精品解析:上海市复旦大学附属中学2026-2027学年高二上学期10月阶段练习二 化学试卷
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内容正文:
2028届高二上化学阶段练习二
相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 S-32 K-39 Fe-56 Cu-64 As-75 Ag-108 I-127 Ba-137
一、胆矾的制备
1. 实验室模拟工业生产,利用废铜(含少量铁)和硫酸制备胆矾的过程如下:
已知:
离子
Cu2+
Fe2+
Fe3+
开始沉淀时的pH
4.7
5.8
1.9
完全沉淀时的pH
6.7
9.0
3.2
(1)灼烧后的固体用硫酸溶解。配制80 mL 1.50 硫酸溶液,需用量筒量取98%的硫酸(密度为1.84 g·cm-3)___________mL。
粗CuSO4溶液中存在的正离子除Cu2+外,还有Fe2+和Fe3+。除杂操作为:在粗CuSO4溶液中滴加3%H2O2溶液,再慢慢加入CuCO3粉末,调节溶液pH至一定范围,再加热至沸腾并过滤。
(2)请写出加入H2O2后发生反应的离子方程式___________。
(3)请从平衡移动的原理描述加入CuCO3粉末的作用___________。
(4)可用来替代CuCO3粉末的试剂是___________。
A. Na2CO3 B. Cu(OH)2 C. NaOH D. CO2
(5)pH范围应控制在___________之间。
A. 1.9~9.0 B. 5.8~6.7 C. 3.2~4.7 D. 5.8~9.0
将制得的胆矾(CuSO4·5H2O)进行热量分析,其热重曲线(即样品质量随温度变化曲线)如图所示。
(6)试确定200℃时固体物质的化学式___________。
二、正四价的硫元素
2. 二氧化硫及其形成的亚硫酸盐类有广泛应用。
(1)工业中可用含SO2的冶炼烟气为原料生产硫酸,在“SO2接触氧化”阶段中实现了___________。(不定项)
A. 充分利用热能 B. 防止形成酸雾
C. 加速转化SO2 D. 获取纯净SO2
将一定量SO2通入蒸馏水中,在300 s时通入足量O2,500 s时加入足量H2O2溶液,pH变化如下图所示。请回答下列问题:
(2)比较300 s通入O2和500 s加入H2O2后pH的变化,请分析变化的原因___________。
(3)300 s未通O2时,溶液中c(H2SO3)=___________mol·L-1。(结果保留3位有效数字)
(已知Ka1(H2SO3)=1.3×10-2,忽略的电离)
(4)当溶液中和浓度相当时,加入少量盐酸或NaOH溶液,溶液pH变化不大。请结合化学用语(离子方程式)和必要文字说明原因___________。
分银渣是一种含有银的工业废渣,主要成分为AgCl。为了回收银,在一定温度下,需用Na2SO3溶液浸取分银渣,生成可溶性的亚硫酸银络合物,反应原理为:。
(5)下列关于Na2SO3溶液说法正确的是___________。(不定项)
A.
B.
C.
D.
(6)下列关于分银渣中银浸取原理说法正确的是___________。
A. 亚硫酸钠溶液的作用是氧化剂
B. 为了提高银的浸取率,可以适当增大亚硫酸钠溶液的浓度
C. 该反应的平衡常数表达式为:
D. 反应过程中溶液的pH逐渐升高
某实验小组研究分银渣浸取银的工艺条件,设计了以下实验,将初始浓度相同的Na2SO3溶液加入一定量的AgCl中,测定不同pH时银的浸出率。结果如下图。
(7)实验的结果表明,pH在7以下时银浸出率很低,请解释原因___________。
下图是石灰石-石膏法脱硫的示意图。烟气在脱硫塔内与脱硫剂(石灰石/生石灰浆液)接触混合,继而与鼓入的空气中的氧气发生化学反应,生成石膏(CaSO4·2H2O)。脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴后,排至大气。
资料:25℃三种酸的电离常数如下表
HCOOH
Ka=1.80×10-4
H2SO3
Ka1=1.2×10-2
Ka2=6.2×10-8
H2CO3
Ka1=4.2×10-7
Ka2=4.8×10-11
(8)烟气进口是:___________。
A.a口 B.b口
(9)下列溶液中水的电离程度最小的是___________。
