届高考化学备考一轮热点强化定性总量实验的突破Word下载.docx
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届高考化学备考一轮热点强化定性总量实验的突破Word下载.docx
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+4H+
5N
+3Mn2++2H2O;
(5)A中反应不直接用稀硝酸制NO的主要原因是稀硝酸反应速率慢,一氧化氮易被空气中氧气氧化为二氧化氮;
Ⅱ.(6)向溶液中滴加高锰酸钾,高锰酸钾显紫红色,因此滴定到终点:
最后一滴滴入,溶液由无色变为浅紫色,且30s不变色;
(7)称取产品ag配制成200mL溶液,取20.00mL于锥形瓶中,用cmol·
重复上述滴定三次,测得消耗酸性高锰酸钾溶液的平均体积为VmL,结合化学反应的定量关系计算:
+2Mn
+6H+
+2Mn2++3H2O
5 2
n cmol·
L-1×
V×
10-3L×
n=0.025cVmol,
该产品的纯度=
×
100%=
100%。
答案:
(1)平衡压强,使浓硝酸顺利滴下
(2)a→hi→de→fg(gf)→c (3)BC
(4)5NO+3Mn
+3Mn2++2H2O
(5)稀硝酸反应速率慢,一氧化氮易被空气中氧气氧化为二氧化氮
(6)最后一滴滴入,溶液由无色变为浅紫色,且30s不变色
(7)
100%
2.(2020·
湖北模拟)工业废弃物的资源化回收再利用,可以更大限度地发挥原材料的价值。
某教师在指导学生做研究性学习时,拟利用废铁屑在实验室制备FeSO4溶液,再与等物质的量的(NH4)2SO4反应,制备补血剂硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·
6H2O,相对分子质量为392]。
硫酸亚铁铵晶体比一般亚铁盐稳定,在空气中不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇。
(1)废铁屑的净化:
将废铁屑投入10%的碳酸钠溶液中并加热5~10min,通过倾析法弃去纯碱溶液,并用蒸馏水洗净废铁屑,待用。
(2)酸浸净化后的废铁屑:
将2gFe粉、10mL3mol·
L-1的H2SO4溶液加入烧瓶中反应,用如图所示装置制备FeSO4溶液。
保持温度70~80℃,适当添加水以补充被蒸发掉的水分,并控制溶液的pH,至反应无明显气泡产生,停止加热,过滤,称量残留固体质量。
①反应过程中会产生少量H2S、PH3等气体,需使用封闭装置。
写出用CuSO4溶液吸收H2S气体的化学反应方程式:
_________________。
②反应过程中使用过量铁粉的目的是_________________。
(3)制备(NH4)2Fe(SO4)2·
6H2O:
向FeSO4溶液中加入一定质量的(NH4)2SO4固体,70~80℃条件下溶解后,趁热倒入50mL乙醇中,析出晶体。
实验中,需对过滤出产品的母液(pH<
1)进行处理。
室温下,分别取母液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是________(填序号)。
A.通入过量Cl2:
Fe2+、H+、N
、Cl-、S
B.加入过量KSCN溶液:
K+、N
、Fe3+、S
、SCN-
C.加入过量NaOH溶液:
Na+、Fe2+、N
、S
、OH-
D.加入过量NaClO和NaOH的混合溶液:
Na+、S
、Cl-、ClO-、OH-
(4)产品纯度测定:
称取ag产品溶于水,配制成500mL溶液,取25.00mL待测液,用浓度为cmol·
L-1的酸性KMnO4溶液滴定。
重复上述操作2次实验结果如下:
实验次数
第一次
第二次
第三次
消耗高锰酸钾溶液
的体积/mL
25.52
25.02
24.98
该产品的纯度为______(用含a、c的代数式表示)。
有同学提出,测定产品中S
的含量也可测定产品的纯度,请补充完整实验方案:
称取约0.4g样品,溶于70mL水,_________________,
将沉淀移入坩埚,灼烧至恒重,记录数据(实验中必须使用的试剂有2mol·
L-1的HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液)。
【解析】
(2)①实验室用CuSO4溶液吸收H2S气体,生成硫酸和硫化铜,化学反应方程式为CuSO4+H2S
CuS↓+H2SO4;
②铁粉具有还原性,反应过程中使用过量铁粉的目的是避免Fe2+被氧化为Fe3+。
(3)据已知信息可知,母液中主要存在的离子有Fe2+、H+、N
通入过量Cl2,溶液中的Fe2+不能大量共存,且主要存在的离子应包括ClO-,故A错误;
B.加入过量KSCN溶液,溶液中的Fe3+与SCN-不能大量共存,故B错误;
加入过量NaOH溶液,溶液中的Fe2+与N
均不能大量存在,故C错误;
加入过量NaClO和NaOH的混合溶液,H+与OH-发生中和反应生成水,N
以NH3的形式逸出,Fe2+先转
化为Fe3+,(2Fe2++ClO-+H2O
2Fe3++Cl-+2OH-),再以Fe(OH)3的形式除去,则反应后的溶液中主要存在的离子为Na+、S
、Cl-、ClO-、OH-,故D正确。
(4)因为第一次与第二次、第三次相差较大,忽略不计,消耗高锰酸钾溶液的体积为
mL=25mL,根据离子反应方程式,得出:
n[(NH4)2SO4·
FeSO4·
6H2O] =5n(KMnO4)=25×
10-3×
c×
