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文档简介
2022届高三化学一轮实验专题题型必练—13中和滴定计算题型非选择题(共18题)1.化学需氧量(COD)是衡量水质的重要指标之一、COD是指在特定条件下用一种强氧化剂(如)定量地氧化水体中的还原性物质所消耗的氧化剂的量(折算为氧化能力相当的质量,单位:mg/L)。某水样的COD测定过程如下:取400.0mL水样,用硫酸酸化,加入溶液,充分作用后,再加入溶液。用0.002000mol/L。溶液滴定,滴定终点时消耗26.00mL。已知:(1)1mol的氧化能力与___________g的氧化能力相当(作氧化剂时转移的电子数相同)。(2)该水样的COD值是___________mg/L。(写出计算过程,结果保留小数点后一位)2.化学需氧量(COD)是衡量水质的重要指标之一、COD是指在特定条件下用一种强氧化剂(如KMnO4)定量地氧化水体中的还原性物质,并将所消耗的氧化剂的量折算为氧化能力相当的O2质量,单位为mg•L1.其测定过程如下:取100.0mL水样,用稀硫酸酸化,加入10.0mL0.002000mol•L1KMnO4溶液,充分作用后,再加入10.0mL0.005000mol•L1Na2C2O4溶液。用0.002000mol•L1KMnO4溶液滴定,滴定至终点时消耗6.50mL。已知该反应中Na2C2O4的氧化产物为CO2,则该水样的COD值是____________mg•L1(保留小数点后一位);写出简要计算过程。3.重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]用作分析试剂、催化剂及媒染剂等。实验室常利用甲醛法测定重铬酸铵样品中氮的质量分数,其反应原理为2Ba2++Cr2O72−+H2O=2BaCrO4↓+2H+、4NH4++6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+[滴定时,1mol(CH2)6N4H+与1molH+相当],然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。实验步骤:称取样品2.800g,配成250mL溶液,移取25.00mL样品溶液于锥形瓶中,加入硝酸钡溶液使Cr2O72−完全沉淀后,加入10mL20%的中性甲醛溶液,摇匀,静置5min后,加入1~2滴酚酞溶液,用0.200mol·L1NaOH标准溶液滴定至终点,重复上述操作3次。滴定结果如下表所示:滴定次数待测溶液的体积/mL标准溶液的体积滴定前刻度/mL滴定后刻度/mL125.001.0521.06225.001.9821.97325.000.2021.98该样品中氮的质量分数为_________(结果保留两位小数),并写出简要的运算过程。4.某实验小组利用甲酸钠(HCOONa)制备Na2S2O4并测定产品的纯度,实验装置(夹持、加热仪器略)如图将反应液分离提纯得到Na2S2O4产品,取产品mg溶于水,并定容为100mL,取25.00mL加入锥形瓶中,加入NaOH溶液及指示剂,用cmol·mol1的K3[Fe(CN)6]标准溶液进行滴定{4K3[Fe(CN)6]+2Na2S2O4+8NaOH=3K4[Fe(CN)6]+4Na2SO3+Na4[Fe(CN)6]+4H2O},滴定至终点时,消耗标准液VmL。则产品的纯度为________(写出计算式)。5.金属锡的纯度可以通过下述方法测定:将样品溶于盐酸Sn+2HCl=SnCl2+H2↑,再加过量的FeCl3溶液。发生如下反应:SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeCl2,最后可用一定浓度的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+,此时还原产物为Cr3+。现有金属锡试样0.613g,经上述反应后,共用去0.1mol/L的K2Cr2O7的硫酸溶液16.0mL。⑴写出K2Cr2O7氧化Fe2+的离子方程式,并配平__________________;⑵试样中锡的质量分数(假定杂质不参加反应)__________________。6.甲酸和乙酸都是重要的化工原料。移取20.00mL甲酸和乙酸的混合溶液,以0.1000mol·L1NaOH标准溶液滴定至终点,消耗25.00mL。