第2章 主题式微课 (3)物质含量测定的计算-【名师导航】2025年高考化学一轮总复习课件（人教版）

第二章　海水中的重要元素——钠和氯 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 1．(2023·山东卷节选)三氯甲硅烷(SiHCl3)是制取高纯硅的重要原料，可用如下反应制备：Si＋3HClSiHCl3＋H2，采用如下方法测定溶有少量HCl的SiHCl3纯度。 m1 g样品经水解、干燥等预处理过程得硅酸水合物后，进行如下实验操作：①________________，②________________(填操作名称)，③称量等操作，测得所得固体氧化物质量为m2 g，从下列仪器中选出①、②中需使用的仪器，依次为________________(填标号)。测得样品纯度为________________(用含m1、m2的代数式表示)。 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 解析：m1 g样品经水解、干燥等预处理过程得到硅酸水合物后，高温灼烧，在干燥器中冷却后，称量，所用仪器包括坩埚和干燥器，所得固体氧化物为二氧化硅，质量为m2 g，则二氧化硅的物质的量为 mol，样品纯度为×100%＝×100%。 答案：高温灼烧　冷却干燥　AC ×100% 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 3 2．(2022·山东卷节选)现有含少量杂质的FeCl2·nH2O，为测定n值进行如下实验： 实验Ⅰ：称取m1 g样品，用足量稀硫酸溶解后，用标准溶液滴定Fe2+达终点时消耗V mL(滴定过程中转化为Cr3+，Cl－不反应)。 实验Ⅱ：另取m1 g样品，利用上述装置与足量SOCl2反应后，固体质量为m2 g。则n＝________。 已知SOCl2遇水极易反应生成两种酸性气体。 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 解析：滴定过程中将Fe2+氧化成Fe3+，自身被还原成Cr3+，反应的离子方程式为6Fe2+＋m1 g样品中n(FeCl2)＝＝6cV×10-3 mol；m1 g样品中结晶水的质量为(m1－m2)g，结晶水物质的量为＝1∶n＝(6cV×10-3 mol) ∶，解得n＝。 答案： 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 综合实验题是每年考查能力的压轴题，其综合性强、难度大，特别是含量的测定与计算类试题，而定量实验是将化学实验与化学计量有机结合在一起测定物质化学组成与含量的探究性实验，是近几年高考的常考题型。设计中先通过实验测出相关的有效数据，然后经计算得出物质的组成与含量。由于定量实验目的性、实用性强，能给予学生较大的创造空间，更能激发学生的学习兴趣，因此复习过程中注重定性实验拓展到定量实验的探讨。 命题分析 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 关系式法的思维模型 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 (2021·山东卷改编)实验室中，先将三氧化钨(WO3)还原为金属钨(W)再制备WCl6。利用碘量法测定WCl6产品纯度，实验时先将WCl6转化为可溶的Na2WO4，通过离子交换柱发生反应：＋Ba(IO3)2===BaWO4＋；交换结束后，向所得含的溶液中加入适量酸化的KI溶液，发生反应：＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O；反应完全后，用Na2S2O3标准溶液滴定，发生反应：I2＋。若滴定达终点时消耗c mol·L-1的Na2S2O3溶液 V mL，则m g样品中WCl6(摩尔质量为 M g·mol-1)的质量分数为_________。 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 [模型应用] 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 1．(2024·江西适应性测试)马来酸依那普利(记为X，摩尔质量为M g·mol-1) 是一种心血管疾病防治药物，结构简式为 。 常温下，通常使用以下两种方法滴定分析样品中X的质量分数w： 方法一：将m g样品溶于有机溶剂中，以 c1 mol·L-1的HClO4溶液滴定，终点消耗V1 mL，计量关系为n(X)∶n(HClO4)＝1∶1； 方法二：将m g样品溶于水中，以c2 mol·L-1的NaOH溶液滴定，终点消耗V2 mL，计量关系为n(X)∶n(NaOH)＝1∶3。 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 下列说法正确的是(　　) A．方法一滴定终点时，pH＝7 B．方法一w＝×100% C．方法二滴定终点时，pH＝7 D．方法二w＝×100% √ 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 B　解析：使用HClO4溶液滴定，计量关系为n(X)∶n(HClO4)＝1∶1，HClO4主要与碱性基团反应，滴定终点时，由于X含有羧基，pH<7，故A错误；使用HClO4溶液滴定X，计量关系为n(X)∶n(HClO4)＝1∶1，w＝×100%＝×100%，故B正确；使用NaOH溶液滴定，计量关系为n(X)∶n(NaOH)＝1∶3，NaOH主要与酸性基团反应，滴定终点时，由于X含有亚氨基，pH>7，故C错误；使用NaOH溶液滴定X，计量关系为 n(X)∶n(NaOH)＝1∶3，w＝×100%＝×100%，故D错误。 