A. HCOONa B. NaHSO3 C. NaHCO3 D. NaHSO4
(10)为避免操作不当引起的中间产物CaSO3结垢和堵塞现象,某公司在脱硫剂中加入少量甲酸,效果很好。写出少量甲酸和CaSO3反应的化学方程式___________。
三、废液处理
3. 某校同学在完成研究铜的相关性质分组实验后,产生大量含有H+、Cu2+等离子的废液,为了测定Cu2+的浓度并对废液进行处理,进行如下实验。
I.中和沉淀法处理
已知:①该区域含铜废液的排放标准为Cu2+的浓度不超过0.01 mg·L-1
②常温下,=2.2×10-20
(1)常温下,若向废液样品中加入石灰乳至中性,判断处理后的废液能否达到排放标准___________。(写出计算过程)
II.硫化物沉淀法处理
已知:常温下、、
(2)常温下,调节Na2S溶液的pH=7,比较溶液中含硫微粒浓度的大小___________。
(3)常温,下列说法正确的是___________。
A. 常温下,CuS的溶解度大于FeS
B. 反应不能发生
C. 除去废液中的Cu2+,可选用FeS作沉淀剂
D. 常温下,向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后,减小
III.溶剂萃取法
用萃取剂RH(一种有机酸)可萃取废液中的Cu2+,有机层能形成较高浓度的含铜配合物CuR2,该反应为可逆反应,向分离出的有机层中加入20%的H2SO4溶液进行反萃取,可以回收铜。
(4)用RH萃取时,适度增大溶液的pH,从平衡移动的角度分析Cu2+萃取率会升高的原因是___________。
IV.设计原电池
依据氧化还原反应:设计的原电池如图所示。
(5)电极X的材料是___________;其电极反应式为___________。
(6)Ag电极上的电极反应式为___________。
(7)针对上述原电池装置,下列说法中正确的是___________。(不定项)
A. 原电池工作时,电流的流向为X电极Ag电极
B. 原电池工作时,Ag电极流入电子,发生还原反应
C. 原电池工作时,阴离子不断移向Ag电极
D. 原电池工作时,银电极的质量不断增加
(8)若将电解质溶液Y换成稀硫酸,则Ag极上发生的电极反应式为___________;当导线上通过6.02×1023个电子时,X电极的质量减小___________g。
四、滴定分析法
4. 滴定法是化学分析常用方法,是一种简便、快速和应用广泛的定量分析方法。
I.某实验小组用已知浓度的NaOH标准液来滴定未知浓度的醋酸溶液。
取25.00 mL待测液于250 mL锥形瓶中,加入2~3滴酚酞,用0.1000 mol/L NaOH标准溶液滴定至终点,按上述操作重复3次。回答下列问题:
(1)滴定前,有关滴定管的正确操作为(按序排列):检漏→蒸馏水洗涤→___________→开始滴定
A.装入NaOH标准溶液至零刻度以上
B.用NaOH标准溶液润洗2至3次
C.排除气泡
D.记录起始读数
E.调整液面至零刻度或零刻度以下
(2)三次实验数据记录如表所示:
滴定次数
滴定前滴定管读数/mL
滴定后滴定管读数/mL
1
1.00
30.95
2
2.03
29.23
3
0.56
30.61
根据表中数据计算出醋酸待测液的浓度为___________。
(3)在上述实验过程中,出现下列操作会造成测定结果偏低的是___________。(不定项)
A. 量取NaOH标准液的滴定管未用标准液润洗
B. 量取醋酸的滴定管,放出醋酸前滴定管尖端有气泡,放出醋酸后气泡消失
C. 锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,仍残留一定量水
D. 当滴定结束时,俯视滴定管读数
Ⅱ.氧化还原滴定与酸碱中和滴定类似,可用于KIO3粗产品的纯度测定。
称取m g产品配成250 mL溶液,取25.00 mL溶液加入足量的KI和稀硫酸,充分反应后加入淀粉溶液作指示剂,用c mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点(),平均消耗标准溶液的体积为V mL。
(4)加入KI和稀H2SO4后发生反应的离子方程式为___________。
(5)滴定终点的现象为___________。
