高考化学二轮主观题必刷题专题02 样品纯度(含答案解析)
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专题02 样品纯度求解专练
1.焦亚硫酸钠(Na
2S
2
O
5
)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
回答下
列问题:
(1)Na
2S
2
O
5
可用作食品的抗氧化剂。
在测定某葡萄酒中Na
2
S
2
O
5
残留量时,取50.00
mL葡萄酒样品,用0.01000 mol·L−1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00 mL。
滴定反应的离子方程式为_____________,该样品中Na
2S
2
O
5
的残留量为
____________g·L−1(以SO
2
计)。
2.磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:
(1)取a g所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用b
mol·L−1NaOH溶液滴定至终点时生成Na
2HPO
4
,消耗NaOH溶液c mL,精制磷酸中
H 3PO
4
的质量分数是________。
(已知:H
3
PO
4
摩尔质量为98 g·mol−1)
3.[2017新课标Ⅰ]凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵
盐,然后通过滴定测量。
已知:NH
3+H
3
BO
3
=NH
3
·H
3
BO
3
;NH
3
·H
3
BO
3
+HCl= NH
4
Cl+ H
3
BO
3。
回答下列问题:
(1)仪器清洗后,g中加入硼酸(H
3BO
3
)和指示剂。
铵盐试样由d注入e,随后
注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水冲洗d,关闭k
3,d中保留少量水。
打开k
1
,加热
b,使水蒸气进入e。
取某甘氨酸(C
2H
5
NO
2
)样品m 克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为c
mol·L–1的盐酸V mL,则样品中氮的质量分数为_________%,样品的纯度
≤_______%。
4.水泥是重要的建筑材料。
水泥熟料的主要成分为CaO、SiO
2
,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。
实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:
回答下列问题:
(4)草酸钙沉淀经稀H
2SO
4
处理后,用KMnO
4
标准溶液滴定,通过测定草酸的量
可间接获知钙的含量,滴定反应为:MnO
4-+H++H
2
C
2
O
4
→Mn2++CO
2
+H
2
O。
实验中称取
0.400 g水泥样品,滴定时消耗了0.0500 mol·L-1的KMnO
4
溶液36.00 mL,则该水泥样品中钙的质量分数为______________。
5.[2017天津]用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c(I−),实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。
Ⅰ.准备标准溶液
a.准确称取AgNO
3
基准物4.2468 g(0.0250 mol)后,配制成250 mL标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。
b.配制并标定100 mL 0.1000 mol·L−1 NH
4
SCN标准溶液,备用。
Ⅱ.滴定的主要步骤
a.取待测NaI溶液25.00 mL于锥形瓶中。
b.加入25.00 mL 0.1000 mol·L−1 AgNO
3
溶液(过量),使I−完全转化为AgI沉淀。
c.加入NH
4Fe(SO
4
)
2
溶液作指示剂。
d.用0.1000 mol·L−1 NH
4
SCN溶液滴定过量的Ag+,使其恰好完全转化为AgSCN 沉淀后,体系出现淡红色,停止滴定。
e.重复上述操作两次。
三次测定数据如下表:
实验序号 1 2 3
消耗NH
4
SCN标准溶液体积/mL 10.24 10.02 9.98
f.数据处理。
回答下列问题:
(1)所消耗的NH
4
SCN标准溶液平均体积为_____mL,测得
c(I−)=_________________ mol·L−1。
(2)在滴定管中装入NH
4
SCN标准溶液的前一步,应进行的操作为
________________________。
(3)判断下列操作对c(I−)测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
①若在配制AgNO
3
标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则测定结果
_______________。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,则测定结果
____________________。
6.过氧化钙(CaO
2·8H
2
O)是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。
(1)水中溶解氧的测定方法如下:向一定量水样中加入适量MnSO
