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微课堂(02) 巧妙提取关系式 拨开云雾见“晴天”
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I2、Cr3+、Ba2+、Cl-终点
已知:杂质不参与反应;滴定反应为I2+2S2O===2I-+S4O。
(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】
→→→
→→
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×100%=%。
答案: (1)2BaCrO4+6I-+16H+===2Ba2++2Cr3++3I2+8H2O (2)
[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+5O24NO+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
NH3HNO3,O22
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+S2O+H+―→SO+Mn2++H2O未配平)
解析: 滤液酸化后,K2MnO4转变为MnO2和KMnO4,则反应为3MnO+4H+===MnO2↓+2MnO+2H2O。
①n=cV=0.100 mol·L-1×0.250 L=0.025 mol,m=nM=0.025 0 mol×158 g·mol-1≈4.0 g。
答案: ①4.0
②由化学方程式:8MnO+5S2O+14H+===10SO+8Mn2++7H2O,设样品中KMnO4物质的量为n mol,可知
8KMnO4~5S2O
n 0.100 mol·L-1×20.00 mL×10-3 L
所以n(KMnO4)=×0.100 mol·L-1×20.00 mL×10-3 L=3.2×10-3 mol,所以m(KMnO4)=nM=3.2×10-3 mol×158 g·mol-1=0.505 6 g,KMnO4产品的纯度为×100%≈84.27%。
演练真题·明确考向
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)用下列实验仪器或装置,配制50.00 mL 0.100 0 mol·L-1 Na2CO3溶液(2020·天津等级考,5A)( )
(2)将4.0 g NaOH固体置于100 mL容量瓶中,加水至刻度,配制1.000 mol·L-1NaOH溶液
(2019·江苏卷,5B)( )
(3)称取4.0 g固体NaOH于烧杯中,加入少量蒸馏水溶解,转移至250 mL容量瓶中定容,配制0.400 0 mol·L-1的NaOH溶液(2018·全国卷Ⅱ,13A)( )
(4)称取KMnO4固体0.158 g,放入100 m