(6)产品中KIO3(M=214 g/mol)的质量分数为___________(用含c、m、V的代数式表示)。
Ⅲ.某兴趣小组采用双指示剂的滴定法测定利用“联合制碱法”制得的纯碱(仅含少量NaHCO3杂质,无其他杂质)的纯度,步骤如下:
①准确称取样品w g放入锥形瓶中,加蒸馏水溶解,加入1~2滴指示剂I;
②用0.1000 mol/L盐酸滴定该溶液至恰好出现现象I,消耗盐酸的体积为V1 mL;
③再在步骤(②)的溶液中加入1~2滴甲基橙指示剂,继续用0.1000 mol/L盐酸滴定至溶液恰好出现现象Ⅱ,消耗盐酸的体积为V2 mL。
(7)指示剂I为___________,现象Ⅱ是___________。
(8)滴定过程中酸式滴定管的三次读数分别为
起始/mL
第一次/mL
第二次/mL
0.60
18.90
40.20
计算:该样品中纯碱的纯度是___________(结果保留3位小数)。
工业上也可用纯碱溶液浸泡重晶石矿,实现BaSO4转化为BaCO3,进一步制得氯化钡。
(9)若用100 mL Na2CO3溶液将2.33 g BaSO4固体全部转化为BaCO3,则所用Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为___________mol/L。(写出计算过程)
已知:常温下,(忽略溶液体积变化)
(10)BaCl2是检验上述转化后溶液中是否含有硫酸根的重要试剂。若将BaCl2溶液加热蒸干。则残留的固体是___________。
A. BaCl2 B. Ba(OH)2 C. BaO D. BaCl2·2H2O
(11)纯碱中的杂质NaHCO3是泡沫灭火器的组成成分之一,其能与Al2(SO4)3发生化学反应放出CO2。写出该反应的离子反应方程式___________。
五、砷酸(H3AsO4)和亚砷酸(H3AsO3)
5. I.常温下,H3AsO4和H3AsO3溶液中含砷微粒的物质的量分数与溶液pH的关系分别如图1和图2所示:
(1)H3AsO4的第一步电离方程式是___________,该步电离常数表达式是___________。
(2)由图1中a点可知,当c(H3AsO4)=c()时,;据此类推,由图2可知,约等于___________,可判断H3AsO4酸性强于H3AsO3。
(3)以酚酞为指示剂,将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为___________;pH=8时溶液中,c(Na+)___________c()(填“>”、“<”或“=”)。
II.测定某H3AsO3溶液(含少量H2SO4)中H3AsO3浓度的一种方法如下:
已知:用NaOH标准溶液滴定弱酸溶液,一般要求的酸的。
i.调pH:取V mL待测液,向其中滴入适量NaOH溶液调节pH,以中和H2SO4;
ii.氧化:向上述溶液中加入适量碘水,将H3AsO3氧化为H3AsO4;
iii.滴定:用x mol·L-1 NaOH标准溶液滴定ii中得到的H3AsO4溶液至终点,消耗V1 mL NaOH标准溶液。
(4)若无i,会导致测定的H3AsO3浓度___________。
A.偏高 B.偏低 C.无影响
(5)iii中滴定至终点时,溶液pH为4~5,结合图1可知,此时溶液中的溶质主要是NaI、Na2SO4和___________(填化学式)。结合ii和iii中物质间转化的定量关系,请写出c(H3AsO3)=___________(用含x,V1,V的代数式表示)。
(6)另一待测液除了含H3AsO3、少量H2SO4,还含有H3AsO4,依据上述方法,测定其中总砷含量(已知:酸性越强,H3AsO4的氧化性越强)。测定步骤包含4步:a.氧化 b.还原 c.调pH d.滴定。正确的测定步骤顺序是___________→d。
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2028届高二上化学阶段练习二
相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 S-32 K-39 Fe-56 Cu-64 As-75 Ag-108 I-127 Ba-137
一、胆矾的制备
1. 实验室模拟工业生产,利用废铜(含少量铁)和硫酸制备胆矾的过程如下:
已知:
离子
Cu2+
Fe2+
Fe3+
开始沉淀时的pH
4.7
5.8
1.9