4
和碱性KI溶
液,生成MnO(OH)
2沉淀,密封静置;加入适量稀H
2
SO
4
,待MnO(OH)
2
与I−完全反
应生成Mn2+和I
2后,以淀粉作指示剂,用Na
2
S
2
O
3
标准溶液滴定至终点,测定过程
中物质的转化关系如下:
①写出O
2将Mn2+氧化成MnO(OH)
2
的离子方程式:_____________。
②取加过一定量CaO
2·8H
2
O的池塘水样100.00 mL,按上述方法测定水中溶解氧
量,消耗0.01000 mol·L−1 Na
2S
2
O
3
标准溶液13.50 mL。
计算该水样中的溶解氧
(以mg·L−1表示),写出计算过程。
7.已知:I
2+22
23
S O-2
46
S O-+2I―。
(1)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl
2•2H
2
O晶体的试样(不含能与
I―发生反应的氧化性质杂质)的纯度,过程如下:取0.36 g试样溶于水,加入
过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。
用0.1000 mol/L Na
2S
2
O
3
标准溶液滴定,
到达滴定终点时,消耗Na
2S
2
O
3
标准溶液20.00 mL。
①可选用___________作滴定指示荆,滴定终点的现象是_________________。
②CuCl
2
溶液与KI反应的离子方程式为______________________________。
③该试样中CuCl
2•2H
2
O的质量百分数为___________________________。
8.硫代硫酸钠晶体(Na
2S
2
O
3
·5H
2
O,M=248 g·mol−1)可用作定影剂、还原剂。
回答下列问题:
(1)利用K
2Cr
2
O
7
标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。
测定步骤如下:
①溶液配制:称取1.2000 g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在__________中溶解,完全溶解后,全部转移至100 mL的_________中,加蒸馏水至____________。
②滴定:取0.00950 mol·L−1的K
2Cr
2
O
7
标准溶液20.00 mL,硫酸酸化后加入过
量KI,发生反应: Cr
2O
7
2—+6I−+14H+=3I
2
+2Cr3++7H
2
O。
然后用硫代硫酸钠样品溶液
滴定至淡黄绿色,发生反应:I
2+2S
2
O
3
2—=S
4
O
6
2—+2I−。
加入淀粉溶液作为指示剂,
继续滴定,当溶液__________,即为终点。
平行滴定3次,样品溶液的平均用量为24.80 mL,则样品纯度为_________%(保留1位小数)。
9.(题文)烟道气中的NO
x
是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。
回答下列问题:
Ⅰ.采样
Ⅱ.NO
x
含量的测定
将v L气样通入适量酸化的H
2O
2
溶液中,使NO
x
完全被氧化为NO
3
−,加水稀释至
100.00 mL。
量取20.00 mL该溶液,加入v
1 mL c
1
mol·L−1 FeSO
4
标准溶液(过
量),充分反应后,用c
2mol·L−1 K
2
Cr
2
O
7
标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗
v
2
mL。
(1)滴定操作使用的玻璃仪器主要有___________。
(2)滴定过程中发生下列反应:
3Fe2++NO
3−+4H+NO↑+3Fe3++2H
2
O
Cr
2O
7
2−+ 6Fe2+ +14H+ 2Cr3+ +6Fe3++7H
2
O
则气样中NO
x 折合成NO
2
的含量为_________mg·m−3。
(3)判断下列情况对NO
x
含量测定结果的影响(填“偏高” 、“偏低”或“无影响”)
若缺少采样步骤③,会使测试结果___________。
若FeSO
4
标准溶液部分变质,会使测定结果___________。
10.水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标,通常用每升水中溶解氧分子的质量表示,单位mg/L,我国《地表水环境质量标准》规定,生活饮用水源的DO不能低于5mg/L。
某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略),测定某河水的DO。
1、测定原理:
碱性条件下,O
2将Mn2+氧化为MnO(OH)
2
:①2Mn2++O
2
+4OH−="2" MnO(OH)
2
↓
酸性条件下,MnO(OH)
2将I−氧化为I
2
:②MnO(OH)
2
+I−+H+→Mn2++I
2
+H
2
O(未配平),
用Na
2S
2
O
3
标准溶液滴定生成的I
2
:③2S
2
O
3
2−+I
2
=S
4
O
6
2−+2I−
2、测定步骤
a.安装装置,检验气密性,充N
2排尽空气后,停止充N
2。
b.向烧瓶中加入200mL水样。
c.向烧瓶中依次迅速加入1mLMnSO
4
无氧溶液(过量)、2mL碱性KI无氧溶液(过量),开启搅拌器,至反应①完全。
d搅拌并向烧瓶中加入2mL硫酸无氧溶液至反应②完全,溶液为中性或弱酸性。
e.从烧瓶中取出40.00mL溶液,以淀粉作指示剂,用0.01000mol/L Na
2S
2
O