另取20.00mL上述混合溶液,加入50.00mL0.0.2500mol·L1KMnO4强碱性溶液,反应完全后,调节至酸性,加入40.00mL0.02000mol·L1Fe2+标准溶液,用上述KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗24.00mL。(1)计算混合溶液中甲酸和乙酸的总量_______。(2)写出氧化还原滴定反应的化学方程式_______。(3)计算混合酸溶液中甲酸和乙酸的浓度_______。7.配制KI(0.100mol·L1)I2的水溶液,用0.100mol·L1Na2S2O3标准溶液测得c(I2)=4.85×103mol·L1.量取50.0mLKII2溶液和50.0mLCCl4置于分液漏斗中振荡达平衡,分液后测知CCl4相中c(I2)=2.60×103mol·L1.已知实验温度下CCl4从水溶液中萃取I2的分配比为85:1.求水溶液中I2+I=I的平衡常数___________。8.某铅合金中含有Pb,Bi,Ni等元素,称取此合金试样2.420g,用HNO3溶解并定容至250mL。移取50.00mL上述试液于250mL锥形瓶中,调节pH=1,以二甲酚橙为指示剂,用0.07500mol·L1EDTA标准溶液滴定,消耗5.25mL。然后,用六次甲基四胺缓冲溶液将pH调至5,再以上述EDTA标准溶液滴定,消耗28.76mL。加入邻二氨菲,置换出镍配合物中的EDTA,用0.04500mol·L1Pb(NO3)2标准溶液滴定置换出的EDTA,消耗8.76mL。计算此合金试样中Pb,Bi,Ni的质量分数________。(lgKBiY=27.94,lgKPbY=18.04,IgKNiY=18.62)9.化学式为MOxCly的物质有氧化性,M为过渡金属元素,x和y均为正整数。将2.905g样品溶于水,定容至100mL。移取20.00mL溶液,加入稀硝酸和足量AgNO3,分离得到白色沉淀1.436g。移取溶液20.00mL,加入适量硫酸,以N邻苯基氨基苯甲酸作指示剂,用标准硫酸亚铁铵溶液滴至终点,消耗3.350mmol。已知其中阳离子以MO存在,推出该物质的化学式____,指出M是哪种元素____。写出硫酸亚铁铵溶液滴定MO的离子反应方程式____。10.某实验小组欲测定某软锰矿样品中,MnO2的质量分数。称取软锰矿样品0.1000g,对样品进行如下处理:①用过氧化钠处理,得到MnO溶液;②煮沸溶液,除去剩余的过氧化物;③酸化溶液,MnO歧化为MnO和MnO2;④滤去MnO2;⑤用0.100mol•L1Fe2+标准溶液滴定滤液中MnO,共用去20.80mL。计算:(1)滤液中MnO的物质的量___mol。(2)样品中MnO2的质量分数___(用百分数表示,保留1位小数)。11.化学需氧量(简称COD)表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化1L污水中有机物所需的氧化剂的量,并换算成以氧气为氧化剂时,1L水样所消耗O2的质量(mg·L1)。现有水样20.00mL测其COD.用1.176g
K2Cr2O7(摩尔质量为294g·mol1)固体配制成100mL溶液,取10.00mL,并加入适量酸和催化剂,加入水样后充分反应。多余的K2Cr2O7用0.1000mol·L1Fe(NH4)2(SO4)2溶液进行滴定,结果如表所示。序号起始读数/mL终点读数/mL10.0012.1021.2613.1631.5415.64已知:Cr2O+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,K2Cr2O7和有机物反应时也被还原为Cr3+。(1)K2Cr2O7溶液的物质的量浓度为_______。(2)该湖水的COD为_______mg·L1。12.水的硬度常用一种规定的标准来衡量:将水中的Ca2+、Mg2+都看作Ca2+,并将其质量折算成CaO的质量,通常把1L水中含有10mgCaO称为1°,1L水中含有20mgCaO即为2°,以此类推,8°以上为硬水,8°以下为软水,Ca2+、Mg2+的硬度之和称为总硬度。用配位滴定法分析某水样(含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-、SO42、HCO3)的硬度时,取50.00mL水样放入250mL锥形瓶中,加入稀盐酸数滴,煮沸,冷却,加入2mL1∶1的三乙醇胺溶液和10mLNH3·H2O—NH4Cl缓冲溶液(pH=10)及3滴酸性铬蓝K素酚绿B混合指示剂,用0.01000mol·L-1EDTA溶液滴定至由红色到蓝色即终点,消耗EDTA溶液12.5mL。