5mol,则500mL溶液中含有n[(NH4)2SO4·
6H2O] =
mol=2.5cmol,所以该产品的质量分数=
100%,测定产品中S
的含量也可测定产品的纯度,具体实验方案为:
称取约
0.4g样品,溶于70mL水,加入2mol·
L-1HCl溶液酸化,滴加BaCl2溶液至沉淀完全,过滤,洗涤沉淀,直至滤液滴加AgNO3溶液不出现浑浊,将沉淀移入坩埚,灼烧至恒重,记录数据。
(2)①CuSO4+H2S
CuS↓+H2SO4 ②避免Fe2+被氧化为Fe3+ (3)D (4)
100% 加入2mol·
L-1HCl溶液酸化,滴加BaCl2溶液至沉淀完全,过滤,洗涤沉淀,直至滤液滴加AgNO3
溶液不出现浑浊
【归纳提升】
含量类定量实验的解题思路
3.(2019·
全国卷Ⅰ·
27)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·
xH2O]是一种重要铁盐。
为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是
(2)步骤②需要加热的目的是______________,
温度保持80~95℃,采用的合适加热方式是________。
铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为________(填标号)。
(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是_________________。
分批加入H2O2,同时为了____________,溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有_________________,
经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。
硫酸铁铵晶体的化学式为____________。
(1)铁屑表面的油污主要是油脂类的物质,所以可以加入热碱液使其水解除去。
(2)步骤②需要加热的目的是加快反应速率,加速铁与稀硫酸的反应;
温度保持80~95℃,在100℃以下,所以主要采取的是热水浴的方式进行加热;
因硫化物主要产生的是二氧化硫,二氧化硫易溶于水且与碱发生反应,所以应用防止倒吸的装置。
(3)步骤②中得到的滤液的主要成分是硫酸亚铁,而步骤③之后溶液的主要成分是硫酸铁,所以加入足量的H2O2的目的是将溶液中的Fe2+转换成Fe3+;
当pH过大时,Fe3+会产生沉淀,所以溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤主要是将溶液中的固体进行结晶,所以具体实验操作是加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤),经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
(5)设硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2·
xH2O,其相对分子质量为266+18x,1.5个水分子的相对分子质量为1.5×
18=27,则
100%=5.6%,解得x=12,则硫酸铁铵的化学式为NH4Fe(SO4)2·
12H2O。
(1)碱煮水洗
(2)加快反应 热水浴 C
(3)将Fe2+全部氧化为Fe3+,不引入杂质 防止Fe3+水解
(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)
(5)NH4Fe(SO4)2·
12H2O
【加固训练】
4.有一含有NaCl、Na2CO3·
10H2O和NaHCO3的混合物,某同学设计如图所示的实验装置,通过测量反应前后CO2和H2O的质量,来确定该混合物中各组分的质量分数。
(1)实验步骤
①按上图(夹持仪器未画出)组装好实验装置后,首先进行的操作是_________ _______。
②称取样品,并将其放入硬质玻璃管中;
称量装浓硫酸的洗气瓶C的质量和装碱石灰的U形管D的质量。
③打开活塞K1、K2,关闭K3,缓慢鼓入氮气数分钟,其目的是________________。
④关闭活塞K1、K2,打开K3,点燃酒精灯加热,待不再产生气体为止。
⑤打开活塞K1,缓慢鼓入氮气数分钟,然后拆下装置,再次称量洗气瓶C的质量和U形管D的质量。
(2)关于该实验方案,回答下列问题。
①若加热反应后不鼓入氮气,对测定结果的影响是________________________
②E处干燥管中盛放的药品是________,其作用是________________________,如果实验中没有该装置,则会导致测量结果NaHCO3的质量分数______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③若样品质量为wg,反应后C、D装置增加的质量分别为mg、ng,则混合物中Na2CO3·
10H2O的质量分数为________(用含w、m、n的代数式表示)。
(1)①组装好实验装置后首先应检查装置气密性;
③由于装置中存在CO2和水蒸气,缓慢鼓入氮气数分钟,其目的是赶走装置中含有的水蒸气和二氧化碳,减少误差;
(2)①加热后有部分CO2和水蒸气会残留在装置中,必须鼓入氮气使其排出完全被吸收,若不鼓入氮气,则会使测定的二氧化碳和水的质量偏小,使碳酸氢钠和十水合碳酸钠在混合物中的质量分数偏小;