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 2．金属锡的纯度可以通过下述方法分析：将试样溶于盐酸，反应的化学方程式为Sn＋2HCl===SnCl2＋H2↑，再加入过量的FeCl3溶液，发生如下反应：SnCl2＋2FeCl3===SnCl4＋2FeCl2，最后用已知浓度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+，反应的化学方程式为6FeCl2＋K2Cr2O7＋14HCl===6FeCl3＋2KCl＋2CrCl3＋7H2O。现有金属锡试样0.613 g，经上述反应后，共用去0.100 mol·L-1K2Cr2O7溶液16.0 mL。求试样中锡的百分含量：________(保留三位有效数字，假定杂质不参加反应，锡的相对原子质量为119)。 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 解析：Sn与K2Cr2O7物质的量的关系： 3Sn～3SnCl2～6FeCl2～K2Cr2O7 3×119 g　　　　　　　1 mol x　　　　　　　　　　0.100×0.016 mol x＝＝0.571 2 g， w(Sn)＝×100%≈93.2%。 答案：93.2% 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 3．某化学兴趣小组测定所得KClO3样品的纯度，有同学提出可以使用质量分析法测定KClO3样品的纯度：称量KClO3样品m g、MnO2 n g，混合加热至质量不再改变，剩余固体质量为p g，则样品中KClO3的纯度为________(用含m、n、p的代数式表示)。 解析：MnO2作为催化剂，加热KClO3分解：2KClO32KCl＋3O2↑，产生的O2质量为(m＋n－p)g，根据方程式计算出KClO3质量为g，所以样品中KClO3的纯度为×100%。 答案：×100% 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 4．用间接滴定法测定某葡萄糖酸钙产品(M[Ca(C6H11O7)2·H2O]＝448 g· mol-1)的纯度，其步骤如下： ①称取产品0.600 g置于烧杯中，加入蒸馏水及适量稀盐酸； ②加入足量(NH4)2C2O4溶液，用氨水调节pH为4～5，生成白色沉淀，过滤、洗涤； ③将②洗涤后所得的固体溶于稀硫酸中，用0.020 00 mol·L-1KMnO4标准溶液滴定，消耗KMnO4标准溶液25.00 mL。 (1)用KMnO4标准溶液滴定待测液的反应原理为__________________________ (用离子方程式表示)，判断滴定达到终点的现象为_________________________ _________________________________________________________________。 (2)根据以上实验数据，测得产品中葡萄糖酸钙晶体的纯度为________________ (保留三位有效数字)。 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 解析：由5H2C2O4＋＋8H2O得定量关系式： 5Ca(C6H11O7)2·，即 5Ca(C6H11O7)2·H2O　　　～　　　 5 mol　　　　　　　　　　　　　 　2 mol n　　　　　 0.020 00 mol·L-1×25.00×10-3 L 则n＝，m[Ca(C6H11O7)2·H2O]＝M·n，则葡萄糖酸钙晶体的纯度为×100%≈93.3%。 答案：(1)5H2C2O4＋＋6H＋===2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O　滴入最后半滴KMnO4标准溶液，溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不褪色　(2)93.3% 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 5．ClO2气体浓度过高时易分解爆炸，可采用H2O2和NaOH混合溶液将其吸收转化为NaClO2固体以便于运输和贮存。现测定某溶液中ClO2的浓度，进行如下实验：准确量取5.00 mL ClO2溶液，酸化后加入过量的KI溶液，充分反应，加入几滴淀粉溶液，用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点。重复上述操作2～3次，平均消耗Na2S2O3溶液27.50 mL。 已知：2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋2Cl－＋＋2I－ (1)滴定终点的现象为___________________________________。 (2)该ClO2溶液中ClO2的物质的量浓度为_________________。 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 解析：(1)滴定前淀粉与I2在锥形瓶中呈现蓝色，加入Na2S2O3消耗I2，当I2被反应完后溶液呈无色，所以滴定终点为滴入最后半滴Na2S2O3溶液，溶液由蓝色变为无色，且30 s内不恢复。