量,最后得出樣品中鐵元素的質量分數(shù)。 答案:(1)2Fe2++H2O2+2H

14、+===2Fe3++2H2O 減小 (2)①偏大 ②n(Cr2O)=5.00010-2molL-122.00 mL10-3 LmL-1=1.10010-3mol 由滴定時Cr2O→Cr3+和Fe2+→Fe3+,根據(jù)得失電子守恒可得微粒的關系式:Cr2O~6Fe2+ (或Cr2O+14H++6Fe2+===6Fe3++2Cr3++7H2O) 則n(Fe2+)=6n(Cr2O)=61.10010-3mol=6.60010-3 mol 樣品中鐵元素的質量: m(Fe)=6.60010-3 mol56 gmol-1=0.369 6 g 樣品中鐵元素的質量分數(shù): w(Fe)=100%=12

15、.32% 6.過氧化鈣(CaO28H2O)是一種在水產(chǎn)養(yǎng)殖中廣泛使用的供氧劑。 (1)Ca(OH)2懸濁液與H2O2溶液反應可制備CaO28H2O。 Ca(OH)2+H2O2+6H2O===CaO28H2O 反應時通常加入過量的Ca(OH)2,其目的是____________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)向池塘水中加入一定量CaO28H2O后,池塘水中濃度增加的離子有________(填字母)。 A.Ca

16、2+         B.H+ C.CO D.OH- (3)水中溶解氧的測定方法如下:向一定量水樣中加入適量MnSO4和堿性KI溶液,生成MnO(OH)2沉淀,密封靜置;加入適量稀H2SO4,待MnO(OH)2與I-完全反應生成Mn2+和I2后,以淀粉作指示劑,用Na2S2O3標準溶液滴定至終點。測定過程中物質的轉化關系如下: O2MnO(OH)2I2S4O ①寫出O2將Mn2+氧化成MnO(OH)2的離子方程式: ________________________________________________________________________。 ②取加過一定量Ca

17、O28H2O的池塘水樣100.00 mL,按上述方法測定水樣的溶解氧,消耗0.010 00 molL-1 Na2S2O3標準溶液13.50 mL。計算該水樣中的溶解氧(以mgL-1表示),寫出計算過程。 [把脈考點] 第(1)問 考查化學原理分析 第(2)問 考查化學原理分析 第(3)問 考查陌生離子方程式的書寫、物質含量的計算 解析:(1)增加易得廉價原料,提高高價原料的利用率,故加入過量的Ca(OH)2,其主要目的是提高H2O2的利用率。 (2)CaO2可作水產(chǎn)養(yǎng)殖的供氧劑,則CaO2與水發(fā)生反應:2CaO2+2H2O===2Ca(OH)2+O2↑,故溶液中Ca2+、OH

18、-的濃度增加。 (3)①O2在堿性條件下將Mn2+氧化為MnO(OH)2,反應的離子方程式為2Mn2++O2+4OH-===2MnO(OH)2↓。 答案:(1)提高H2O2的利用率 (2)AD (3)①2Mn2++O2+4OH-===2MnO(OH)2↓ ②在100.00 mL水樣中 I2+2S2O===2I-+S4O n(I2)= = =6.75010-5 mol n[MnO(OH)2]=n(I2)=6.75010-5 mol n(O2)= n[MnO(OH)2]=6.75010-5 mol=3.37510-5 mol 水中溶解氧= = 10.80 mgL-1

19、 7.(2019無錫一模)三氯氧磷(POCl3)常用作有機合成的氯化劑、催化劑和阻燃劑等。POCl3遇水會強烈水解,生成H3PO4和HCl。為測定某POCl3樣品中Cl元素含量,進行下列實驗: ①準確稱取30.70 g POCl3樣品,置于盛有60.00 mL蒸餾水的水解瓶中搖動至完全水解; ②將水解液配成100.00 mL溶液A,取10.00 mL溶液A于錐形瓶中; ③加入10.00 mL 3.200 molL-1 AgNO3標準溶液,并加入少許硝基苯用力搖動,使沉淀表面被有機物覆蓋; ④加入指示劑,用0.200 0 molL-1 KSCN溶液滴定過量的AgNO3溶液,達到滴定終點時

20、共用去10.00 mL KSCN溶液。 已知:AgSCN是白色沉淀,Ksp(AgSCN)=210-12,Ksp(AgCl)=1.810-10。 (1)滴定選用的指示劑是________(填字母);滴定終點的現(xiàn)象為_____________________。 A.FeCl2 B.NH4Fe(SO4)2 C.淀粉 D.甲基橙 (2)用硝基苯覆蓋沉淀的目的是____________________________________________; 若無此操作,所測Cl元素含量將會________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。 (3)計算三氯氧磷樣品中Cl元素的含量(寫出計算過程)。