完全沉淀时的pH
6.7
9.0
3.2
(1)灼烧后的固体用硫酸溶解。配制80 mL 1.50 硫酸溶液,需用量筒量取98%的硫酸(密度为1.84 g·cm-3)___________mL。
粗CuSO4溶液中存在的正离子除Cu2+外,还有Fe2+和Fe3+。除杂操作为:在粗CuSO4溶液中滴加3%H2O2溶液,再慢慢加入CuCO3粉末,调节溶液pH至一定范围,再加热至沸腾并过滤。
(2)请写出加入H2O2后发生反应的离子方程式___________。
(3)请从平衡移动的原理描述加入CuCO3粉末的作用___________。
(4)可用来替代CuCO3粉末的试剂是___________。
A. Na2CO3 B. Cu(OH)2 C. NaOH D. CO2
(5)pH范围应控制在___________之间。
A. 1.9~9.0 B. 5.8~6.7 C. 3.2~4.7 D. 5.8~9.0
将制得的胆矾(CuSO4·5H2O)进行热量分析,其热重曲线(即样品质量随温度变化曲线)如图所示。
(6)试确定200℃时固体物质的化学式___________。
【答案】(1)8.2 (2)
(3)溶液中存在,加入,会与反应,使下降,平衡正向移动,使完全转化为沉淀除去 (4)B (5)C
(6)
【解析】
【分析】废铜中含有少量的铁,灼烧后得到和的混合物(含少量铜等),在稀硫酸的作用下,固体溶解,得到CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液,加入H2O2氧化 Fe2+后,得到含有Cu2+和Fe3+的混合溶液,再慢慢加入CuCO3粉末调节溶液pH,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去,得到精溶液,最后得到胆矾晶体。
【小问1详解】
98%浓硫酸的物质的量浓度为,实验室没有80 mL容量瓶,需配制100 mL该浓度的稀硫酸,根据稀释定律,可得。
【小问2详解】
完全沉淀的pH高于Cu2+ ,无法直接沉淀除去,加入H2O2 是为了将Fe2+氧化为更易在低pH下沉淀的Fe3+,该反应在酸性环境下进行,不引入新杂质,反应的离子方程式为。
【小问3详解】
溶液中存在平衡,加入的,会与溶液中的发生反应,消耗,使下降,促使平衡正向移动,使完全转化为沉淀除去。
【小问4详解】
的作用是调节pH且不引入新的杂质;Na2CO3、NaOH会引入Na+杂质;CO2无法消耗调节pH;Cu(OH)2可以消耗调节pH,且生成Cu2+,不会引入新杂质,符合要求,故选B。
【小问5详解】
调节pH的目的是让完全沉淀(pH≥3.2),同时保证Cu2+不开始沉淀(pH<4.7),因此pH范围为3.2~4.7,故选C。
【小问6详解】
初始胆矾质量为4.000 g,其物质的量,200℃时剩余固体质量为2.850 g,其中的质量为0.016 mol×160 g⋅mol−1=2.560 g,结晶水的总质量为2.850 g−2.560 g=0.290 g,结晶水物质的量,即1 mol CuSO4结合1 mol H2O,对应固体化学式为。
二、正四价的硫元素
2. 二氧化硫及其形成的亚硫酸盐类有广泛应用。
(1)工业中可用含SO2的冶炼烟气为原料生产硫酸,在“SO2接触氧化”阶段中实现了___________。(不定项)
A. 充分利用热能 B. 防止形成酸雾
C. 加速转化SO2 D. 获取纯净SO2
将一定量SO2通入蒸馏水中,在300 s时通入足量O2,500 s时加入足量H2O2溶液,pH变化如下图所示。请回答下列问题:
(2)比较300 s通入O2和500 s加入H2O2后pH的变化,请分析变化的原因___________。
(3)300 s未通O2时,溶液中c(H2SO3)=___________mol·L-1。(结果保留3位有效数字)
(已知Ka1(H2SO3)=1.3×10-2,忽略的电离)
(4)当溶液中和浓度相当时,加入少量盐酸或NaOH溶液,溶液pH变化不大。请结合化学用语(离子方程式)和必要文字说明原因___________。
分银渣是一种含有银的工业废渣,主要成分为AgCl。为了回收银,在一定温度下,需用Na2SO3溶液浸取分银渣,生成可溶性的亚硫酸银络合物,反应原理为:。
(5)下列关于Na2SO3溶液说法正确的是___________。(不定项)
A.
B.
C.
D.