另取水样50.00mL,将上述操作中加入缓冲溶液改为加入20%的NaOH溶液使pH>12,用0.01000mol·L-1EDTA溶液滴定至终点,消耗EDTA溶液7.50mL。(已知Ca2+、Mg2+、Fe3+与EDTA反应的化学计量比均为1∶1)(1)日常生活中可用____检验某水样是硬水还是软水。(2)加入数滴稀盐酸并煮沸的目的是______。(3)加入三乙醇胺溶液的目的是_____。(4)试计算水样钙硬度和水样总硬度(写出计算过程)。_____13.硫酸钠过氧化氢加合物(xNa2SO4·yH2O2·zH2O),是一种新型精细化工产品,具有漂白、杀菌消毒等作用。为探究该加合物的组成,某化学兴趣小组设计并进行了如下实验:第一步:准确称取3.5400g样品,配制成100.00mL溶液A第二步:准确量取50.00mL溶液A,加适量稀硫酸酸化后,与50mL0.04mol·L1KMnO4溶液恰好完全反应。已知H2O2与KMnO4反应的化学方程式如下:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4==2MnSO4+K2SO4+5O2↑+8H2O第三步:准确量取50.00mL溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体2.33g。试通过计算确定样品的组成(写出计算过程)____。14.二氧化氯是一种黄绿色的气体,被国际上公认为安全、低毒的绿色消毒剂,近几年我国用ClO2代替氯气对饮用水进行消毒。(1)在进行饮用水消毒时,ClO2可将水中的Fe2+、Mn2+等转化成Fe(OH)3和MnO2等难溶物除去,据此说明ClO2具有________性。(2)液氯也常用作自来水消毒。已知ClO2、Cl2的还原产物均为Cl,则相同物质的量的ClO2的消毒效率是Cl2的_____倍。(消毒效率指单位物质的量的物质的得电子数)(3)自来水厂用ClO2处理后的水中,要求ClO2的浓度在0.1~0.8mg·L-1之间。碘量法可以检测水中ClO2的浓度,步骤如下:操作Ⅰ:取一定体积的水样,加入一定量的碘化钾,使碘游离出来。已知:8HCl+2ClO2+10KI===5I2+10KCl+4H2O。操作Ⅱ:加入一定量的Na2S2O3溶液。(已知:2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI)请回答:①操作Ⅰ中反应的离子方程式是___________________________________________。②若水样的体积为1.0L,在操作Ⅱ时消耗了1.0×10-3mol·L-1的Na2S2O3溶液10mL,则水样中ClO2的浓度是_______mg·L-1。15.某Cr2O3样品中含有少量Al2O3、MgO等杂质。实验室以此样品为主要原料制取重铭酸钾(K2Cr2O7)的流程如下:已知:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O。(1)上述氧化过程中,若将1molCr2O3转化成Na2CrO4,消耗氧气的体积(标准状况)是__________。(2)称取重铬酸钾试样2.40g配成250mL溶液,取出25.00mL于碘量瓶中,加入稀硫酸和足量碘化钾(铬被还原为Cr3+)并放于暗处6min左右,然后加入适量水和数滴淀粉指示剂,用0.24mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点(发生反应:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,杂质不参与反应),共用去Na2S2O3标准溶液20.00mL。求所得产品中重铬酸钾的质量分数(写出计算过程)。16.铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用0.40mol·L-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x的值:______________(列出计算过程)。(2)现有一含FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为________。在实验室中,FeCl2可用铁粉和________反应制备,FeCl3可用铁粉和________反应制备。17.碱式次氯酸镁[Mga(ClO)b(OH)c·xH2O]是一种有开发价值的微溶于水的无机抗菌剂。