21、 解析:POCl3遇水會強烈水解,生成H3PO4和HCl,用過量的AgNO3標準溶液與Cl-反應,然后用KSCN溶液滴定過量的AgNO3,SCN-+Ag+===AgSCN↓,檢驗KSCN溶液應用含F(xiàn)e3+的物質。則 (1)滴定選用的指示劑是NH4Fe(SO4)2;滴定終點的現(xiàn)象為當?shù)稳胱詈笠坏螛藴蔏SCN溶液時,溶液變?yōu)檠t色,且半分鐘不褪去。 (2)由于Ksp(AgSCN)

22、SCN,使消耗的KSCN溶液量增多,與Cl-反應的AgNO3量減少,則所測Cl元素含量將會偏小。 答案:(1)B 當?shù)稳胱詈笠坏螛藴蔏SCN溶液時,溶液變?yōu)檠t色,且半分鐘不褪去 (2)使生成的沉淀與溶液隔離,避免滴定過程中SCN-與AgCl反應(或防止沉淀轉化生成AgSCN而導致數(shù)據(jù)不準確) 偏小 (3)先后發(fā)生的反應為POCl3+3H2O===H3PO4+3HCl,Cl-+Ag+===AgCl↓,SCN-+Ag+===AgSCN↓ n(AgNO3)總=3.200 molL-110.0010-3 L=3.20010-2 mol n(Ag+)剩余=n(SCN-)=0.200 0 mo

23、lL-110.0010-3 L=2.00010-3 mol 與Cl-反應的n(Ag+)=n(AgNO3)總-n(Ag+)剩余=0.030 mol m(Cl元素)=0.030 mol35.5 gmol-1=1.065 g w(Cl元素)=100%≈34.69% 8.硫酸錳銨晶體可用作織物和木材加工的防火劑等。由二氧化錳等作原料制取硫酸錳銨晶體的步驟如下: (1)實驗前,需稱量MnO2的質量,這是因為______________________________________ _________________________________________________

24、_______________________。 (2)“制取MnSO4”時,可用C6H12O6(葡萄糖)、H2C2O4(草酸)等物質作還原劑。 ①用C6H12O6作還原劑(被氧化為CO2)時,發(fā)生反應的n(MnO2)/n(C6H12O6)=________。 ②用H2C2O4作還原劑,發(fā)生反應的化學方程式為_______________________________ ________________________________________________________________________。 (3)一種測定硫酸錳銨晶體[設為:(NH4)xMny(SO4)zwH

25、2O]組成的方法如下: ①稱取一定量的硫酸錳銨晶體配成250 mL溶液A。 ②取25.00 mL溶液A,加入足量的BaCl2溶液得BaSO4 0.512 6 g。 ③另取25.00 mL溶液A,加入10 mL 20%的中性甲醛溶液,搖勻、靜置5 min[4NH+6HCHO===3H++6H2O+(CH2)6N4H+滴定時,1 mol (CH2)6N4H+與1 mol H+相當],加入1~2滴酚酞溶液,用0.100 molL-1 NaOH標準溶液滴定至終點(在該過程中Mn2+不沉淀),消耗NaOH溶液22.00 mL。 ④取一定量樣品在空氣中加熱,樣品的固體殘留率(固體樣品的剩余質量/固

26、體樣品的起始質量100%)隨溫度的變化如圖所示(樣品在371 ℃時已完全失去結晶水)。 根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)計算確定硫酸錳銨晶體的化學式(寫出計算過程)。 解析:(1)實驗前需要稱量MnO2的質量,以確定應加入硫酸、還原劑及(NH4)2SO4的質量; (2)①用C6H12O6作還原劑(被氧化為CO2)時,根據(jù)電子轉移守恒可推出,發(fā)生反應的n(MnO2)/n(C6H12O6)=12;②用H2C2O4作還原劑時,反應的化學方程式為MnO2+H2C2O4+H2SO4===MnSO4+2CO2↑+2H2O。 答案:(1)確定制備硫酸錳銨時應加入硫酸、還原劑及(NH4)2SO4的質量 (2)①

27、12?、贛nO2+H2C2O4+H2SO4===MnSO4+2CO2↑+2H2O (3)n(SO)=n(BaSO4)==2.20010-3 mol n(NH)=n(NaOH)=0.100 0 molL-122.00 mL10-3 LmL-1=2.20010-3 mol n(Mn2+)=[2n(SO)-n(NH)]=1.10010-3 mol x∶y∶z=2∶1∶2 設化學式為(NH4)2Mn(SO4)2wH2O =69.2%,w≈7, 化學式為(NH4)2Mn(SO4)27H2O 9.硫酸鎳銨[(NH4)xNiy(SO4)mnH2O]可用于電鍍、印刷等領域。某同學為測定硫酸鎳銨