(6)下列关于分银渣中银浸取原理说法正确的是___________。
A. 亚硫酸钠溶液的作用是氧化剂
B. 为了提高银的浸取率,可以适当增大亚硫酸钠溶液的浓度
C. 该反应的平衡常数表达式为:
D. 反应过程中溶液的pH逐渐升高
某实验小组研究分银渣浸取银的工艺条件,设计了以下实验,将初始浓度相同的Na2SO3溶液加入一定量的AgCl中,测定不同pH时银的浸出率。结果如下图。
(7)实验的结果表明,pH在7以下时银浸出率很低,请解释原因___________。
下图是石灰石-石膏法脱硫的示意图。烟气在脱硫塔内与脱硫剂(石灰石/生石灰浆液)接触混合,继而与鼓入的空气中的氧气发生化学反应,生成石膏(CaSO4·2H2O)。脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴后,排至大气。
资料:25℃三种酸的电离常数如下表
HCOOH
Ka=1.80×10-4
H2SO3
Ka1=1.2×10-2
Ka2=6.2×10-8
H2CO3
Ka1=4.2×10-7
Ka2=4.8×10-11
(8)烟气进口是:___________。
A.a口 B.b口
(9)下列溶液中水的电离程度最小的是___________。
A. HCOONa B. NaHSO3 C. NaHCO3 D. NaHSO4
(10)为避免操作不当引起的中间产物CaSO3结垢和堵塞现象,某公司在脱硫剂中加入少量甲酸,效果很好。写出少量甲酸和CaSO3反应的化学方程式___________。
【答案】(1)AC (2)氧化性强于,能继续将氧化为,pH显著下降
(3)
(4)加入少量NaOH或HCl时,体系可通过以下反应维持pH的相对稳定;加入盐酸:;加入NaOH: (5)C (6)B
(7)在此pH下,与结合转化为或,所以溶液中的浓度降低,导致银浸出率不佳
(8)B (9)D
(10)
【解析】
【小问1详解】
在“接触氧化”阶段,与在催化剂作用下反应生成,使用催化剂可以加速转化;该反应为放热反应,工业上通过热交换器预热冷气体并冷却热气体,实现了热能的充分利用。防止形成酸雾是在吸收塔中进行的,获取纯净是在净化阶段完成的;
答案选AC;
【小问2详解】
和均能将氧化为,但的氧化性更强,反应速率更快,导致溶液中氢离子浓度迅速增加,pH快速下降;
【小问3详解】
300 s时溶液pH=3.73,则。忽略的电离,溶液中。根据,代入数据得;
【小问4详解】
当和浓度相当时,溶液形成缓冲体系。外加少量酸或碱时,体系内的共轭酸碱对能分别与之反应,抵抗外加酸碱的影响,维持pH基本稳定;
【小问5详解】
A.水解程度较小且易第一步水解为主,应为,错误;
B.根据质子守恒应为,错误;
C.根据电荷守恒,因溶液显碱性,故,正确;
D.根据物料守恒,错误。
答案选C;
【小问6详解】
A.反应中各元素化合价未变,作配体而非氧化剂,错误;
B.增大反应物的浓度,平衡正向移动,可提高银的浸取率,正确;
C.为固体,不应出现在平衡常数表达式中,错误;
D.反应消耗,其水解产生的减少,溶液pH应逐渐降低,错误;
答案选B;
【小问7详解】
酸性条件下,会与结合生成弱电解质,使得参与络合反应的浓度大幅减小,导致平衡向左移动。
【小问8详解】
为了使烟气与脱硫剂充分接触,提高脱硫效率,工业上通常采用逆流接触的方式。脱硫剂从上部喷淋,烟气应从下部b口进入,答案选B;
【小问9详解】
和水解呈碱性,促进水的电离;电离大于水解呈酸性,抑制水的电离;在水中完全电离出,相当于一元强酸,对水的电离抑制程度最大,故其水的电离程度最小,答案选D;
【小问10详解】
由电离常数可知,酸性强弱顺序为:。根据强酸制弱酸原理,甲酸能与反应生成和,这两种产物均易溶于水,从而避免了沉淀造成的结垢和堵塞,反应的化学方程式为。
三、废液处理
3. 某校同学在完成研究铜的相关性质分组实验后,产生大量含有H+、Cu2+等离子的废液,为了测定Cu2+的浓度并对废液进行处理,进行如下实验。
I.中和沉淀法处理
已知:①该区域含铜废液的排放标准为Cu2+的浓度不超过0.01 mg·L-1
②常温下,=2.2×10-20
(1)常温下,若向废液样品中加入石灰乳至中性,判断处理后的废液能否达到排放标准___________。(写出计算过程)
II.硫化物沉淀法处理
已知:常温下、、
(2)常温下,调节Na2S溶液的pH=7,比较溶液中含硫微粒浓度的大小___________。
(3)常温,下列说法正确的是___________。
A. 常温下,CuS的溶解度大于FeS
B. 反应不能发生
C. 除去废液中的Cu2+,可选用FeS作沉淀剂
D. 常温下,向饱和FeS溶液中加入少量Na2S固体后,减小
III.溶剂萃取法
用萃取剂RH(一种有机酸)可萃取废液中的Cu2+,有机层能形成较高浓度的含铜配合物CuR2,该反应为可逆反应,向分离出的有机层中加入20%的H2SO4溶液进行反萃取,可以回收铜。
(4)用RH萃取时,适度增大溶液的pH,从平衡移动的角度分析Cu2+萃取率会升高的原因是___________。
IV.设计原电池
依据氧化还原反应:设计的原电池如图所示。
(5)电极X的材料是___________;其电极反应式为___________。
(6)Ag电极上的电极反应式为___________。
(7)针对上述原电池装置,下列说法中正确的是___________。(不定项)
A. 原电池工作时,电流的流向为X电极Ag电极
B. 原电池工作时,Ag电极流入电子,发生还原反应
C. 原电池工作时,阴离子不断移向Ag电极
D. 原电池工作时,银电极的质量不断增加
(8)若将电解质溶液Y换成稀硫酸,则Ag极上发生的电极反应式为___________;当导线上通过6.02×1023个电子时,X电极的质量减小___________g。
【答案】(1)不达标 (2) (3)C
(4)存在平衡,增大pH,平衡正向移动,有利于铜离子被萃取
(5) ①. Fe ②.