3
溶液
进行滴定,记录数据。
f.……
g.处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。
回答下列问题:
(1)步骤f为__________。
(2)步骤e中达到滴定终点的标志为__________。
若某次滴定消耗Na
2S
2
O
3
溶液
4.50mL,水样的DO=__________mg/L(保留一位小数)。
作为饮用水源,此次测得DO是否达标:__________(填“是”或“否”)
11.二氧化氯(ClO
2
,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂,回答下列问題:
(1)用下图装置可以测定混合气中ClO
2
的含量:
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50 mL水溶解后,再加入3 mL稀硫酸:Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口;
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中:
Ⅴ.用0.1000 mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I
2+2S
2
O
3
2-=
2I-+S
4O
6
2-),指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫
代硫酸钠溶液。
在此过程中:
①玻璃液封装置的作用是。
②V中加入的指示剂通常为,滴定至终点的现象是。
③测得混合气中ClO
2
的质量为 g。
12.中华人民共和国国家标准(GB2760-2011)规定葡萄酒中SO
2
最大使用量为0.25
g·L-1。
某兴趣小组用图1装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中SO
2
,并对其含量进行测定。
(1)除去C中过量的H
2O
2
,然后用0.090 0 mol·L-1NaOH标准溶液进行滴定,
滴定前排气泡时,应选择图2中的_________;若滴定终点时溶液的pH=8.8,则选择的指示剂为_________;若用50 mL滴定管进行实验,当滴定管中的液面在刻度“10”处,则管内液体的体积(填序号)_________(①=10 mL,②=40 mL,③<10 mL,④>40 mL)。
(2)滴定至终点时,消耗NaOH溶液25.00 mL,该葡萄酒中SO
2
含量为
_________g·L-1。
13.焦亚硫酸钠(Na
2S
2
O
5
)是常用的食品抗氧化剂之一。
某研究小组进行如下实
验:
实验三葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定
(6)葡萄酒常用Na
2S
2
O
5
作抗氧化剂。
测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离
SO
2
计算)的方案如下:
(已知:滴定时反应的化学方程式为SO
2+I
2
+2H
2
O=H
2
SO
4
+2HI)
①按上述方案实验,消耗标准I
2
溶液25.00 mL,该次实验测得样品中抗氧化剂
的残留量(以游离SO
2
计算)为________________g·L-1。
②在上述实验过程中,若有部分HI被空气氧化,则测得结果____(填“偏
高”“偏低”或“不变”)。
14.二氧化铈(CeO
2
)是一种重要的稀土氧化物。
平板电视显示屏生产过程中产
生大量的废玻璃粉末(含SiO
2、Fe
2
O
3
、CeO
2
以及其他少量可溶于稀酸的物质)。
某课题组以此粉末为原料回收铈,设计实验流程如下:
(1)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品0.536g ,加硫酸溶解后,用
0.1000mol•L -1FeSO 4标准溶液滴定终点是(铈被还原为Ce 3+),消耗25.00mL 标准溶液,该产品中Ce(OH)4
的质量分数为。
15.高锰酸钾(KMnO 4)是一种常用氧化剂,主要用于化工、防腐及制药工业等。
以软锰矿(主要成分为MnO 2)为原料生产高锰酸钾的工艺路线如下:
回答下列问题:
(1)高锰酸钾纯度的测定:称取1.0800 g 样品,溶解后定容于100 mL 容量瓶中,摇匀。
取浓度为0.2000 mol·L −1的H 2C 2O 4标准溶液20.00 mL ,加入稀硫酸酸化,用KMnO 4溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为24.48 mL ,该样品的纯度为 (列出计算式即可,已知2MnO 4-+5H 2C 2O 4+6H +=2Mn 2++10CO 2↑+8H 2O )。
16.毒重石的主要成分BaCO 3(含Ca 2+、Mg 2+、Fe 3+等杂质),实验室利用毒重石制备BaCl 2·2H 2O 的流程如下:
(1)利用间接酸碱滴定法可测定Ba 2+的含量,实验分两步进行。
已知:2CrO +2H +===Cr 2O +H 2O Ba 2++CrO ===BaCrO 4↓
步骤Ⅰ.准确移取x mL 一定浓度的Na 2CrO 4溶液于锥形瓶中,加入几滴酸碱指示剂,用b mol·L -1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸体积为V 0 mL 。
滤液A
④通O 2
过滤、洗涤 干燥
②加稀硫
酸
和H 2O 2