为确定碱式次氯酸镁的组成,进行如下实验:①准确称取1.685g碱式次氯酸镁试样于250mL锥形瓶中,加入过量的KI溶液,用足量乙酸酸化,用0.8000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点(离子方程式为2S2O+I2===2I-+S4O),消耗25.00mL。②另取1.685g碱式次氯酸镁试样,用足量乙酸酸化,再用足量3%H2O2溶液处理至不再产生气泡(H2O2被ClO-氧化为O2),稀释至1000mL。移取25.00mL溶液至锥形瓶中,在一定条件下用0.02000mol·L-1EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Mg2+(离子方程式为Mg2++H2Y2-===MgY2-+2H+),消耗25.00mL。(1)步骤①需要用到的指示剂是________。(2)通过计算确定碱式次氯酸镁的化学式(写出计算过程)。______18.摩尔盐[xFeSO4·y(NH4)2SO4·zH2O]是一种重要化工原料。其组成可通过下列实验测定:①称取1.5680g样品,准确配成100mL溶液A。②量取25.00mL溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤,干燥至恒重,得到白色固体0.4660g。③再量取25.00mL溶液A,滴加适量稀硫酸,用0.0200mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,生成Mn2+,消耗KMnO4溶液10.00mL。(1)已知室温下BaSO4的Ksp=1.1×10-10,欲使溶液中c(SO42-)≤1.0×10-5mol·L-1,应保持溶液中c(Ba2+)≥mol·L-1。(2)③中发生反应的离子方程式为,滴定终点的现象是。(3)通过计算确定样品的组成(必须写出计算过程)。参考答案1.405.2mg/L【分析】由最后KMnO4溶液滴定多余的溶液,可求出溶液与水样消耗KMnO4溶液后剩余的KMnO4溶液的量,从而求出水样消耗KMnO4溶液的量,再转化为O2的量即可算出该水样中的COD。【详解】(1)由得失电子守恒可知,5O2~4KMnO4,则1molKMnO4的氧化能力与1×=1.25molO2的氧化能力相当,即与1.25mol×32g/mol=40gO2的氧化能力相当,故答案为:40;(2)根据方程式可知2KMnO4~5,用0.002000mol·L1KMnO4溶液滴定,滴定终点时消耗6.50mL,则多余的物质的量为6.5×103L×0.002mol/L×=3.25×105mol,则剩余的KMnO4溶液消耗的的物质的量为(0.01L×0.005mol/L)3.25×105mol=1.75×105mol,因此剩余的KMnO4溶液的物质的量为1.75×105mol×=7×106mol,则水样中消耗的KMnO4溶液的物质的量为(0.01L×0.002mol/L)7×106mol=1.3×105mol,又由得失电子守恒可知,5O2~4KMnO4,则n(O2)=1.3×105mol×=1.625×105mol,m(O2)=1.625×105mol×32g/mol=5.2×104g=0.52mg,则该水样的COD值为,故答案为:5.2。2.5.2【详解】滴定过程中发生的反应为:,可知2KMnO4~5Na2C2O4,用0.002000mol•L1KMnO4溶液滴定,滴定终点时消耗6.50mL则Na2C2O4多余的物质的量为6.5×103L×0.002mol/L×5/2=3.25×105mol剩余KMnO4消耗的Na2C2O4的物质的量为(0.01L×0.005mol/L)3.25×105mol=1.75×105mol因此剩余的KMnO4溶液的物质的量为1.75×105mol×2/5=7×106mol则水样中消耗的KMnO4溶液的物质的量为(0.01L×0.002mol/L)7×106mol=1.3×105mol又由得失电子守恒可知,5O2~4KMnO4,则n(O2)=1.3×105mol×5/4=1.625×105molm(O2)=1.625×105mol×32g/mol=5.2×104g=0.52mg则该水样的COD值为0.52mg/0.1L=5.2mg/L故答案为:5.2;3.10.00%(NH4)2Cr2O7~2N~4H+~4NaOH得到n(N)=n(NaOH)=×0.200mol·L1×0.02L×10=0.02mol,氮的质量分数【分析】先计算消耗NaOH标准溶液的体积的平均值,再根据关系式(NH4)2Cr2O7~2N~4H+~4NaOH进行计算氮的质量分数。