压轴题型提分练4

题型四 物质制备定量探究型1．硫代硫酸钠 (Na2S2O3)俗称保险粉，可用于照相业作定影剂，也可用于纸浆漂白作脱氯剂等。实验室可通过如下反应制取： 2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2。(1)用图1所示装置制取 Na2S2O3，其中NaOH溶液的作用是 ________________________。如将分液漏斗中的H2SO4改成浓盐酸，则三颈烧瓶内除生成Na2S2O3外，还有________(填化学式)杂质生成。(2)为测定所得保险粉样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数，可用标准碘溶液进行滴定，反应方程式为2Na2S2O3＋I2===2NaI＋Na2S4O6。①利用 KIO3、KI 和HCl 可配制标准碘溶液。写出配制时所发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②准确称取一定质量的Na2S2O3·5H2O样品于锥形瓶中，加水溶解，并滴加________作指示剂，用所配制的标准碘溶液滴定。滴定时所用的玻璃仪器除锥形瓶外，还有________。③若滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，则会使样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数的测量结果________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。(3)本实验对Na2S的纯度要求较高，利用图2所示的装置可将工业级的Na2S提纯。已知Na2S常温下微溶于酒精，加热时溶解度迅速增大，杂质不溶于酒精。提纯步骤如下，请填写实验操作。①将已称量好的工业 Na2S放入圆底烧瓶中，并加入一定质量的酒精和少量水；②按图2所示组装所需仪器，向冷凝管中通入冷却水，水浴加热；③待________________时，停止加热，将烧瓶取下；________________________________________________________________________；________________________________________________________________________；⑥将所得固体洗涤、干燥，得到 Na2S·9H2O晶体。答案 (1)吸收SO2等尾气，防止污染空气 NaCl－ － ＋(2)①IO3＋5I＋6H===3I2＋3H2O(3)③烧瓶中固体不再减少 ④趁热过滤 ⑤将所得滤液冷却结晶，过滤解析 (1)制取Na2S2O3需要制取 SO2，NaOH溶液吸收 SO2等尾气，防止污染空气；如果将分液漏斗中的 H2SO4改成浓盐酸，溶液含有 Cl－，则三颈烧瓶内除生成 Na2S2O3外，还有NaCl。(2)①KIO3、KI和HCl可配制标准碘溶液，利用KIO3、KI在酸性溶液中发生氧化还原反应生成单质碘，反应的离子方程式为IO3－＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。②用配制的碘溶液滴定硫代硫酸钠，利用碘单质遇淀粉溶液变蓝指示反应终点；碘溶液具有氧化性，应选用酸式滴定管。③滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，消耗标准溶液体积减小，则会使样品中Na2S2O3·5H2O的质量分数的测量偏低。(3)③依据Na2S常温下微溶于酒精，加热时溶解度迅速增大，杂质不溶于酒精，根据提纯硫化钠晶体的实验步骤和方法可知，当烧瓶中固体不再减少，说明硫化钠全部溶解于酒精中，不溶的杂质沉淀过滤除去。所以烧瓶中固体不再减少停止加热。④温度升高，硫化钠在酒精中溶解度增大，热溶液过滤得到的滤液中主要是硫化钠的酒精溶液，实验操作为趁热过滤。⑤热的滤液通过冷却、结晶、过滤得到晶体。2．乳酸亚铁{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O，Mr＝288}是一种常用的补铁剂， 可通过乳酸与碳酸亚铁反应制得：CH3CH(OH)COOH＋FeCO3＋2H2O―→[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O＋CO2↑。已知FeCO3易被氧化：4FeCO3＋6H2O＋O2===4Fe(OH)3＋4CO2。某兴趣小组用 FeCl2(用铁粉和稀盐酸制得 )和NH4HCO3制备FeCO3的装置示意图如下：回答下列问题：(1)NH4HCO3盛放在装置______________中(填字母)，该装置中涉及的主要反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)将生成的 FeCl2溶液和NH4HCO3溶液混合时的操作是 ________________________________________________________________________。(3)将制得的 FeCO3加入到足量乳酸溶液中，再加入少量铁粉， 75℃下搅拌反应。铁粉的作用是__________________________________。反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是________________________________。(4)该兴趣小组用KMnO4法测定样品中亚铁含量进而计算产品中乳酸亚铁的质量分数，发现产品的质量分数总是大于100%，其原因可能是_______________________________________。经查阅文献后，该兴趣小组改用铈(Ce)量法测定产品中Fe2＋的含量。取2.880g产品配成100mL溶液，每次取20.00mL进行必要处理，用0.1000mol·L－1Ce(SO4)2标准溶液滴定至终点，平均消耗Ce(SO4)219.70mL。滴定反应如下：Ce4＋＋Fe2＋===Ce3＋＋Fe3＋，则产品中乳酸亚铁的质量分数为________。答案(1)C2＋－Fe＋2HCO3===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O(2)待D处的气体纯净后关闭活塞3、打开活塞2(3)防止＋2价的铁元素被氧化加入适量乳酸让铁粉反应完全(4)乳酸根离子被酸性KMnO4氧化98.50%解析在装置B中发生Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，当生成的H2纯净时，关闭活塞3，使B中的压强增大，把生成的FeCl2溶液压入到C中，使NH4HCO3与FeCl2反应生成FeCO3。(4)n(Fe2＋－3－1－3)＝19.70×10L×0.1000molL·×5＝9.85×10mol，所以乳酸亚铁的质量分数为－3－19.85×10mol×288g·mol×100%＝98.5%。2.880g3．(2014重·庆理综，9)中华人民共和国国家标准(GB2760-2011)规定葡萄酒中SO2最大使用量为0.25g·L－1。某兴趣小组用题图1装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中SO2，并对其含量进行测定。(1)仪器A的名称是________，水通入 A的进口为________。(2)B中加入300.00mL葡萄酒和适量盐酸， 加热使SO2全部逸出并与 C中H2O2完全反应，其化学方程式为 ________________________________。(3)除去C中过量的H2O2，然后用0.0900mol·L－1NaOH标准溶液进行滴定，滴定前排气泡时，应选择题图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50mL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＝10mL，②＝40mL，③<10mL，④>40mL)。(4)滴定至终点时，消耗 NaOH溶液25.00mL，该葡萄酒中 SO2含量为________g·L－1。(5)该测定结果比实际值偏高， 分析原因并利用现有装置提出改进措施： __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)冷凝管(或冷凝器) b(2)SO2＋H2O2===H2SO4(3)③ 酚酞 ④ (4)0.24(5)原因：盐酸的挥发；改进措施：用不挥发的强酸如硫酸代替盐酸，或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验，扣除盐酸挥发的影响解析 (1)A仪器的名称为冷凝管或冷凝器；为使冷却效果好，应将冷却水从处于低处的 b口通入。(2)SO2具有强还原性， H2O2具有强氧化性，二者发生氧化还原反应： SO2＋H2O2===H2SO4。(3)NaOH盛装在碱式滴定管中，应将橡皮管向上弯曲排出气泡，故选③。滴定至终点时溶液的pH＝8.8，在酚酞的变色范围内，故可选用酚酞作指示剂。液面在10mL时滴定管中有刻度的液体为40mL，因滴定管的下端有一段无刻度，故管内液体的体积大于40mL。(4)SO2与NaOH存在如下关系：SO2～H2SO4～2NaOH64g2molm(SO2)0.0900mol－L·1×0.025L－1解得：m(SO2)＝64g×0.0900molL·×0.025LSO2的含量为0.072g＝＝0.072g，故葡萄酒中2mol0.3L－1。0.24gL·(5)盐酸为挥发性酸，挥发出的 HCl消耗NaOH，使测量值偏大。可以用难挥发的稀硫酸代替盐酸进行该实验。4．工业生产中会产生大量的废铁屑， 可将其“变废为宝”制成化工原料氯化铁。 实验室中利用下图所示装置探究由废铁屑制备 FeCl3·6H2O晶体的原理并测定铁屑中铁单质的质量分数(杂质不溶于水且不与酸反应 )。(1)装置