过滤
废玻璃 粉末 Ce(OH)3 悬浊液 ③加碱 ①加稀盐酸 过滤、洗涤
滤渣A 滤液B (含Ce 3+)
滤渣B
Ce(OH)4 产品
步骤Ⅱ.准确移取y mL BaCl
2
溶液于锥形瓶中,加入x mL与步骤Ⅰ 相同浓度的
Na
2CrO
4
溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸碱指示剂,用b mol·L-1盐酸标准
液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V
1
mL。
滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的________(选填“上
方”或“下方”)。
BaCl
2
溶液的浓度为________________mol·L-1,若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出,则所测得Ba2+浓度测量值将________(选填“偏大”或“偏小”)。
17.利用废旧锌铁皮制备磁性Fe
3O
4
胶体粒子及副产物ZnO。
制备流程图如下:
已知:Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似。
请回答下列问题:
(1)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe
3O
4
中的二价铁含量。
若需配制浓度为0.01000 mol·L-1的K
2Cr
2
O
7
标准溶液250 mL,应准确称取
g K
2Cr
2
O
7
(保留4位有效数字,已知M(K2Cr2O7)=294.0 g·mol-1)。
配制该标准溶液时,下列仪器中不必要用到的有。
(用编号表示)。
①电子天平②烧杯③量筒④玻璃棒⑤容量瓶⑥胶头滴管⑦
移液管
(2)滴定操作中,如果滴定前装有K
2Cr
2
O
7
标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡,
而滴定结束后气泡消失,则测定结果将(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
18.(15分)亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。
为检验某食品中亚硫酸盐含量(通常1kg样品中含SO
2
的质量计),某研究小组设计了如下两种实验流程:
(1)甲方案第②步滴定前,滴定管需用NaOH标准溶液润洗,其操作方法是。
(2)若用盐酸代替稀硫酸处理样品,则按乙方案实验测定的结果
(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
(3)若取样品wg,按乙方案测得消耗0.01000mol·L—1I
2
溶液VmL,则1kg样品
中含SO
2
的质量是 g(用含w、V的代数式表示)。
19.信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。
某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:
请回答下列问题:
(1) 探究小组用滴定法测定CuSO
4·5H
2
O (Mr=250)含量。
取a g试样配成100
mL溶液,每次取20.00 mL,消除干扰离子后,用c mol L-1 EDTA(H
2
Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液b mL。
滴定反应如下:
Cu2++ H
2
Y2-= CuY2-+ 2H+
写出计算CuSO
4·5H
2
O质量分数的表达式ω= __________________ ;
下列操作会导致CuSO
4·5H
2
O含量的测定结果偏高的是_____________。
a.未干燥锥形瓶
b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c.未除净可与EDTA反应的干扰离子
20.一种从废甲醇催化剂(含ZnO、CuO及少量Fe
2O
3
、石墨及MnO
2
等)回收铜并
制取活性氧化锌的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)测定“粗铜粉”中铜的质量分数的实验步骤如下:
Ⅰ.准确称取粗铜粉mg,加入足量HCl和H
2O
2
使其完全溶解(Cu+H
2
O
2
+2H+=Cu2
++2H
2
O,Zn及Fe也同时溶解)。
Ⅱ.将溶液煮沸1~2min,除去过量的H
2O
2。
Ⅲ.依次滴入适量氨水、醋酸及NH
4HF
2
溶液,以排除Fe3+的干扰。
然后加入稍过
量的KI(2Cu2++4I-=2CuI↓+I
2
),再加入1mL淀粉溶液作指示剂,用cmol·L
-1Na
2S
2
O
3
标准溶液滴定至蓝色消失(I
2
+2S
2
O
3
2-=2I-+S
4
O
6
2-)且半分钟内不变色,
共消耗Na
2S
2
O
3
标准溶液VmL。
①铜的质量分数为________(列出计算表达式)。
②缺少步骤Ⅱ会使测定的铜的质量分数________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
21.氯化亚锡用途广泛,在无机工业中用作还原剂,在口腔护理行业中,二水氯化亚锡多用于防龋齿脱敏类牙膏中,以预防龋齿的发生。
某研究小组制取二水氯化亚锡工艺流程如下:
查阅资料:
(1)该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度(杂质不参与反应)
①将该试样溶于盐酸,发生反应为Sn+2HCl=SnCl
2+H
2
↑;
②加入过量FeCl
3
溶液
③用已知浓度的K
2Cr
2
O
7
滴定②中生成的Fe2+,则反应的离子方程式为______;
(2)取1.125g锡粉,经上述各步反应后,共用去0.1000mol/LK
2Cr
2
O
7
溶液
30.00mL,锡粉中锡的质量分数为______。
22.某化学兴是小组对一种度旧合金(含有Cu、Fe、Si等元素)进行分离、回收利用,所设计工艺流程如下。
已知298℃时,Ksp[Fe(OH)
3]=4.0×10-38,Ksp[Cu(OH)
2
]=2.2×10-20,
Ksp[Mn(OH)
2
]=1.9×10-13,当离子浓度小于1×10-5认为离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)①向溶液b中加入酸性KMn0
4
溶液发生反应的离子方程式为
_________________。
②若将溶液b配制成250ml溶液,用滴定管取配制后的溶液25.00m1;再用
amol/LKMnO
4溶液滴定,恰好反应时消耗KMn0
4
溶液VmL,则流程图中所得红棕色
固体C的质量为___g(用含a、v的代数式表示)
23.草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂,用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。
一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(5)结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。
称量草酸成品0.250g溶于水
中,用0.0500 mol•L-1的酸性KMnO
4溶液滴定,至粉红色不消褪,消耗KMnO
4
溶液
15.00mL,反应的离子方程式为;列式计算该成品的纯度。
专题02 样品纯度求解专练答案解析
1.焦亚硫酸钠(Na
2S
2
O
5
)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
回答下
列问题:
(1)Na
2S
2
O
5
可用作食品的抗氧化剂。
在测定某葡萄酒中Na
2
S
2
O
5
残留量时,取50.00
mL葡萄酒样品,用0.01000 mol·L−1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00 mL。
滴定反应的离子方程式为_____________,该样品中Na
2S
2
O
5
的残留量为
____________g·L−1(以SO
2
计)。
【答案】
【解析】(1)单质碘具有氧化性,能把焦亚硫酸钠氧化为硫酸钠,反应的方程式
为S
2O
5
2-+2I
2
+3H
2
O=2SO
4
2-+4I-+6H+;消耗碘的物质的量是0.0001mol,所以焦亚
硫酸钠的残留量(以SO
2
计)是。
2.磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:
(1)取a g所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用b
mol·L−1NaOH溶液滴定至终点时生成Na
2HPO
4
,消耗NaOH溶液c mL,精制磷酸中
H 3PO
4
的质量分数是________。
(已知:H
3
PO
4
摩尔质量为98 g·mol−1)
【答案】
【解析】(1)滴定终点生成Na
2HPO
4
,则消耗的H
3
PO
4
与NaOH物质的量之比为1:
2,n(H
3PO
4
)=n(NaOH)=bmol/L c10-3L=mol,m(H
3
PO
4
)
=mol98g/mol=g=0.049bcg,精制磷酸中H
3PO
4
的质量分数为。
3.[2017新课标Ⅰ]凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法,其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐,利用如图所示装置处理铵
盐,然后通过滴定测量。
已知:NH
3+H
3
BO
3
=NH
3
·H
3
BO
3
;NH
3
·H
3
BO
3
+HCl= NH
4
Cl+ H
3
BO
3。
回答下列问题:
(1)仪器清洗后,g中加入硼酸(H
3BO
3
)和指示剂。
铵盐试样由d注入e,随后
注入氢氧化钠溶液,用蒸馏水冲洗d,关闭k
3,d中保留少量水。
打开k
1
,加热
b,使水蒸气进入e。
取某甘氨酸(C
2H
5
NO
2
)样品m 克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为c
mol·L–1的盐酸V mL,则样品中氮的质量分数为_________%,样品的纯度
≤_______%。
【答案】
【解析】(1)取某甘氨酸(C
2H
5
NO
2
)样品m 克进行测定,滴定g中吸收液时消耗
浓度为c mol·L-1的盐酸V mL,根据反应NH
3·H
3
BO
3
+HCl=NH
4
Cl+H
3
BO
3
,可以求
出样品中n(N)=n(HCl)=c mol·L-1=0.001cV mol,则样品中氮的质
量分数为,样品中甘氨酸的质量≤0.001cV,所以
样品的纯度≤。
4.水泥是重要的建筑材料。
水泥熟料的主要成分为CaO、SiO