【详解】消耗氢氧化钠标准溶液的体积分别为:20.01mL、19.99mL、21.78mL(误差太大,舍去),所以平均消耗V(NaOH)=20.00mL;根据关系式(NH4)2Cr2O7~2N~4H+~4NaOH得到n(N)=n(NaOH)=×0.200mol·L1×0.02L×10=0.02mol,氮的质量分数;故答案为:10.00%;(NH4)2Cr2O7~2N~4H+~4NaOH得到n(N)=n(NaOH)=×0.200mol·L1×0.02L×10=0.02mol,氮的质量分数。【点睛】利用关系式在化学计算是高考常考的题型,切记不能一步一步进行计算。4.×100%【分析】根据滴定反应原理结合化学方程式计算。【详解】由反应的化学方程式可得关系式“2K3[Fe(CN)6]~Na2S2O4”,因此25.00mL样品溶液中所含,因此mg产品中所含,故所得产品的纯度为。5.Cr2O72+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O93.2%【分析】(1)K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+,此时还原产物为Cr3+,氧化产物为Fe3+,结合守恒法写出发生反应的离子方程式;(2)利用关系法计算样品中Sn的质量分数。【详解】(1)酸性K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+,此时还原产物为Cr3+,氧化产物为Fe3+,利用守恒法可知发生反应的离子方程式为Cr2O72+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;(2)由Sn+2HCl═SnCl2+H2↑、SnCl2+2FeCl3═SnCl4+2FeCl2、Cr2O72+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O可知,关系式为3Sn~3SnCl2~6Fe2+~Cr2O72,反应中消耗的K2Cr2O7的物质的量为0.100mol/L×0.0160L=1.60×103mol,则:3Sn~Cr2O723
1n(Sn)
1.60×103moln(Sn)=1.60×103mol×3=0.0048mol,Sn的质量为:4.8×103mol×119g/mol=0.5712,试样中Sn的百分含量为×100%=93.2%。6.2.500×103mol5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O0.09375mol·Ll【详解】(1)由酸碱滴定求两种酸总物质的量na=n(HCOOH)+n(HAc)=c(NaOH)×V(NaOH)=0.1000mol·L1×25.00×103L=2.500×103mol(3)在强碱条件下反应为HCOO+2MnO4+3OH=CO32+2MnO42+2H2O酸化后反应为3MnO42+4H+=2MnO4+MnO2+2H2O3molHCOOH与6molMnO4作用生成6molMnO42,6molMnO42酸化后歧化为4molMnO4和2molMnO2,此时与3molHCOOH作用而消耗的MnO4应为2mol,即从第一个反应的反应物MnO4扣除掉第二个反应的歧化产物MnO4。3molHCOOH~2molMnO4n(HCOOH)=3/2n(MnO4)用Fe2+回滴剩余的MnO4反应为5Fe2++MnO4+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O由以上反应可知5molFe2+~1molMnO4即5n(MnO4)=n(Fe2+)用Fe2+回滴MnO2的反应为2Fe2++MnO2+4H+=2Fe3++Mn2++2H2O由以上反应可知2molFe2+~1molMnO2即2n(MnO2)=n(Fe2+)则真正与HCOOH作用的KMnO4物质的量应为加入的的KMnO4总物质的量减去与Fe3+作用的KMnO4和MnO2物质的量,即n(Fe2+)=5m(MnO4)2n(HCOOH)n(HCOOH)=[5×(0.2500mol·Ll×50.00mL+002500mol·Ll×24.00mL)0.2000mol·Ll×40.00mL]×103L·mL1=6.25×104mol混合酸溶液中HAc的物质的量为n(HAc)=n总n(HCOOH)=2.500×103mol6.250×104mol=1.875×103mol混合酸溶液中HCOOH和HAc的浓度分别为c(HCOOH)=6.250×104