(6) (7)BD
(8) ①. ②. 28
【解析】
【小问1详解】
根据溶度积常数表达式:。溶液显中性,即。则平衡时残留。转换为质量浓度:。由于,故不能达到排放标准。
【小问2详解】
在的溶液中,。由,得,故。由,得,故。综合得:。
【小问3详解】
A.越小,溶解度越小,的比小,故更难溶,A错误;
B.反应的平衡常数,所以反应可以发生,B错误;
C.因为的大于,利用沉淀转化原理,可以将转化为更难溶的,C正确;
D.只受温度影响,与离子浓度无关,D错误;
故选C。
【小问4详解】
存在平衡,增大pH,平衡正向移动,有利于铜离子被萃取,故萃取率升高。
【小问5详解】
根据电池总反应,失电子作负极(极),所以X极为Fe,电极方程式为。
【小问6详解】
在原电池中,作为正极,溶液中的在该电极上发生还原反应,电极方程式为。
【小问7详解】
A.电流由正极流向负极,即从极流向极,A错误;
B.电极为正极,电子流入,发生还原反应,B正确;
C.原电池工作时,阴离子移向负极(电极),而非极,C错误;
D.在电极上还原成沉积,质量增加,D正确。
【小问8详解】
若换成稀硫酸,电解质溶液提供在极得电子生成氢气,正极反应为。电路中转移个电子即转移电子。负极反应为,则转移电子消耗的物质的量为0.5 mol,其质量为。
四、滴定分析法
4. 滴定法是化学分析常用方法,是一种简便、快速和应用广泛的定量分析方法。
I.某实验小组用已知浓度的NaOH标准液来滴定未知浓度的醋酸溶液。
取25.00 mL待测液于250 mL锥形瓶中,加入2~3滴酚酞,用0.1000 mol/L NaOH标准溶液滴定至终点,按上述操作重复3次。回答下列问题:
(1)滴定前,有关滴定管的正确操作为(按序排列):检漏→蒸馏水洗涤→___________→开始滴定
A.装入NaOH标准溶液至零刻度以上
B.用NaOH标准溶液润洗2至3次
C.排除气泡
D.记录起始读数
E.调整液面至零刻度或零刻度以下
(2)三次实验数据记录如表所示:
滴定次数
滴定前滴定管读数/mL
滴定后滴定管读数/mL
1
1.00
30.95
2
2.03
29.23
3
0.56
30.61
根据表中数据计算出醋酸待测液的浓度为___________。
(3)在上述实验过程中,出现下列操作会造成测定结果偏低的是___________。(不定项)
A. 量取NaOH标准液的滴定管未用标准液润洗
B. 量取醋酸的滴定管,放出醋酸前滴定管尖端有气泡,放出醋酸后气泡消失
C. 锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,仍残留一定量水
D. 当滴定结束时,俯视滴定管读数
Ⅱ.氧化还原滴定与酸碱中和滴定类似,可用于KIO3粗产品的纯度测定。
称取m g产品配成250 mL溶液,取25.00 mL溶液加入足量的KI和稀硫酸,充分反应后加入淀粉溶液作指示剂,用c mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点(),平均消耗标准溶液的体积为V mL。
(4)加入KI和稀H2SO4后发生反应的离子方程式为___________。
(5)滴定终点的现象为___________。
(6)产品中KIO3(M=214 g/mol)的质量分数为___________(用含c、m、V的代数式表示)。
Ⅲ.某兴趣小组采用双指示剂的滴定法测定利用“联合制碱法”制得的纯碱(仅含少量NaHCO3杂质,无其他杂质)的纯度,步骤如下:
①准确称取样品w g放入锥形瓶中,加蒸馏水溶解,加入1~2滴指示剂I;
②用0.1000 mol/L盐酸滴定该溶液至恰好出现现象I,消耗盐酸的体积为V1 mL;
③再在步骤(②)的溶液中加入1~2滴甲基橙指示剂,继续用0.1000 mol/L盐酸滴定至溶液恰好出现现象Ⅱ,消耗盐酸的体积为V2 mL。
(7)指示剂I为___________,现象Ⅱ是___________。
