内容正文:
第一章 化学计量在实验中的应用
微课堂(02) 巧妙提取关系式 拨开云雾见“晴天”
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关系式是表示两种或多种物质之间量的关系的一种简化的式子。在多步反应中,它可以把始态的反应物与终态的生成物之间量的关系表示出来,将多步计算简化为一步计算。高考题量大、时间紧,对于涉及多步计算问题,如滴定实验的有关计算,巧妙运用关系式法,可大大缩短答题时间。
BaCrO4常用于制备颜料、陶瓷、玻璃、安全火柴等。为了测定某铬酸钡样品中BaCrO4的含量,进行如下实验:
w g样品 eq \o(――――→,\s\up17(过量HI溶液),\s\do15(盐酸)) I2、Cr3+、Ba2+、Cl-
eq \o(――――――――――――――→,\s\up17(V mL c mol·L-1 Na2S2O3标准液)) 终点
已知:杂质不参与反应;滴定反应为I2+2S2O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(3)) ===2I-+S4O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(6)) 。
(1)写出BaCrO4与过量HI溶液反应的离子方程式:
_____________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(2)BaCrO4的摩尔质量为M g·mol-1,则样品中BaCrO4的质量分数为________________%(用代数式表示)。
【解题导引】
eq \x(\a\al(分析流程中,的物质信息)) → eq \x(确定产物) → eq \x(\a\al(根据得失,电子配平)) →
eq \x(\a\al(找出已知量,和目标量)) → eq \x(找出关系式) → eq \x(进行计算)
解析: 根据题示信息,BaCrO4中+6价Cr元素被还原成Cr3+,HI中I-被氧化成I2,根据得失电子守恒配平离子方程式2BaCrO4+6I-+16H+===2Ba2++2Cr3++3I2+8H2O,由滴定反应知, 2BaCrO4~3I2~6Na2S2O3,3n(BaCrO4)=n(Na2S2O3),则样品中BaCrO4的质量分数为 eq \f(cVM,1 000×3w) ×100%= eq \f(cVM,30w) %。
答案: (1)2BaCrO4+6I-+16H+===2Ba2++2Cr3++3I2+8H2O (2) eq \f(cVM,30w)
[练后归纳] 建立关系式的三种常用方法
方法(2)原子守恒法
4NH3+5O2 eq \o(=====,\s\up17(催化剂),\s\do15(△)) 4NO+6H2O
2NO+O2===2NO2
3NO2+H2O===2HNO3+NO
经多次氧化和吸收,由N元素守恒知:NH3~HNO3。
方法(3)电子转移守恒法
NH3 eq \o(――→,\s\up17(失去8e-)) HNO3,O2 eq \o(――→,\s\up17(得4e-)) 2 eq \o(O,\s\up16(-2))
由得失电子总数相等知,NH3经氧化等一系列过程生成HNO3,NH3和O2的关系为NH3~2O2。
KMnO4是一种用途广泛的氧化剂,可由软锰矿(主要成分为MnO2)通过下列方法制备:
(1)软锰矿与过量KOH、KClO3固体熔融生成K2MnO4;
(2)溶解、过滤后将滤液酸化,使K2MnO4完全转化为MnO2和KMnO4;
(3)滤去MnO2,将滤液浓缩、结晶得到深紫色的KMnO4产品。
测定KMnO4产品的纯度可用标准Na2S2O3溶液进行滴定。
①配制250 mL 0.100 mol·L-1标准Na2S2O3溶液,需准确称取Na2S2O3固体的质量为________________g。
②取上述制得的KMnO4产品0.600 0 g,酸化后用0.100 mol·L-1标准Na2S2O3溶液进行滴定,滴定至终点消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。计算该KMnO4产品的纯度(写出计算过程)。
(有关离子方程式为MnO eq \o\al(\s\up1(-),\s\do1(4)) +S2O eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(3)) +H+―→SO eq \o\al(\s\up1(2-),\s\do1(