mol/20.00×103L=0.03125mol·Llc(HAc)=1.875×103mol/20.00×103L=0.09375mol·Ll7.7.3×102L·mol1【详解】设萃取平衡时,水溶液中c(I2)为xc(I2,CCl4)/c(I2,H2O)=2.60×103mol·L1/x=85x=2.60×103mol·L1/85=3.06×105mol·L1水溶液中I2十I=I3平衡浓度(mol·L1):I2:3.06×105;I:0.1003.06×105=0.100I3:(4.852.60)×1033.06×105=2.22×103K=2.22×10~3mol·L1/0.100mol·L1×3.06×105mol·L1=7.3×102L·mol1(不写单位不扣分)8.75.47%【详解】在pH=1时,EDTA滴定的是Bi3+WBi=×100%=×100%=17.00%评分说明:(1)若只给出在pH=1时,EDTA滴定的是Bi3+的判断,但计算公式不正确,得0.5分。(2)若没有给出判断,但计算公式正确给1.5分,(3)答案为17.0%也给0.5分,结算结果错误扣0.5分。在pH=5时EDTA滴定的是Pb2+和Ni2+严的总量,用Pb(NO3)2标准溶液滴定的是与Ni2+'配合的EDTA,因此WNi=×100%=×100%=4.78%Wpb=×100%=×100%=75.47%评分说明:(1)若只给出在pH=5时EDTA滴定的是Pb2+和Ni2+的总量,用Pb(NO3)2标准溶液滴定的是与Ni2+配合的EDTA的判断,但计算公式不正确,得1分。(2)若没有给出判断,但两个计算公式均正确给3分,(3)若没有给出判断,但一个计算公式均正确给2分。(4)计算结果错误扣0.5分。9.VOCl3VVO3++Fe2+=VO2++Fe【详解】n(Cl)=1.436g/(107.9+35.45)g·mol1=0.01002mol=10.02mmolMOxy+与Fe2+反应,Fe2+→Fe3+,n(Fe2+)=3.350mmol若设反应为MOxy++Fe2+→MOpq+++Fe3+,n(M)=n(MOxy+)=3.350mmoln(Cl)/n(MOxy+)=10.02mmol/3.350mmol=2.991≈3,y=3MOxCl3的摩尔质量为:2.905g/(5×3.350×103mol)=173.4g·mol1MOx3+的摩尔质量:173.43×35.45=67.1(g·mol1)若设x=1,则M的相对原子量=67.116.00=51.1与钒的原子量相近,故认为M为V。10.4.16×10454.3%【分析】根据滴定过程中Fe2+与MnO发生的反应,结合MnO2转化为MnO,MnO转化为MnO的反应,确定关系式,再结合反应消耗的Fe2+进行计算。【详解】(1)滴定过程中,Fe2+与MnO反应的离子方程式为MnO+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,有MnO~5Fe2+,滤液中MnO的物质的量为=4.16×10−4mol,故答案为:4.16×10−4;(2)用过氧化钠处理MnO2得到MnO,溶液酸性条件下,MnO转化为MnO和MnO2的离子方程式为3MnO+4H+=2MnO+MnO2↓+2H2O;滴定过程中,Fe2+与MnO反应的离子方程式为MnO+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,可得关系式:3MnO2~3MnO~2MnO~10Fe2+,因此样品中所含MnO2的物质的量为=6.24×10−4mol,因此软锰矿样品中所含MnO2的质量分数为×100%=54.3%,故答案为:54.3%。11.0.04000mol·L1480【详解】(1)1.176g
K2Cr2O7的物质的量为=0.004000mol,溶液体积为100mL,即0.1L,所以浓度为=0.04000mol·L1;(2)三次实验消耗Fe(NH4)2(SO4)2溶液体积分别为:12.100.00=12.10mL,13.161.26=11.90mL,14.641.54=13.1mL,第三组数据误差较大,舍弃,则平均消耗标准液体积为=12.00mL;10.00mLK2Cr2O7溶液中n(K2Cr2O7)=0.01L×0.04000mol/L=4×104mol,所用Fe(NH4)2(SO4)2溶液中n(Fe2+)=12×103L×0.1mol/L=1.2×103mol,根据Cr2O+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O可知剩余的n(K2Cr2O7)=×1.2×103mol=2×104mol,所以水样消耗的n(K2Cr2O7)=4×104mol2×104mol=2×104mol,根据电子电子转移可知,水样需要氧气的物质的量为:×[2×104mol×(63)×2]=3×104mol,氧气的质量为3×104mol×32g/mol=96×104g=9.6mg,故该湖水的COD为=480mg·L1。