专题02 样品纯度专练高三化学冲刺复习主观题一遍过解析版.docx
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专题02样品纯度专练高三化学冲刺复习主观题一遍过解析版
专题02样品纯度求解专练
1.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
回答下列问题:
(1)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。
在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00mL葡萄酒样品,用0.01000mol·L−1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00mL。
滴定反应的离子方程式为_____________,该样品中Na2S2O5的残留量为____________g·L−1(以SO2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S2O52-+2I2+3H2O=2SO42-+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SO2计)是
。
2.磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:
(1)取ag所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用bmol·L−1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液cmL,精制磷酸中H3PO4的质量分数是________。
(已知:
H3PO4摩尔质量为98g·mol−1)
【答案】
【解析】
(1)滴定终点生成Na2HPO4,则消耗的H3PO4与NaOH物质的量之比为1:
2,n(H3PO4)=
n(NaOH)=
bmol/L
c
10-3L=
mol,m(H3PO4)=
mol
98g/mol=
g=0.049bcg,精制磷酸中H3PO4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:
NH3+H3BO3=NH3·H3BO3;NH3·H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3。
回答下列问题:
(1)仪器清洗后,g中加入硼酸(H3BO3)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k3,d中保留少量水。
打开k1,加热b,使水蒸气进入e。
取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为cmol·L–1的盐酸VmL,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(C2H5NO2)样品m克进行测定,滴定g中吸收液时消耗浓度为cmol·L-1的盐酸VmL,根据反应NH3·H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3,可以求出样品中n(N)=n(HCl)=cmol·L-1
=0.001cVmol,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、SiO2,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H2SO4处理后,用KMnO4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:
MnO4-+H++H2C2O4→Mn2++CO2+H2O。
实验中称取0.400g水泥样品,滴定时消耗了0.0500mol·L-1的KMnO4溶液36.00mL,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CaC2O4,MnO4-作氧化剂,化合价降低5价,H2C2O4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MnO4-的系数为2,H2C2O4的系数为5,运用关系式法5Ca2+~5H2C2O4~2KMnO4
n(KMnO4)=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AgNO3基准物4.2468g(0.0250mol)后,配制成250mL标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。
b.配制并标定100mL0.1000mol·L−1NH4SCN标准溶液,备用。
Ⅱ.滴定的主要步骤
a.取待测NaI溶液25.00mL于锥形瓶中。
b.加入25.00mL0.1000mol·L−1AgNO3溶液(过量),使I−完全转化为AgI沉淀。
c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。
d.用0.1000mol·L−1NH4SCN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NH4SCN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NH4SCN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NH4SCN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AgNO3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】10.000.0600用NH4SCN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NH4SCN标准溶液平均体积为20.00mL,n(AgNO3)=25.00mL×0.1000mol·L−1=0.00250mol,n(NH4SCN)=20.00mL×0.1000mol·L−1=0.00200mol,n(I-)=n(AgNO3)-n(NH4SCN)=0.00050mol,所以c(I-)=0.00050mol/25.00mL=0.02mol·L-1。
(2)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步,应进行的操作为用NH4SCN标准溶液进行润洗。
(3)①AgNO3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(CaO2·8H2O)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MnSO4和碱性KI溶液,生成MnO(OH)2沉淀,密封静置;加入适量稀H2SO4,待MnO(OH)2与I−完全反应生成Mn2+和I2后,以淀粉作指示剂,用Na2S2O3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O2将Mn2+氧化成MnO(OH)2的离子方程式:
_____________。
②取加过一定量CaO2·8H2O的池塘水样100.00mL,按上述方法测定水中溶解氧量,消耗0.01000mol·L−1Na2S2O3标准溶液13.50mL。