②装置E是防止空气中的CO2和水蒸气进入装置D,故干燥管中盛放的药品是碱石灰,如果没有该装置,会使测得的NaHCO3的质量分数偏大;
③由题目信息可知反应放出的CO2的质量为ng,根据反应的化学方程式2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑,可计算出该反应中产生的水的质量为
g,从而计算出Na2CO3·
10H2O分解产生水的质量为(m-
)g,再根据Na2CO3·
10H2O
Na2CO3+10H2O,计算出Na2CO3·
10H2O的质量为[(m-
)×
]g,最后计算出混合物中Na2CO3·
10H2O的质量分数为
。
(1)①检验装置的气密性 ③赶走装置中含有的水蒸气和二氧化碳,减少误差
(2)①二氧化碳和水的质量偏小,使碳酸氢钠和十水合碳酸钠在混合物中的质量分数偏小 ②碱石灰 吸收空气中的二氧化碳和水 偏大 ③
【归纳提升】组成类定量实验的解题思路
确定待求物→求算各组分物质的量
求x确定化学式
5.三氯化氧磷(POCl3)是一种重要的化工原料,常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。
一研究小组在实验室模拟反应PCl3+SO2+Cl2
POCl3+SOCl2制备POCl3并测定产品含量。
资料:
物质
熔点/℃
沸点/℃
相对分子质量
其他
PCl3
-93.6
76.1
137.5
遇水剧烈水解,易与O2反应
POCl3
1.25
105.8
153.5
遇水剧烈水解,能溶于PCl3
SOCl2
-105
78.8
119
遇水剧烈水解,受热易分解
(1)若选用Na2SO3固体与70%浓硫酸反应制取SO2,反应的离子方程式是______。
(2)溶液A为饱和食盐水,乙装置中应该盛装的试剂为____________(填“P2O5”或“碱石灰”或“浓硫酸”或“无水硫酸铜”);
反应装置图的虚框中未画出的仪器最好选择________(填“己”或“庚”)。
(3)甲、丁装置的作用除了用于气体的净化除杂外,还有________。
(4)水浴加热三颈烧瓶,控制反应温度在60~65℃,其原因是_____________ ______________。
(5)产品经提纯后仍含少量PCl3杂质,通过佛尔哈德法可测定产品中POCl3的含量:
准确称取1.500g样品在碘量瓶中摇动至完全水解,将水解液配成100mL溶液,取10.00mL于锥形瓶中,加入0.2000mol·
L-1的AgNO3溶液20.00mL (Ag++Cl-
AgCl↓),再加少许硝基苯,用力振荡,使沉淀被有机物覆盖。
加入NH4Fe(SO4)2作指示剂,用0.1000mol·
L-1KSCN标准溶液滴定过量的AgNO3至终点(Ag++SCN-
AgSCN↓),做平行实验,平均消耗KSCN标准溶液10.00mL。
①达到滴定终点的现象是__________________。
②POCl3的质量分数为________________________。
③已知:
Ksp(AgCl)=3.2×
10-10mol2·
L-2,Ksp(AgSCN)=2×
10-12mol2·
L-2,若无硝基苯覆盖沉淀表面,测定POCl3的质量分数将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(1)若选用Na2SO3固体与70%浓硫酸发生反应,生成二氧化硫和水,反应的离子方程式是S
+2H+
SO2↑+H2O;
(2)乙装置为球形干燥管,只能填装固体药品,用来干燥氯气,因此干燥剂不能与氯气反应,碱石灰能与氯气反应不可用,无水硫酸铜有吸水性,但吸水效果不好,一般不能作为干燥剂,所以乙中盛装的为P2O5;
根据表格中反应物生成物熔沸点可知,为了使反应充分进行,球形冷凝管效果更好;
(3)在丙装置中,通入二氧化硫和氯气的速度太快,导致反应物不能充分接触,产率会降低,原料的利用率降低,可以通过甲和丁装置中气泡的速度来控制通入丙装置的气流速度,让反应物有充分接触;
(4)PCl3的沸点为76.1℃,温度太高PCl3易挥发,温度太低反应速率太慢;
(5)①加入NH4Fe(SO4)2中的铁为+3价,KSCN先与过量的AgNO3反应生成沉淀,当把过量的AgNO3消耗完,再与三价铁离子反应,达到滴定终点的现象是滴入最后一滴KSCN标准溶液,溶液变红色,且半分钟内不褪色;
②POCl3易水解生成盐酸和磷酸,用硝酸银滴定水解产生的氯离子,来确定POCl3的含量;
n(过量AgNO3)=0.1000mol·
0.01L=0.001mol,沉淀10.00mL溶液中Cl-消耗的AgNO3的物质的量为0.2000mol·
0.02L-0.001mol=0.003mol,n(Cl-)=0.003mol,设POCl3的质量为xg,杂质PCl3的质量为(1.500-x)g,则
·
x+
(1.5-x)=0.003×
35.5,解得x=1.199g,产品中POCl3的百分含量为
100%=79.9%;
Ksp(AgCl)= 3.2×
L-2,AgSCN沉淀的溶解度比AgCl小,如果不进行此操作,则会有AgCl部分电离,消耗的KSCN溶液偏多,导致样品中氯元素的含量偏小,测定POCl3的质量分数将偏大。
(1)S
SO2↑+H2O
(2)P2O5
己 (3)通过观察产生气泡的速率控制通入气体的流速 (4)温度太低,反应速率太慢,温度太高,PCl3等物质挥发 (5)①滴入最后一滴KSCN标准溶液,溶液变红色,且半分钟内不褪色 ②79.9% ③偏大
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