12.肥皂水除去HCO3并赶走CO2除去Fe3+8.4°、14°【解析】【分析】在用NH3·H2O—NH4Cl缓冲溶液时滴定的是溶液中的Ca2+、Mg2+,测定的是水样总硬度;将缓冲溶液改为加入20%的NaOH溶液使pH>12,使镁离子沉淀,再用EDTA溶液滴定钙离子浓度,测定的是水样钙硬度,据此分析解答。【详解】(1)肥皂的主要成分是高级脂肪酸盐,遇到硬水会产生沉淀,日常生活中可用肥皂水检验某水样是硬水还是软水,故答案为肥皂水;(2)加入数滴稀盐酸并煮沸,可以除去溶液中的HCO3并赶走CO2,否则当HCO3含量高时,加入NH3·H2O—NH4Cl缓冲溶液后会析出碳酸钙沉淀,使测得的结果偏小,故答案为除去HCO3并赶走CO2;(3)加入三乙醇胺溶液,可以除去Fe3+,防止Fe3+干扰实验,故答案为除去Fe3+;(4)Ca2+、Mg2+、Fe3+与EDTA反应的化学计量比均为1∶1,即存在关系Ca2+(或Mg2+)~EDTA,pH=10时,消耗EDTA的物质的量=0.0125L×0.01000mol·L-1=0.000125mol,则50.00mL水样中含有Ca2+、Mg2+共0.000125mol,折算成CaO为0.000125mol,质量为0.000125mol×56g/mol=0.007g=7mg,则1L水中含有7mg×=140mgCaO,水样总硬度为14°;另取水样50.00mL,将上述操作中加入缓冲溶液改为加入20%的NaOH溶液使pH>12,使镁离子沉淀,再用EDTA溶液滴定钙离子浓度,消耗EDTA的物质的量=0.0075L×0.01000mol·L-1=0.000075mol,则50.00mL水样中含有Ca2+0.000075mol,折算成CaO为0.000075mol,质量为0.000075mol×56g/mol=0.0042g=4.2mg,则1L水中含有4.2mg×=84mgCaO,水样钙硬度为8.4°,故答案为8.4°、14°。13.2Na2SO4·H2O2·2H2O【解析】【分析】生成的白色固体0.5825g为硫酸钡,根据n=m/M计算硫酸钡的物质的量,根据硫酸根守恒可知n(Na2SO4)=n(BaSO4).根据方程式计算25mL溶液中n(H2O2),再根据m=nM计算25mL溶液中硫酸钠、过氧化氢的质量,继而计算结晶水的质量,根据各物质的物质的量之比确定x:y:z,据此书写化学式。【详解】由题意n(Na2SO4)=n(BaSO4)=2.33g/233g/mol=2.50×103mol,根据2MnO4+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2↑可知,n(H2O2)=5/2×0.02000mol•L1×0.025L/=1.25×103mol
m(Na2SO4)=142g•mol1×2.50×103mol=0.355g,m(H2O2)=34g•mol1×1.25×103mol=0.0425g,n(H2O)=(1.7700g×25ml/100ml0.355g0.0425g)÷18g•mol1=2.50×103mol,x:y:z=n(Na2SO4):n(H2O2):n(H2O)=2:1:2,硫酸钠过氧化氢加合物的化学式为2Na2SO4•H2O2•2H2O,故答案为:2Na2SO4•H2O2•2H2O。【点睛】本题属于物质组成分析与化学综合计算题,涉及氧化还原反应滴定,注意运用元素守恒进行推理计算。14.氧化2.58H++2ClO2+10I=5I2+2Cl+4H2O0.135【分析】(1)结合氧化还原反应中化合价升降相等,判断ClO2中Cl元素化合价变化,元素化合价升高表现还原性,元素化合价降低表现氧化性;(2)设物质的量均为1mol,则ClO2、Cl2的转化为Cl得到电子分别为5mol、2mol;(3)①操作Ⅰ中ClO2与KI发生氧化还原反应;②操作Ⅱ:加入一定量的Na2S2O3溶液,发生2S2O32+I2═S4O62+2I,蓝色消失;③由图示表明,pH至1~3时,ClO2将I氧化成I2,生成的I2与淀粉结合再次出现蓝色,根据化合价升降总数相等、原子守恒和电荷守恒来配平;④根据关系10S2O32~5I2~2ClO2先计算出ClO2的物质的量,然后再计算出浓度。