2
,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。
实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:
回答下列问题:
(4)草酸钙沉淀经稀H
2SO
4
处理后,用KMnO
4
标准溶液滴定,通过测定草酸的量
可间接获知钙的含量,滴定反应为:MnO
4-+H++H
2
C
2
O
4
→Mn2++CO
2
+H
2
O。
实验中称取
0.400 g水泥样品,滴定时消耗了0.0500 mol·L-1的KMnO
4
溶液36.00 mL,则该水泥样品中钙的质量分数为______________。
【答案】45.0%
【解析】
(1)草酸钙的化学式为CaC
2O
4
,MnO
4
-作氧化剂,化合价降低5价,H
2
C
2
O
4
中的C
化合价由+3价→+4价,整体升高2价,最小公倍数为10,因此MnO
4
-的系数
为2,H
2C
2
O
4
的系数为5,运用关系式法5Ca2+~5H
2
C
2
O
4
~2KMnO
4
n(KMnO
4
)=0.0500mol/L×36.00×10-3mL=1.80×10-3mol
n(Ca2+)=4.50×10-3mol
水泥中钙的质量分数为4.50×10-3mol×40.0g/mol/0.400g×100%=45.0%。
5.[2017天津]用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c(I−),实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。
Ⅰ.准备标准溶液
a.准确称取AgNO
3
基准物4.2468 g(0.0250 mol)后,配制成250 mL标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。
b.配制并标定100 mL 0.1000 mol·L−1 NH
4
SCN标准溶液,备用。
Ⅱ.滴定的主要步骤
a.取待测NaI溶液25.00 mL于锥形瓶中。
b.加入25.00 mL 0.1000 mol·L−1 AgNO
3
溶液(过量),使I−完全转化为AgI沉淀。
c.加入NH
4Fe(SO
4
)
2
溶液作指示剂。
d.用0.1000 mol·L−1 NH
4
SCN溶液滴定过量的Ag+,使其恰好完全转化为AgSCN 沉淀后,体系出现淡红色,停止滴定。
e.重复上述操作两次。
三次测定数据如下表:
f.数据处理。
回答下列问题:
(1)所消耗的NH
4
SCN标准溶液平均体积为_____mL,测得
c(I−)=_________________ mol·L−1。
(2)在滴定管中装入NH
4
SCN标准溶液的前一步,应进行的操作为
________________________。
(3)判断下列操作对c(I−)测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
①若在配制AgNO
3
标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则测定结果
_______________。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,则测定结果
____________________。
【答案】 10.00 0.0600 用NH
4
SCN标准溶液进行润洗偏高偏高
【解析】
(1)舍弃与其它数据不平行的20.24,所消耗的NH
4
SCN标准溶液平均体积为
20.00mL,n(AgNO
3)= 25.00 mL×0.1000 mol·L−1=0.00250mol,n(NH
4
SCN)= 20.00
mL×0.1000 mol·L−1=0.00200mol,n(I-)= n(AgNO
3)-n(NH
4
SCN)=0.00050mol,所
以c(I-)=0.00050mol/25.00mL=0.02mol·L-1。
(2)在滴定管中装入NH
4SCN标准溶液的前一步,应进行的操作为用NH
4
SCN标准
溶液进行润洗。
(3)①AgNO
3
标准溶液浓度变小,使得标准溶液体积增大,则测定结果偏高。
②终读数变小,标准液液数值变小,则测定结果偏低。
6.过氧化钙(CaO
2·8H
2
O)是一种在水产养殖中广泛使用的供氧剂。
(1)水中溶解氧的测定方法如下:向一定量水样中加入适量MnSO
4
和碱性KI溶
液,生成MnO(OH)
2沉淀,密封静置;加入适量稀H
2
SO
4
,待MnO(OH)
2
与I−完全反
应生成Mn2+和I
2后,以淀粉作指示剂,用Na
2
S
2
O
3
标准溶液滴定至终点,测定过程
中物质的转化关系如下:
①写出O
2将Mn2+氧化成MnO(OH)
2
的离子方程式:_____________。
②取加过一定量CaO
2·8H
2
O的池塘水样100.00 mL,按上述方法测定水中溶解氧
量,消耗0.01000 mol·L−1 Na
2S
2
O
3
标准溶液13.50 mL。
计算该水样中的溶解氧
(以mg·L−1表示),写出计算过程。
【答案】(1)①O
2+2Mn2++4OH-===MnO(OH)
2
↓
②在100.00 mL水样中
I 2+2S
2
O
3
2-===2I-+S
4
O
6
2-
n(I
2
)=
=
=6.750×10-5 mol
n[MnO(OH)
2]= n(I
2
)= 6.750×10-5 mol
n(O
2)=n[MnO(OH)
2
]=×6.750×10-5mol=3.375×10-5 mol