(2)由反应建立关系式2ClO2～5I2～10Na2S2O3，计算n(Na2S2O3)＝27.50×10-3L×0.1 mol·L-1＝2.75×10-3 mol，则n(ClO2)＝2.75×10-3 mol×，c(ClO2)＝＝0.11 mol· L-1。 答案：(1)滴入最后半滴Na2S2O3溶液，溶液由蓝色变为无色，且30 s内不恢复　(2)0.11 mol·L-1 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 6．玻璃仪器内壁残留的硫单质可用热KOH溶液洗涤除去，发生如下反应： 3S＋6KOH2K2S＋K2SO3＋3H2O、 (x－1)S＋K2SK2Sx(x＝2～6)、 S＋K2SO3K2S2O3。 请计算： (1)0.480 g硫单质与V mL 1.00 mol·L-1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K2S和K2SO3，则V＝________________。 (2)2.560 g硫单质与60.0 mL 1.00 mol·L-1热KOH溶液恰好完全反应，只生成K2Sx和K2S2O3，求x的值。(写出计算过程) 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 解析：(1)根据化学方程式3S＋6KOH2K2S＋K2SO3＋3H2O可知，3 mol S可以和6 mol KOH反应，0.480 g S的物质的量n(S)＝＝0.015 mol，则需要消耗KOH的物质的量n(KOH)＝2n(S)＝0.03 mol，故需要KOH溶液的体积V＝＝0.03 L＝30.0 mL。 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 答案：(1)30.0 (2)若S与KOH溶液反应生成K2Sx和K2S2O3，则反应的化学方程式为(2x＋2)S＋6KOH2K2Sx＋K2S2O3＋3H2O，根据反应方程式有 (2x＋2)S　　　～　　　6KOH (2x＋2)×32 g 6 mol 2.560 g (0.060×1.00) mol 解得x＝3 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 7．(2024·济宁模拟)实验室利用甘氨酸与硫酸亚铁制备补铁剂甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]，装置如图所示(夹持仪器省略)。 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 已知：Ⅰ.有关物质性质如下表所示： Ⅱ.甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]摩尔质量为204 g·mol-1 Ⅲ.氨基能被酸性KMnO4溶液氧化为硝基：18H＋＋5RNH2＋===5RNO2＋6Mn2+＋14H2O 甘氨酸 易溶于水，微溶于乙醇、冰醋酸，在冰醋酸中的溶解度大于在乙醇中的溶解度 柠檬酸 易溶于水和乙醇，酸性较强，有强还原性 甘氨酸亚铁 易溶于水，难溶于乙醇、冰醋酸 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 (1)生成甘氨酸亚铁的化学方程式是___________________________________ _________________________________________________________________。 (2)产品纯度测定。已知粗产品通常混有甘氨酸，称取粗产品2.2 g，先加入________________，搅拌、过滤、洗涤得沉淀，将沉淀配成250 mL溶液，取溶液25.00 mL置于锥形瓶，用0.100 0 mol·L-1的KMnO4溶液滴定至终点，三次平均消耗KMnO4溶液的体积为26.00 mL，则该样品的纯度为_______________ (保留三位有效数字)。 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 解析：实验中，铁屑和稀硫酸发生反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，生成的H2可以排除装置内的空气，防止亚铁盐被氧化，同时产生的H2可使装置b中的压强增大，将 FeSO4溶液压入三颈烧瓶中，与甘氨酸反应制备甘氨酸亚铁。(1)生成甘氨酸亚铁的化学方程式为FeSO4＋2H2NCH2COOH＋2NaOH=== (H2NCH2COO)2Fe＋Na2SO4＋2H2O。(2)因为甘氨酸在冰醋酸中的溶解度大于在乙醇中的溶解度，甘氨酸亚铁易溶于水，难溶于冰醋酸，所以先向称取的粗产品加入冰醋酸，得到较纯的甘氨酸亚铁沉淀，再将其溶于水配成溶液，加入酸性高锰酸钾溶液滴定，发生反应：18H＋＋5RNH2＋＋8H＋===5Fe3+＋Mn2+＋4H2O，根据反应得 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 出关系式：＝n(KMnO4)＝ ＝0.01 mol×204 g·mol-1＝2.04 g，该样品的纯度为×100%≈92.7%。 答案：(1)FeSO4＋2H2NCH2COOH＋2NaOH===(H2NCH2COO)2Fe＋Na2SO4＋2H2O (2)冰醋酸　92.7% 主题式微课 (三)物质含量测定的计算 $$