任务44 实验中的定量分析与计算（Word练习）-【正禾一本通】2026年新高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版 双选）

任务44　实验中的定量分析与计算 ___________________________________________________________________________ (每小题10分) 1．(2024·广西柳州模拟)三氯化六氨合钴{[Co(NH3)6]Cl3，Mr＝267.5 g/mol}是重要的工业原料，制备原理如下： 2CoCl2·6H2O＋10NH3·H2O＋2NH4Cl＋H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3＋24H2O 已知： ①[Co(NH3)6]Cl3为橙黄色晶体，在高浓度盐酸中易结晶析出，难溶于乙醇，易溶于热水，微溶于冷水。 ②酸性介质中，Co3＋易被还原为Co2＋。 Ⅰ.制备[Co(NH3)6]Cl3，步骤如下，装置如图： 步骤1：检查装置气密性后将CoCl2、NH4Cl和活性炭在三颈烧瓶中混合，滴加浓氨水，充分反应后缓慢滴加适量双氧水，水浴加热20 min，控制反应温度为50～60 ℃； 步骤2：将所得浊液趁热过滤，向滤液中逐滴加入适量浓盐酸； 步骤3：冷却结晶后过滤，用少量冷水和无水乙醇分别洗涤晶体2～3次，干燥。 (1)图中仪器的a名称为____________。 (2)步骤1中控制反应温度为50～60 ℃的原因是________________________。 (3)步骤3中选用无水乙醇洗涤的目的是________________________________。 (4)若无活性炭，所得产物除[Co(NH3)6]Cl3外还会产生大量[Co(NH3)5Clx]Cl2和[Co(NH3)5H2O]Cl3等晶体，配合物[Co(NH3)5Clx]Cl2中x＝____________，配体为____________。 Ⅱ.测定产品纯度 用电子天平取1.00 g产品于锥形瓶中，加入足量NaOH溶液加热，将NH3完全蒸出后加入足量稀硫酸酸化，使[Co(NH3)6]Cl3全部转化为Co3＋，加入适量指示剂和过量KI溶液，充分混合后用0.200 0 mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定，反应原理为I2＋2===＋2I－。 (5)滴定时应选用的指示剂为____________，加入KI溶液后发生反应的离子方程式为________________________________________。 (6)实验中，消耗Na2S2O3标准溶液15.00 mL，则产品的纯度为____________。 2．(2024·陕西安康模拟)(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O俗称摩尔盐，是一种蓝绿色的无机复盐，不溶于酒精。在实验室以铁粉、稀硫酸、硫酸铵为原料制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O并测定摩尔盐中Fe2＋的含量。 已知：三种盐的溶解度(单位为g/100 g H2O) 温度/℃ FeSO4 (NH4)2SO4 (NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 10 20.0 73 17.2 20 26.5 75.4 21.6 30 32.9 78 28.1 回答下列问题： (1)制备硫酸亚铁(装置如图所示)：称取4.2 g洗净的铁粉(含FeS质量分数为2.3%)加入锥形瓶中。向锥形瓶中加入25 mL 3 mol·L－1H2SO4溶液，开始反应，加热，振荡，反应过程中适当补充水，防止硫酸浓度变大。然后再向锥形瓶中加入1 mL 3 mol·L－1H2SO4溶液，趁热过滤得FeSO4溶液。 ①仪器a的名称为____________；装置b中所盛试剂的作用是 __________________________________________________________________。 ②若不及时向锥形瓶中补加水，导致硫酸浓度过大，可能造成的不良后果为 __________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)在20 ℃的条件下，称取(NH4)2SO4晶体9.6 g，将其溶于____________mL(结果保留一位小数)水中，配成饱和溶液。 (3)将(2)中所配的(NH4)2SO4饱和溶液加入(1)所得FeSO4溶液中，搅拌，小火加热，在蒸发皿中蒸发浓缩得到(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体，抽滤、洗涤得产品。洗涤的具体操作为______________________________________________________； 验证所得产品中是否存在NH4Fe(SO4)2，应选择的试剂为______________。 (4)测定产品中Fe2＋的含量：称取6.0 g产品，溶于水配成溶液并加入稀硫酸，用0.200 0 mol·L－1的KMnO4标准溶液进行滴定(杂质不参加反应)，达到滴定终点时，消耗KMnO4标准溶液的体积为15.00 mL。 ①滴定反应的离子方程式为_________________________________________。 ②产品中Fe2＋的质量分数为____________。 ③若滴定终点时俯视读数，会使测定结果________(填“偏低”或“偏高”)。 3．(2024·江西宜春模拟)乙炔是有机合成的重要原料之一，可由块状的电石和水反应制备。电石(主要成分为CaC2，还含有CaS)能与水反应生成大量溶解度较小的胶态Ca(OH)2，其被乙炔气体冲鼓会产生大量泡沫。某兴趣小组探究实验室制备乙炔的条件及测定乙炔中杂质气体含量的相关实验装置和仪器如图所示，其中如图1所示装置为常用的制备乙炔的发生装置，如图2所示为备选的制备实验仪器。 回答下列问题： (1)生成乙炔的化学方程式为_________________________________________。 (2)为寻找制备乙炔的合适试剂X并消除制备时产生的泡沫，兴趣小组进行了四组探究实验。 序号 反应液体 反应现象 1 纯水 反应剧烈，产气快，有大量灰白色沉淀物[Ca(OH)2]和泡沫 2 饱和食盐水 反应稍慢，产气稍慢，有大量灰白色沉淀物[Ca(OH)2]和泡沫 3 50%酒精 反应慢，很适宜气体收集，有沉淀物生成，泡沫很少 4 稀盐酸 产气快，但没有沉淀和泡沫产生 ①以图1装置进行实验，若试剂X为纯水或饱和食盐水，实验中可能造成的不良后果为____________________________________________________________。 ②查阅资料知，醇羟基不能与CaC2发生反应，若试剂X为50%酒精，泡沫消除可能与乙醇____________(填字母)有关。 a．具有可燃性　　b．能与水以任意比互溶 c．具有挥发性 ③结合文字与化学方程式分析试剂X为稀盐酸时，不产生泡沫的原因： _________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 ④若试剂X为50%酒精，选用图2中仪器____________(填字母)组装装置可达到随时开始和关停实验的效果。 (3)测定V L(标准状况)乙炔中H2S的含量。以足量Cd(CH3COO)2溶液作为吸收液，在酸性条件下，加入V1 mL c1 mol·L－1碘标准溶液和少量指示剂，再用Na2S2O3标准溶液滴定所得溶液，消耗V2 mL c2 mol·L－1Na2S2O3标准溶液，已知：Cd(CH3COO)2＋H2S===CdS↓＋2CH3COOH；CdS＋I2===CdI2＋S；I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6(无色)。 该气体样品中，H2S体积百分含量为____________%(用含c1、V1、c2、V2、V的代数式表示)；若滴定结束后仰视读数，会导致所得H2S体积百分含量______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 4．(2023·安徽芜湖二模)VO2是一种良好的热敏材料，工业上通常以摩尔质量记为M g/mol的氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体{(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O}来生产VO2，实验室模拟以V2O5为原料制备该晶体的过程如下： 已知：四价钒具有还原性，易被空气氧化；五价钒具有氧化性。 (1)“微沸还原”时只加浓盐酸也能完成实验，加N2H4的目的是 __________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (2)“转化”可在下图装置中进行。 ①上述装置依次连接的合理顺序为______(填字母)。 ②在反应发生前先通CO2气体的目的是______________________________。 ③装置2中生成氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体的离子方程式为 __________________________________________________________________ _________________________________________________________________。 (3)为测定粗产品的纯度，进行如下实验： 称取w g粗产品用去氧蒸馏水和稀硫酸完全溶解，加入稍过量的0.020 0 mol·L－1 KMnO4溶液，往反应后的溶液中继续添加稍过量的1%NaNO2溶液除去过量的酸性KMnO4溶液，然后往溶液中加适量尿素除去过量NaNO2溶液，最后用0.100 0 mol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液的体积y mL，滴定时发生的反应为＋Fe2＋＋2H＋===VO2＋＋Fe3＋＋H2O。 ①滴定中可选用____________作指示剂。 ②产品的纯度为____________(列出计算式)。 学科网（北京）股份有限公司 $ 任务44　实验中的定量分析与计算 1．解析：(5)酸性介质中，Co3＋易被还原为Co2＋，可知加入KI溶液，I－被氧化为I2，I2能使淀粉变蓝，所以滴定时应选用的指示剂为淀粉溶液；加入KI溶液发生反应的离子方程式为2Co3＋＋2I－===2Co2＋＋I2 (6)根据反应方程式2Co3＋＋2I－===2Co2＋＋I2、I2＋2===＋2I－，建立关系式2Co3＋～I2～2Na2S2O3，实验中，消耗Na2S2O3标准溶液15.00 mL，则n([Co(NH3)6]Cl3)＝n(Na2S2O3)＝0.2 mol/L×0.015 L＝0.003 mol，产品的纯度为×100%＝80.25%。 答案：(1)恒压滴液漏斗　(2)防止双氧水分解和氨水挥发　(3)减少[Co(NH3)6]Cl3的损失　(4)1　NH3、Cl－ (5)淀粉溶液　2Co3＋＋2I－===2Co2＋＋I2　(6)80.25% 2．解析：(1)①由图知，仪器a的名称为分液漏斗；铁粉中的FeS与稀硫酸反应生成H2S气体，装置b中所盛试剂的作用是吸收H2S气体；②H2SO4浓度增大后，氧化性增强，可能将Fe2＋氧化为Fe3＋，同时生成SO2，污染环境。 (2)由表中数据可知，在20 ℃的条件下，(NH4)2SO4的溶解度为75.4 g/100 g H2O，将9.6 g (NH4)2SO4晶体溶于水配制成饱和溶液，所需水的体积为≈12.7 mL。 (4)②根据关系式5Fe2＋～，可知n(Fe2＋)＝5×0.200 0 mol/L×15×10－3 L＝1.5×10－2 mol，m(Fe2＋)＝1.5×10－2 mol×56 g/mol＝0.84 g，产品中Fe2＋的质量分数为×100%＝14%；③若滴定终点时俯视读数，会造成实际读数比所用的KMnO4标准溶液体积小，会使测定结果偏低。 答案：(1)①分液漏斗　吸收H2S　②H2SO4浓度增大，可能将Fe2＋氧化为Fe3＋，同时生成SO2　(2)12.7　(3)沿玻璃棒向(布氏)漏斗(或过滤器)中加乙醇至浸没沉淀，静置使其全部滤出，重复操作2～3次　KSCN溶液　(4)①＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O　②14%　③偏低 3．解析：(2)①由表中实验现象可知，若试剂X为纯水或饱和食盐水，则产生大量泡沫，实验中气体携带泡沫可能堵塞玻璃导管。②乙醇比水挥发快，导致泡沫很难形成，且挥发过程中泡沫薄厚不均极易破裂，故泡沫消除的原因与乙醇的挥发性有关，故选c项。④若试剂X为50%酒精，反应速率慢，且为块状固体和液体的反应，可采用简易启普发生装置，选用图2中仪器bcdfg，达到随时开始和关停实验的效果。 (3)根据所给反应得到关系式：2Na2S2O3～I2；I2～CdS～H2S。计算可得该气体样品中H2S体积百分含量为×100%＝%；若滴定结束后仰视读数，会导致测得Na2S2O3标准溶液体积偏大，使得其消耗的I2偏多，则测得用于与CdS反应的I2偏少，所得H2S体积百分含量偏低。 答案：(1)CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋CH≡CH↑ (2)①气体携带泡沫可能堵塞玻璃导管(其他合理答案也可)　②c　③盐酸与生成的胶态Ca(OH)2反应：Ca(OH)2＋2HCl===CaCl2＋2H2O，CaCl2可溶于水，不产生泡沫　④bcdfg (3)　偏低 4．解析：(1)“微沸还原”步骤生成VOCl2，V2O5中V得电子生成VOCl2，N2H4将＋5价V还原为＋4价，防止浓盐酸和V2O5发生氧化还原反应生成有毒的氯气而污染环境。 (2)①＋4价钒具有还原性，易被空气氧化，因此在反应前需要除尽装置内的空气，先用装置1产生CO2，生成的CO2中混有HCl，故再将混合气体通过装置3除去CO2中的HCl，然后连接装置2，最后连接装置4，观察到澄清石灰水变浑浊说明装置内的空气已经排尽，故从左到右的连接顺序为adebcf。 (3)①粗产品中加入硫酸生成VO2＋，再加入酸性高锰酸钾将VO2＋氧化成，充分反应后加入NaNO2除去过量的高锰酸钾，最后用(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定含的溶液，滴定终点时Fe2＋稍过量，可选用铁氰化钾溶液作指示剂。 ②由＋Fe2＋＋2H＋===VO2＋＋Fe3＋＋H2O可得关系式：～Fe2＋，则V元素的物质的量为0.100 0 mol/L×y×10－3 L＝y×10－4 mol，则(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O的物质的量为 mol，则产品的纯度为×100%＝%。 答案：(1)将＋5价V还原为＋4价，防止浓盐酸和V2O5发生氧化还原反应生成有毒的氯气而污染环境 (2)①adebcf　②排出装置内的空气，防止＋4价钒被氧化　③6VO2＋＋5＋17＋6H2O===(NH4)5[(VO)6(CO3)4(OH)9]·10H2O↓＋13CO2↑ (3)①铁氰化钾溶液　②% 学科网（北京）股份有限公司 $