(8)滴定过程中酸式滴定管的三次读数分别为
起始/mL
第一次/mL
第二次/mL
0.60
18.90
40.20
计算:该样品中纯碱的纯度是___________(结果保留3位小数)。
工业上也可用纯碱溶液浸泡重晶石矿,实现BaSO4转化为BaCO3,进一步制得氯化钡。
(9)若用100 mL Na2CO3溶液将2.33 g BaSO4固体全部转化为BaCO3,则所用Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为___________mol/L。(写出计算过程)
已知:常温下,(忽略溶液体积变化)
(10)BaCl2是检验上述转化后溶液中是否含有硫酸根的重要试剂。若将BaCl2溶液加热蒸干。则残留的固体是___________。
A. BaCl2 B. Ba(OH)2 C. BaO D. BaCl2·2H2O
(11)纯碱中的杂质NaHCO3是泡沫灭火器的组成成分之一,其能与Al2(SO4)3发生化学反应放出CO2。写出该反应的离子反应方程式___________。
【答案】(1)BACED
(2)0.1200 mol·L-1 (3)BD
(4)
(5)滴入最后半滴标准溶液,溶液由蓝色变为无色且半分钟内不恢复为蓝色
(6)
(7) ①. 酚酞 ②. 由黄色变橙色,且半分钟内不变色
(8)
(9)1.1 (10)A
(11)
【解析】
【小问1详解】
滴定管在使用前需进行检漏和蒸馏水洗涤,随后用待装液,即标准溶液润洗2~3次(B),然后装入标准液至零刻度以上(A),排除尖嘴处气泡(C),调整液面至零刻度或零刻度以下(E),最后记录起始读数(D),即可开始滴定;故答案为BACED;
【小问2详解】
三次滴定消耗NaOH溶液的体积分别为:30.95-1.00=29.95mL;29.23-2.03=27.20mL;30.61-0.56=30.05mL,第二次数据偏差较大,予以舍弃,则消耗标准液的平均体积为,根据,解得;
【小问3详解】
A.NaOH滴定管未润洗,导致标准液被稀释,消耗的V(标)偏大,测定结果偏高,A不符合题意;
B.量取醋酸的滴定管放出醋酸前有气泡,放出醋酸后气泡消失,导致实际放入锥形瓶的待测液体积小于25.00mL,消耗的V(标)偏小,测定结果偏低,B符合题意;
C.锥形瓶中有少量蒸馏水,对待测液的物质的量无影响,测定结果无影响,C不符合题意;
D.滴定结束时俯视读数,导致读取的V(标)偏小,测定结果偏低,D符合题意;
故选BD;
【小问4详解】
KIO3与KI在酸性条件下发生归中反应生成I2,根据氧化还原反应配平原则,即可写出离子方程式为;
【小问5详解】
用Na2S2O3滴定I2,淀粉作指示剂,终点时被完全消耗,溶液的蓝色褪去,故滴定终点现象为:滴入最后半滴标准溶液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色;
【小问6详解】
根据反应方程式可得关系式:,25.00mL 溶液中,25.00mL 溶液中,,故产品中KIO3的质量分数为;
【小问7详解】
第一步滴定是Na2CO3将转化为NaHCO3,终点溶液呈弱碱性,应选用酚酞作指示剂;
第二步滴定是将NaHCO3转化为CO2和NaCl,终点溶液呈弱酸性,选用甲基橙作指示剂,终点现象为:滴入最后半滴盐酸,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复原色;
【小问8详解】
根据表中数据可知, 第一步消耗的盐酸体积V1=18.90mL-0.60mL=18.30mL;第二步消耗盐酸体积V2=40.20mL-18.90mL=21.30mL;
第一步滴定反应为,消耗盐酸的体积V1=18.30mL,,,该样品中纯碱的纯度为;
【小问9详解】
n(BaSO4) = =0.01 mol,沉淀反应方程式为,平衡常数K为:,平衡时,则:,转化过程中消耗的物质的量为0.01 mol,故初始的总物质的量为: ,;
