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微课精练(6) 关系式法与热重分析法在计算中的应用
1.为测定某尾气中SO2含量,某同学将尾气样品通入100 mL 0.100 mol·L-1酸性KMnO4溶液(假定样品中其他气体均不参与反应,SO2可被溶液充分吸收),反应的离子方程式为5SO2+2MnO+2H2O===5SO+2Mn2++4H+。若尾气流速为a L·s-1,平行测定三次,溶液恰好褪色的平均耗时为b s,则该尾气样品中SO2含量(单位:g·L-1)为( )
A. B.
C. D.
解析:选C 设尾气中SO2的物质的量为n,则由离子方程式得
2MnO ~ 5SO2
2 5
0.1×0.1 n
所以n=2.5×10-2 mol,尾气样品中SO2含量为= g·L-1。
2.已知皓矾的化学式可表示为ZnSO4·7H2O,受热易分解。取28.70 g ZnSO4·7H2O晶体,加热过程中所得固体质量与温度的变化关系如图所示。则下列说法不正确的是( )
A.A点时物质成分为ZnSO4·H2O
B.B点时ZnSO4·7H2O中的结晶水全部失去
C.C点时物质成分为Zn3O(SO4)2
D.从B点到D点,总反应方程式一定为ZnSO4ZnO+SO3↑
解析:选D 28.70 g ZnSO4·7H2O的物质的量为0.1 mol,根据图示可知,A点时,质量变为17.90 g,质量损失10.80 g,A点温度为100 ℃,损失的可能为结晶水,物质的量为0.6 mol,则A点物质的化学式应为ZnSO4·H2O,A项正确;随着温度继续升高,当晶体中的结晶水全部失去时,剩余固体的质量为17.90 g-0.1 mol×18 g·mol-1=16.10 g,即B点,B项正确;随着温度升高,ZnSO4开始分解,分解过程中,Zn元素的质量保持不变,最终全部转化为ZnO,质量应为0.1 mol×81 g·mol-1=8.10 g,即D点,可见C点时物质成分既有ZnO又有ZnSO4,设ZnO为x mol,则ZnSO4为(0.1-x)mol,81x+161×(0.1-x)=13.43,解得x≈0.033,则n(ZnO)∶n(ZnSO4)≈1∶2,C点物质的化学式为ZnO·2ZnSO4,也可写作Zn3O(SO4)2,C项正确;从B点到D点,发生的反应为ZnSO4分解产生ZnO,既可能发生反应ZnSO4ZnO+SO3↑,还可能发生反应2ZnSO42ZnO+2SO2↑+O2↑,D项错误。
3.Ba2+是一种重金属离子,有一环境监测小组欲利用Na2S2O3、KI、K2Cr2O7等试剂测定某工厂废水中Ba2+的物质的量浓度。请回答下列问题:
(1)现需配制250 mL 0.100 mol·L-1的标准Na2S2O3溶液,所需要的玻璃仪器除量筒、250 mL容量瓶、玻璃棒外,还需要_______________________________________________。
(2)需准确称取Na2S2O3固体的质量为________g。
(3)另取废水50.00 mL,控制适当的酸度,加入足量的K2Cr2O7溶液,得到BaCrO4沉淀;沉淀经洗涤、过滤后,用适量的稀盐酸溶解,此时CrO全部转化为Cr2O;再加入过量KI溶液进行反应,然后在反应液中滴加上述标准Na2S2O3溶液,反应完全时,消耗Na2S2O3溶液36.00 mL。 已知有关反应的离子方程式为①Cr2O+6I-+14H+===2Cr3++3I2+7H2O;②2S2O+I2===2I-+S4O。则该工厂废水中Ba2+的物质的量浓度为________。
解析:(1)要抓住“玻璃仪器”的字眼,因此还需要用来溶解固体的烧杯及用来定容的胶头滴管。
(2)Na2S2O3固体的质量为0.100 mol·L-1×0.25 L×158 g·mol-1=3.95 g ,但实验室所用的托盘天平只能准确称量到0.1 g,故需准确称取Na2S2O3固体的质量为4.0 g。
(3)设Ba2+的物质的量为x,则根据相关反应可得以下关系式:
Ba2+~BaCrO4~Cr2O~I2~3S2O
1 3
x 0.036 L×0.100 mol·L-1
解得x=1.2×10-3 mol,则c(Ba2+)==0.024 mol·L-1。
答案:(1)胶头滴管、烧杯 (2)4.0
(3)0.024 mol·L-1
4.过氧化钙晶体(CaO2·8H2O)可用于改善地表水质、处理含重金属粒子废水、应急供氧等。
(1)已知:I2+2S2O===2I-+S4O,测定制备的过氧化钙晶体中CaO2的含量的实验步骤如下:
第一步:准确称取a g产品放入锥形瓶中,再加入过量的b g KI晶体,加入适量蒸馏水溶解,再滴入少量2 m