【详解】(1)反应中Fe元素、Mn元素化合价升高,根据化合价升降相等,ClO2中Cl元素化合价降低,表现氧化性;(2)设物质的量均为1mol,则ClO2、Cl2的转化为Cl得到电子分别为5mol、2mol,则相同物质的量的ClO2的消毒效率是Cl2的=2.5倍;(3)①操作Ⅰ中ClO2与KI发生氧化还原反应,离子反应为8H++2ClO2+10I═2Cl+5I2+4H2O;②若水样的体积为1.0L,在操作Ⅱ时消耗了1.0×10-3mol·L-1的Na2S2O3溶液10mL,根据反应8HCl+2ClO2+10KI=5I2+10KCl+4H2O、2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI可得关系:10S2O32~5I2~2ClO2,1052n(ClO2)1.0×103mol/L×0.01L/5=2.0×106molm(ClO2)=n(ClO2)×M(ClO2)=2.0×106mol×67.5×103mg•mol1=0.135mg,由于水样为1L,所以ClO2的浓度为=0.135mg•L1。【点睛】本题考查物质含量的测定,为高频考点,把握发生的氧化还原反应、反应的计算为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意氧化还原反应的应用,题目难度中等。15.33.6L98%【解析】【详解】(1)根据氧化还原反应得失电子守恒,1molCr2O3转化成Na2CrO4,需要失去6mole,需要32mol的氧气得到电子,所以消耗氧气的体积(标准状况)是22.4L/mol×32(2)称取重铬酸钾试样2.40g配成250mL溶液,取出25.00mL于碘量瓶中,加入稀硫酸和足量碘化钾(铬被还原为Cr3+)并放于暗处6min左右,反应为:Cr2O72+6I+14H+=2Cr3++3I2+7H2O,然后加入适量水和数滴淀粉指示剂,用0.24mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点,(发生反应:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-,杂质不参与反应),共用去Na2S2O3标准溶液20.00mL,依据反应的定量关系为:Cr2O72~3I2~6Na2S2O3160.24mol/L×0.020Lnn=0.0008mol,称取重铬酸钾试样2.40g配成250mL溶液K2Cr2O7的质量,m(K2Cr2O7)=0.0008mol×294g/mol×25025=2.352g,产品中K2Cr2O7的质量分数:2.352g16.n(Cl)=0.0250L×0.40mol·L-1=0.010molm(Fe)=0.54g-0.010mol×35.5g·mol-1=0.185gn(Fe)=0.185g/56g·mol-1≈0.0033moln(Fe)∶n(Cl)=0.0033∶0.010≈1∶3,x=30.10盐酸氯气【解析】【分析】(1).由离子交换关系可知,氢氧根离子物质的量等于氯离子物质的量等于氢离子物质的量,据此计算0.54gFeClx中氯离子物质的量,进而计算x的值;(2).根据元素守恒计算氯化亚铁和氯化铁物质的量之比,进而计算氯化铁质量分数;氯化亚铁用铁和稀盐酸反应生成,氯化铁可以直接用铁和氯气反应得到。【详解】(1).首先明确阳离子交换柱和阴离子交换柱的作用,根据离子等量交换,溶液中OH-的物质的量等于FeClx中Cl-的物质的量,通过中和滴定知n(OH-)=n(H+)=0.40mol·L-1×25.0×10-3L=0.010mol,故n(Cl-)=0.010mol,FeClx中Fe元素的质量为0.54g-35.5g·mol-1×0.010mol=0.185g,FeClx中Fe元素与Cl元素的物质的量之比为0.185g56g/(2).根据题意可设该混合物的组成为FeCl2.1,利用十字交叉法可得样品中FeCl3的物质的量分数为0.10,制备FeCl2选用弱氧化剂,制备FeCl3选用强氧化剂,故答案为:0.10;盐酸;氯气。【点睛】本题的难点是解答此题时要明确阴离子交换柱交换出的OH-的物质的量等于Cl-的物质的量,从而求出FeClx中x的值。17.淀粉溶液关系式:ClO-~I2~2S2O,n(ClO-)=n(S2O)=×0.8000mol·L-1×2
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