A的名称为

________。(2)检验该装置气密性的具体操作如下：①关闭______________，打开弹簧夹

K1；②向水准管中加水，使水准管液面高于量气管液面；________________________________________________________________________________________________________________________________________________。取mg废铁屑加入B装置中，在A中加入足量的盐酸后进行下列操作：Ⅰ.打开弹簧夹K1，关闭活塞b，打开活塞a，缓慢滴加盐酸。Ⅱ.当装置D的量气管一侧液面不再下降时，关闭弹簧夹K1，打开活塞b，当A、B中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a、b。Ⅲ.将烧杯中的溶液经过一系列操作后得到FeCl3·6H2O晶体。请回答：(3)用离子方程式表示烧杯中足量的H2O2溶液的作用：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)实验结束后，量气管和水准管内液面高度如上图所示，为了使两者液面相平，应将水准管__________(填“上移”或“下移” )。(5)由FeCl3溶液制得 FeCl3·6H2O晶体的操作过程中不需要使用的仪器有 ________(填选项序号)。A．蒸发皿 B．烧杯C．酒精灯 D．分液漏斗E．坩埚 F．玻璃棒G．漏斗(6)实验结束后，若量气管内共收集到 VmL气体(已换算成标准状况 )，则此废铁屑中铁单质的质量分数为__________________。答案 (1)分液漏斗(2)①活塞a和活塞b③一段时间后，水准管内液面仍然高于量气管内液面，且液面差保持稳定(3)H2O2＋2Fe2＋＋2H＋3＋＋2H2O===2Fe(4)下移(5)DE2.5V×10

－3

0.25V(6)m

×100%(或 m %)解析(4)由于p0＋ρgh＝p，此时气体的压强偏小，为了使气体产生的压强等于大气压强，应使水准管下移。(6)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，－3－3n(Fe)＝n(H2)＝V×10L－1＝V×10mol。22.4Lmol·22.4所以铁单质的质量分数为V×10－3×56g－322.4×100%＝2.5V×10×100%。mgm点燃5．某兴趣小组依据CO2＋2Mg=====2MgO＋C，推测Mg与SO2在隔绝空气条件下反应后，剩余固体 M可能含有 MgO、S、MgS、Mg中的一种或几种。为了验证推测，进行以下实验。请回答有关问题。实验Ⅰ 按下图所示进行实验。实验前需除去镁条表面氧化膜。用简易的物理方法除氧化膜的操作是________________________。(2)实验室制取二氧化硫的化学方程式为 _____________________________________________________________________________________________________________________。(3)上述装置存在不合理之处，请提出一项改进建议： _________________________________________________________________________________________________________。(4)实验时，先通入 SO2直到________________现象出现后，再点燃酒精灯；此操作的目的是________________。实验Ⅱ 确定固体 M的成分。实验装置如下图所示。将分液漏斗中稀硫酸 (足量)加入到烧瓶中，完全反应后，实验现象如下：装置

A

B

C

量气管现象

有残留固体

产生白色

ZnS沉淀

溴水未褪色

进入气体

VmL(标况)(5)实验时，B装置中反应的化学方程式为 ______________________