水中溶解氧=="10.80" mg/L
【解析】(3)①O
2将Mn2+氧化成MnO(OH)
2
中氧气是氧化剂,1个O
2
分子得到4个
电子,Mn元素的化合价从+2价升高到+4价,1个Mn2+失去2个电子,所以根据电子得失守恒以及原子守恒可知反应的离子方程式为O
2
+2Mn2++4OH-
===MnO(OH)
2
↓。
②根据转化关系图,获得各物质之间的量的关系,由此进行计算。
7.已知:I
2+22
23
S O-2
46
S O-+2I―。
(1)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl
2•2H
2
O晶体的试样(不含能与
I―发生反应的氧化性质杂质)的纯度,过程如下:取0.36 g试样溶于水,加入
过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。
用0.1000 mol/L Na
2S
2
O
3
标准溶液滴定,
到达滴定终点时,消耗Na
2S
2
O
3
标准溶液20.00 mL。
①可选用___________作滴定指示荆,滴定终点的现象是_________________。
②CuCl
2
溶液与KI反应的离子方程式为______________________________。
③该试样中CuCl
2•2H
2
O的质量百分数为___________________________。
【答案】
(3)①淀粉溶液
蓝色褪去,放置一定时间后不复色
②2Cu2++4I-=2CuI↓+I
2
③95%
【解析】(3)滴定前的处理过程中将发生下列反应:2Cu2++4I-=2CuI↓+I
2
,滴定过程中I2消失是滴定的终点,所以可选用淀粉溶液做指示剂,滴定终点为:蓝
色褪去,且在半分钟内不恢复颜色;从反应2Cu2++4I-=2CuI↓+I
2,I
2
+2S
2
O
3
2-=
S 4O
6
2-+2I-,可知Cu2+~S
2
O
3
2-,n(Cu2+)=0.100 mol/L×0.020 L=2×10-3 mol,
m(CuCl
2·2H
2
O) =2×10-3mol×171 g/mol =0.342g,则试样中CuCl
2
·2H
2
O的含
量为95%。
8.硫代硫酸钠晶体(Na
2S
2
O
3
·5H
2
O,M=248 g·mol−1)可用作定影剂、还原剂。
回答下列问题:
(1)利用K
2Cr
2
O
7
标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。
测定步骤如下:
①溶液配制:称取1.2000 g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在__________中溶解,完全溶解后,全部转移至100 mL的_________中,加蒸馏水至____________。
②滴定:取0.00950 mol·L−1的K
2Cr
2
O
7
标准溶液20.00 mL,硫酸酸化后加入过
量KI,发生反应: Cr
2O
7
2—+6I−+14H+=3I
2
+2Cr3++7H
2
O。
然后用硫代硫酸钠样品溶液
滴定至淡黄绿色,发生反应:I
2+2S
2
O
3
2—=S
4
O
6
2—+2I−。
加入淀粉溶液作为指示剂,
继续滴定,当溶液__________,即为终点。
平行滴定3次,样品溶液的平均用量为24.80 mL,则样品纯度为_________%(保留1位小数)。
【答案】烧杯容量瓶刻度线蓝色褪去 95.0
【解析】①配制一定物质的量浓度的溶液,应该先称量质量,在烧杯中溶解,在转移至容量瓶,最后定容即可。
所以过程为:将固体再烧杯中加入溶解,全部转移至100mL容量瓶,加蒸馏水至刻度线。
②淡黄绿色溶液中有单质碘,加入淀粉为指示剂,溶液显蓝色,用硫代硫酸钠溶液滴定溶液中的单质碘,滴定终点时溶液的蓝色应该褪去。
根据题目的两个方程
式得到如下关系式:Cr
2O
7
2-~3I
2
~6S
2
O
3
2-,则配制的100mL样品溶液中硫代硫酸
钠的浓度c=,含有的硫代硫酸钠为0.004597mol,所以样品纯度为
9.烟道气中的NO
x
是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。
回答下列问题:
Ⅰ.采样
Ⅱ.NO
x
含量的测定
将v L气样通入适量酸化的H
2O
2
溶液中,使NO
x
完全被氧化为NO
3
−,加水稀释至
100.00 mL。
量取20.00 mL该溶液,加入v
1 mL c
1
mol·L−1 FeSO
4
标准溶液(过
量),充分反应后,用c
2mol·L−1 K
2
Cr
2
O
7
标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗
v
2
mL。
(1)滴定操作使用的玻璃仪器主要有___________。
(2)滴定过程中发生下列反应:
3Fe2++NO
3−+4H+NO↑+3Fe3++2H
2
O
Cr
2O
7
2−+ 6Fe2+ +14H+ 2Cr3+ +6Fe3++7H
2
O
则气样中NO
x 折合成NO
2
的含量为_________mg·m−3。
(3)判断下列情况对NO
x
含量测定结果的影响(填“偏高” 、“偏低”或“无影响”)
若缺少采样步骤③,会使测试结果___________。
若FeSO
4
标准溶液部分变质,会使测定结果___________。
【答案】锥形瓶、酸式滴定管偏低偏高
【解析】(1)滴定中使用酸式滴定管(本题中的试剂都只能使用酸式滴定管)和锥形瓶。
(2)用c
2mol·L−1 K