28、的組成,進行如下實驗:①準確稱取2.335 0 g樣品,配制成100.00 mL溶液A;②準確量取25.00 mL溶液A,用0. 040 00 molL-1的EDTA(Na2H2Y)標準溶液滴定其中的Ni2+(離子方程式為Ni2++H2Y2-===NiY2-+2H+),消耗EDTA標準溶液31.25 mL;③另取25.00 mL溶液A,加足量的NaOH溶液并充分加熱,生成NH3 56.00 mL(標準狀況)。 (1)若滴定管在使用前未用EDTA標準溶液潤洗,測得的Ni2+含量將________(填“偏高”“偏低”或“不變”)。 (2)氨氣常用________檢驗,現(xiàn)象是__________

29、_______________________________。 (3)通過計算確定硫酸鎳銨的化學式(寫出計算過程)。 解析:(1)若滴定管未用EDTA標準溶液潤洗,則EDTA標準溶液會被稀釋,滴定過程中消耗標準溶液的體積增大,使滴定結果偏高。(2)氨氣是堿性氣體,溶于水生成弱堿(NH3H2O),能夠使紅色石蕊試紙變藍。(3)根據(jù)題目給出的數(shù)據(jù),分別計算Ni2+、NH、SO的物質的量,然后由Ni2+、NH、SO的物質的量確定結晶水的物質的量。 答案:(1)偏高 (2)濕潤的紅色石蕊試紙 試紙顏色由紅變藍 (3)n(Ni2+)=0.040 00 molL-131.25 mL10-3Lm

30、L-1=1.25010-3 mol n(NH)==2.50010-3 mol n(SO)== =2.50010-3 mol m(Ni2+)=59 gmol-11.25010-3 mol=0.073 75 g m(NH)=18 gmol-12.50010-3 mol=0.045 00 g m(SO)=96 gmol-12.50010-3 mol=0.240 0 g n(H2O)= =1.25010-2 mol x∶y∶m∶n=n(NH)∶n(Ni2+)∶n(SO)∶n(H2O)=2∶1∶2∶10 硫酸鎳銨的化學式為(NH4)2Ni(SO4)210H2O 10.過氧化

31、鍶(SrO22H2O)晶體是一種白色粉末,微溶于水,常用作焰火的引火劑。制備流程如下: 反應原理Sr(NO3)2+H2O2+2NH3H2O=== SrO22H2O↓+2NH4NO3,該反應放熱。 (1)選擇不同濃度的雙氧水在反應器中反應,測得相同時間H2O2的利用率隨濃度的變化關系如圖所示。5%的H2O2比20%的H2O2利用率低的原因是______________________。 (2)SrO22H2O遇CO2會反應變質,反應的化學方程式為______________________。 (3)25 ℃時,將Sr(NO3)2溶液滴加到含有F-、CO的溶液中,當混合溶液中c(

32、Sr2+)=0.001 0 molL-1時,同時存在SrF2、SrCO3兩種沉淀,則此時溶液中c(F-)∶c(CO)=______________。[已知:Ksp(SrF2)=4.010-9,Ksp(SrCO3)=5.010-9] (4)準確稱取1.800 0 g SrO22H2O樣品置于錐形瓶中,加入適量的鹽酸使之充分轉化為H2O2,再加入足量KI。搖勻后置于暗處,充分反應后,加入少量淀粉溶液,用1.000 0 molL-1 Na2S2O3標準溶液滴定到藍色恰好消失時,共消耗標準溶液20.00 mL,計算SrO22H2O樣品的純度,寫出計算過程。 解析:(1)濃度越小,反應越慢,5%的H

33、2O2比20%的H2O2利用率低的原因是濃度低的雙氧水反應慢,相同時間內(nèi)反應的H2O2少; (2)過氧化鍶(SrO2)類似于Na2O2,與CO2反應,生成碳酸鹽和氧氣,則SrO22H2O遇CO2會反應變質,反應的化學方程式為2SrO22H2O+2CO2===2SrCO3+O2↑+4H2O; (3)由題意得===400。 答案:(1)濃度低的雙氧水反應慢,相同時間內(nèi)反應的H2O2少 (2)2SrO22H2O+2CO2===2SrCO3+O2↑+4H2O (3)400 (4)先后發(fā)生的反應有: SrO22H2O+2H+===Sr2++H2O2+2H2O 2H++2I-+H2O2===I2+2H2O I2+2S2O===2I-+S4O 得關系式:SrO22H2O~H2O2~I2~2Na2S2O3 n(Na2S2O3)=1.000 0 molL-120.0010-3 L=2.00010-2 mol n(SrO22H2O)=n(Na2S2O3)=1.00010-2 mol m(SrO22H2O)=0.010 00 mol156 gmol-1=1.560 0 g w(SrO22H2O)=100%≈86.67% 17

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