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)①O2+2Mn2++4OH-===MnO(OH)2↓
②在100.00mL水样中
I2+2S2O32-===2I-+S4O62-
n(I2)=
=
=6.750×10-5mol
n[MnO(OH)2]=n(I2)=6.750×10-5mol
n(O2)=
n[MnO(OH)2]=
×6.750×10-5mol=3.375×10-5mol
水中溶解氧=
="10.80"mg/L
【解析】(3)①O2将Mn2+氧化成MnO(OH)2中氧气是氧化剂,1个O2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O2+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:
I2+2
+2I―。
(1)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2•2H2O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0.36g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。
用0.1000mol/LNa2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。
①可选用___________作滴定指示荆,滴定终点的现象是_________________。
②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为______________________________。
③该试样中CuCl2•2H2O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↓+I2
③95%
【解析】(3)滴定前的处理过程中将发生下列反应:
2Cu2++4I-=2CuI↓+I2,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↓+I2,I2+2S2O32-=S4O62-+2I-,可知Cu2+~S2O32-,n(Cu2+)=0.100mol/L×0.020L=2×10-3mol,m(CuCl2·2H2O)=2×10-3mol×171g/mol=0.342g,则试样中CuCl2·2H2O的含量为95%。
8.硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248g·mol−1)可用作定影剂、还原剂。
回答下列问题:
(1)利用K2Cr2O7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1.2000g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100mL的_________中,加蒸馏水至____________。
②滴定:
取0.00950mol·L−1的K2Cr2O7标准溶液20.00mL,硫酸酸化后加入过量KI,发生反应:
Cr2O72—+6I−+14H+=3I2+2Cr3++7H2O。
然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应:
I2+2S2O32—=S4O62—+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24.80mL,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:
Cr2O72-~3I2~6S2O32-,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NOx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.NOx含量的测定
将vL气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化为NO3−,加水稀释至100.00mL。
量取20.00mL该溶液,加入v1mLc1mol·L−1FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2mol·L−1K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗v2mL。
(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++NO3−+4H+
NO↑+3Fe3++2H2O
Cr2O72−+6Fe2++14H+
2Cr3++6Fe3++7H2O
则气样中NOx折合成NO2的含量为_________mg·m−3。
(3)判断下列情况对NOx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FeSO4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c2mol·L−1K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗V2mL,此时加入的Cr2O72-为c2V2/1000mol;所以过量的Fe2+为6c2V2/1000mol;则与硝酸根离子反应的Fe2+为(c1V1/1000-6c2V2/1000)mol;所以硝酸根离子为(c1V1/1000-6c2V2/1000)/3mol;根据氮元素守恒,硝酸根与NO2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NO2为5(c1V1/1000-6c2V2/1000)/3mol,质量为46×5(c1V1/1000-6c2V2/1000)/3g,即230(c1V1-6c2V2)/3mg。
这些NO2是VL气体中含有的,所以含量为230(c1V1-6c2V2)/3Vmg·L-1,即为1000×230(c1V1-6c2V2)/3Vmg·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NOX的含量,测定结果必然偏低。
若FeSO4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,O2将Mn2+氧化为MnO(OH)2:
①2Mn2++O2+4OH−="2"MnO(OH)2↓
酸性条件下,MnO(OH)2将I−氧化为I2:
②MnO(OH)2+I−+H+→Mn2++I2+H2O(未配平),用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2:
③2S2O32−+I2=S4O62−+2I−
2、测定步骤
a.安装装置,检验气密性,充N2排尽空气后,停止充N2。
b.向烧瓶中加入200mL水样。
c.向烧瓶中依次迅速加入1mLMnSO4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/LNa2S2O3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Na2S2O3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Na2S2O3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(Na2S2O3)=0.01000mol/L×0.0045L=4.5×10−5mol,根据反应①②③有O2~2MnO(OH)2↓~2I2~4S2O32−,n(O2)=