【小问10详解】
BaCl2是强酸强碱盐,在溶液中不发生水解,加热蒸干时水分蒸发,溶质BaCl2结晶析出,残留固体为BaCl2,故选A;
【小问11详解】
与Al3+发生双水解反应,生成Al(OH)3沉淀和CO2气体,反应的离子方程式为。
五、砷酸(H3AsO4)和亚砷酸(H3AsO3)
5. I.常温下,H3AsO4和H3AsO3溶液中含砷微粒的物质的量分数与溶液pH的关系分别如图1和图2所示:
(1)H3AsO4的第一步电离方程式是___________,该步电离常数表达式是___________。
(2)由图1中a点可知,当c(H3AsO4)=c()时,;据此类推,由图2可知,约等于___________,可判断H3AsO4酸性强于H3AsO3。
(3)以酚酞为指示剂,将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为___________;pH=8时溶液中,c(Na+)___________c()(填“>”、“<”或“=”)。
II.测定某H3AsO3溶液(含少量H2SO4)中H3AsO3浓度的一种方法如下:
已知:用NaOH标准溶液滴定弱酸溶液,一般要求的酸的。
i.调pH:取V mL待测液,向其中滴入适量NaOH溶液调节pH,以中和H2SO4;
ii.氧化:向上述溶液中加入适量碘水,将H3AsO3氧化为H3AsO4;
iii.滴定:用x mol·L-1 NaOH标准溶液滴定ii中得到的H3AsO4溶液至终点,消耗V1 mL NaOH标准溶液。
(4)若无i,会导致测定的H3AsO3浓度___________。
A.偏高 B.偏低 C.无影响
(5)iii中滴定至终点时,溶液pH为4~5,结合图1可知,此时溶液中的溶质主要是NaI、Na2SO4和___________(填化学式)。结合ii和iii中物质间转化的定量关系,请写出c(H3AsO3)=___________(用含x,V1,V的代数式表示)。
(6)另一待测液除了含H3AsO3、少量H2SO4,还含有H3AsO4,依据上述方法,测定其中总砷含量(已知:酸性越强,H3AsO4的氧化性越强)。测定步骤包含4步:a.氧化 b.还原 c.调pH d.滴定。正确的测定步骤顺序是___________→d。
【答案】(1) ①. ②.
(2)
(3) ①. ②. >
(4)A (5) ①. ②.
(6)b→c→a
【解析】
【小问1详解】
由图可知,为多元弱酸,其电离是分步进行的,第一步电离方程式是:;根据电离常数的定义可知该步电离常数的表达式是;
【小问2详解】
在图2中当时,;
【小问3详解】
酚酞的变色范围为8.2-10.0,变为红色,发生第一步反应,生成,离子方程式为: ;滴定至溶液变红时得到混合溶液,电离产生氢离子,水解产生氢氧根离子,pH=8,说明水解大于电离,故>;
【小问4详解】
在用NaOH滴定的时候,硫酸也会消耗NaOH,若无i会导致NaOH消耗量增大,测定结果偏高,故选A;
【小问5详解】
由图1可知,溶液pH为4~5时,砷的主要存在形式为,且在氧化时还生成了HI,故溶质中会有NaI,由于最初的溶液(含少量),故此时溶液中的溶质会含有少量硫酸钠。故iii中滴定至终点时,溶液pH为4~5,结合图1可知,此时溶液中的溶质主要是NaI、和;步骤ii中碘和反应的方程式为:,滴定至终点时,生成和HI会与氢氧化钠反应,故的物质的量为滴定消耗NaOH的物质的量的,1 mol ~(1 mol +2 mol HI)~3 mol NaOH,c()== mol/L;
【小问6详解】
由于待测液中含有且在调pH的时候会和氢氧化钠反应,故先还原将其还原为,然后再调pH除去硫酸,再用适量碘水将氧化为,再用氢氧化钠滴定,从而测定其中总砷含量,故测定步骤顺序是为b→c→a。
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