2
Cr
2
O
7
标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗V
2
mL,此时
加入的Cr
2O
7
2-为c
2
V
2
/1000 mol;所以过量的Fe2+为6c
2
V
2
/1000 mol;则与硝酸根
离子反应的Fe2+为(c
1V
1
/1000-6c
2
V
2
/1000) mol;所以硝酸根离子为(c
1
V
1
/1000-
6c
2V
2
/1000)/3 mol;根据氮元素守恒,硝酸根与NO
2
的物质的量相等。
考虑到配
制100mL溶液取出来20mL进行实验,所以NO
2为5(c
1
V
1
/1000-6c
2
V
2
/1000)/3 mol,
质量为46×5(c
1V
1
/1000-6c
2
V
2
/1000)/3 g,即230(c
1
V
1
-6c
2
V
2
)/3 mg。
这些NO
2
是VL气体中含有的,所以含量为230(c
1V
1
-6c
2
V
2
)/3V mg·L-1,即为
1000×230(c
1V
1
-6c
2
V
2
)/3V mg·m-3,所以答案为:mg·m−3。
(3)若缺少采样步骤③,装置中有空气,则实际测定的是烟道气和空气混合气
体中NO
X 的含量,测定结果必然偏低。
若FeSO
4
标准溶液部分变质,一定是部分
Fe2+被空气中的氧气氧化,计算时仍然认为这部分被氧化的Fe2+是被硝酸根离子氧化的,所以测定结果偏高。
10.水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标,通常用每升水中溶解氧分子的质量表示,单位mg/L,我国《地表水环境质量标准》规定,生活饮用水源的DO不能低于5mg/L。
某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略),测定某河水的DO。
1、测定原理:
碱性条件下,O
2将Mn2+氧化为MnO(OH)
2
:①2Mn2++O
2
+4OH−="2" MnO(OH)
2
↓
酸性条件下,MnO(OH)
2将I−氧化为I
2
:②MnO(OH)
2
+I−+H+→Mn2++I
2
+H
2
O(未配平),
用Na
2S
2
O
3
标准溶液滴定生成的I
2
:③2S
2
O
3
2−+I
2
=S
4
O
6
2−+2I−
2、测定步骤
a.安装装置,检验气密性,充N
2排尽空气后,停止充N
2。
b.向烧瓶中加入200mL水样。
c.向烧瓶中依次迅速加入1mLMnSO
4
无氧溶液(过量)、2mL碱性KI无氧溶液(过量),开启搅拌器,至反应①完全。
d搅拌并向烧瓶中加入2mL硫酸无氧溶液至反应②完全,溶液为中性或弱酸性。
e.从烧瓶中取出40.00mL溶液,以淀粉作指示剂,用0.01000mol/L Na
2S
2
O
3
溶液
进行滴定,记录数据。
f.……
g.处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。
回答下列问题:
(1)步骤f为__________。
(2)步骤e中达到滴定终点的标志为__________。
若某次滴定消耗Na
2S
2
O
3
溶液
4.50mL,水样的DO=__________mg/L(保留一位小数)。
作为饮用水源,此次测得DO是否达标:__________(填“是”或“否”)
【答案】
(1)重复步骤e的操作2~3次
(2)溶液蓝色褪去(半分钟内不变色) 9.0 是
【解析】(1)滴定操作一般需要重复进行2~3次,以便减小实验误差,因此步骤f为重复步骤e的操作2~3次,故答案为:重复步骤e的操作2~3次;
(6)碘离子被氧化为碘单质后,用Na
2S
2
O
3
溶液滴定将碘还原为碘离子,因此滴定
结束,溶液的蓝色消失;n(Na
2S
2
O
3
)= 0.01000mol/L×0.0045L=4.5×10−5mol,根
据反应①②③有O
2~2 MnO(OH)
2
↓~ 2I
2
~4S
2
O
3
2−,n(O
2
)=n(Na
2
S
2
O
3
)=1.125×10−5mol,
该河水的DO=×1.125×10−5×32=9×10−3g/L="9.0" mg/L>5 mg/L,达标,故答案为:溶液蓝色褪去(半分钟内不变色);9.0;是。
11.二氧化氯(ClO
2
,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂,回答下列问題:
(1)用下图装置可以测定混合气中ClO
2
的含量:
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50 mL水溶解后,再加入3 mL稀硫酸:Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口;
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收;
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中:
Ⅴ.用0.1000 mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I
2+2S
2
O
3
2-=
2I-+S
4O
6
2-),指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫
代硫酸钠溶液。
在此过程中:
①玻璃液封装置的作用是。
②V中加入的指示剂通常为,滴定至终点的现象是。
③测得混合气中ClO
2
的质量为 g。