n(Na2S2O3)=1.125×10−5mol,该河水的DO=
×1.125×10−5×32=9×10−3g/L="9.0"mg/L>5mg/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(ClO2,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ClO2的含量:
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50mL水溶解后,再加入3mL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0.1000mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-),指示剂显示终点时共用去20.00mL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ClO2的质量为g。
【答案】①吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)
②淀粉溶液;溶液由蓝色变为无色,且半分钟内溶液颜色不再改变③0.02700
【解析】
①由于二氧化氯是气体,容易挥发到空气中,所以玻璃液封装置的作用是吸收残余的二氧化氯气体。
②由于碘遇淀粉显蓝色,则V中加入的指示剂通常为淀粉,滴定至终点的现象是溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色。
③根据方程式可知2ClO2~5I2~10S2O32-,则测得混合气中ClO2的质量为0.1mol/L×0.02L×67.5g/mol/5=0.02700g。
12.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)除去C中过量的H2O2,然后用0.0900mol·L-1 NaOH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)。
(2)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。
【答案】③酚酞④0.24
【解析】
(1)氢氧化钠溶液为碱性溶液,应该使用碱式滴定管,碱式滴定管中排气泡的方法:
把滴定管的胶头部分稍微向上弯曲,再排气泡,所以排除碱式滴定管中的空气用③的方法;滴定终点时溶液的pH=8.8,应该选择酚酞做指示剂(酚酞的变色范围是8.2~10.0);若用50mL滴定管进行实验,当滴定管中的液面在刻度“10”处,滴定管的0刻度在上方,10mL刻度线下方还有40mL有刻度的溶液,另外滴定管50mL刻度线下有液体,因此管内的液体体积>(50.00mL-10.00mL)=40.00mL,所以④正确;
(2)根据2NaOH~H2SO4~SO2可知SO2的质量为:
×(0.0900mol/L×0.025L)×64g/mol=0.072g,该葡萄酒中的二氧化硫含量为:
=0.24g/L。
13.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)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Na2S2O5作抗氧化剂。
测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下:
(已知:
滴定时反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI)
①按上述方案实验,消耗标准I2溶液25.00mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2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”)。
【答案】0.16偏低
【解析】
(1)①由题设滴定反应的化学方程式知,样品中抗氧化剂的残留量(以SO2计算)与I2的物质的量之比为1∶1,n(SO2)=n(I2)=0.01000mol·L-1×0.025L=0.0025mol,残留量=
=0.16g·L-1;②由于实验过程中有部分HI被氧化生成I2,4HI+O2==2I2+2H2O,则用于与SO2反应的I2减少,故实验结果偏低。
14.二氧化铈(CeO2)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SiO2、Fe2O3、CeO2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:
Ce(OH)4
产品
(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-1FeSO4标准溶液滴定终点是(铈被还原为Ce3+),消耗25.00mL标准溶液,该产品中Ce(OH)4的质量分数为。
【答案】
(1)97.01%
①加入碱后Ce3+转化为沉淀,④通入氧气讲Ce从+3氧化为+4,得到产品。
Ce(OH)4———FeSO4
n(Ce(OH)4)=n(FeSO4)=0.1000mol/L×0.025L=0.0025mol,m=0.0025mol×208g/mol=0.52g
0.52÷0.536×100%=97.01%
15.高锰酸钾(KMnO4)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MnO2)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1.0800g样品,溶解后定容于100mL容量瓶中,摇匀。
取浓度为0.2000mol·L−1的H2C2O4标准溶液20.00mL,加入稀硫酸酸化,用KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为24.48mL,该样品的纯度为(列出计算式即可,已知2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O)。
【答案】
(1)
。
【解析】
试题分析:
(1)根据离子方程式2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O可知,KMnO4与草酸反应的关系式是:
2KMnO4~5H2C2O4。
取浓度为0.2000mol·L−1的H2C2O4标准溶液20.00mL,加入稀硫酸酸化,用KMnO4溶液平行滴定三次,平均消耗的体积为24.48mL,则配制的溶液的浓度为:
。
则1.0800g样品中含KMnO4的物质的量为:
n(KMnO4)=c·V=
,由于样品的质量是1.0800g,则该样品含有的KMnO4的的纯度为:
ω=
。
16.毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质),实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如下:
(1)利用间接酸碱滴定法可测定Ba2+的含量,实验分两步进行。
已知:
2CrO
+2H+===Cr2O
+H2O Ba2++CrO
===BaCrO4↓
步骤Ⅰ.准确移取xmL一定浓度的Na2
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