壓軸題型提分練4

題型四 物質(zhì)制備定量探究型1．硫代硫酸鈉 (Na2S2O3)俗稱保險粉，可用于照相業(yè)作定影劑，也可用于紙漿漂白作脫氯劑等。實驗室可通過如下反應制?。?2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2。(1)用圖1所示裝置制取 Na2S2O3，其中NaOH溶液的作用是 ________________________。如將分液漏斗中的H2SO4改成濃鹽酸，則三頸燒瓶內(nèi)除生成Na2S2O3外，還有________(填化學式)雜質(zhì)生成。(2)為測定所得保險粉樣品中Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量分數(shù)，可用標準碘溶液進行滴定，反應方程式為2Na2S2O3＋I2===2NaI＋Na2S4O6。①利用 KIO3、KI 和HCl 可配制標準碘溶液。寫出配制時所發(fā)生反應的離子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②準確稱取一定質(zhì)量的Na2S2O3·5H2O樣品于錐形瓶中，加水溶解，并滴加________作指示劑，用所配制的標準碘溶液滴定。滴定時所用的玻璃儀器除錐形瓶外，還有________。③若滴定時振蕩不充分，剛看到溶液局部變色就停止滴定，則會使樣品中Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量分數(shù)的測量結果________(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。(3)本實驗對Na2S的純度要求較高，利用圖2所示的裝置可將工業(yè)級的Na2S提純。已知Na2S常溫下微溶于酒精，加熱時溶解度迅速增大，雜質(zhì)不溶于酒精。提純步驟如下，請?zhí)顚憣嶒灢僮?。①將已稱量好的工業(yè) Na2S放入圓底燒瓶中，并加入一定質(zhì)量的酒精和少量水；②按圖2所示組裝所需儀器，向冷凝管中通入冷卻水，水浴加熱；③待________________時，停止加熱，將燒瓶取下；________________________________________________________________________；________________________________________________________________________；⑥將所得固體洗滌、干燥，得到 Na2S·9H2O晶體。答案 (1)吸收SO2等尾氣，防止污染空氣 NaCl－ － ＋(2)①IO3＋5I＋6H===3I2＋3H2O(3)③燒瓶中固體不再減少 ④趁熱過濾 ⑤將所得濾液冷卻結晶，過濾解析 (1)制取Na2S2O3需要制取 SO2，NaOH溶液吸收 SO2等尾氣，防止污染空氣；如果將分液漏斗中的 H2SO4改成濃鹽酸，溶液含有 Cl－，則三頸燒瓶內(nèi)除生成 Na2S2O3外，還有NaCl。(2)①KIO3、KI和HCl可配制標準碘溶液，利用KIO3、KI在酸性溶液中發(fā)生氧化還原反應生成單質(zhì)碘，反應的離子方程式為IO3－＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。②用配制的碘溶液滴定硫代硫酸鈉，利用碘單質(zhì)遇淀粉溶液變藍指示反應終點；碘溶液具有氧化性，應選用酸式滴定管。③滴定時振蕩不充分，剛看到溶液局部變色就停止滴定，消耗標準溶液體積減小，則會使樣品中Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量分數(shù)的測量偏低。(3)③依據(jù)Na2S常溫下微溶于酒精，加熱時溶解度迅速增大，雜質(zhì)不溶于酒精，根據(jù)提純硫化鈉晶體的實驗步驟和方法可知，當燒瓶中固體不再減少，說明硫化鈉全部溶解于酒精中，不溶的雜質(zhì)沉淀過濾除去。所以燒瓶中固體不再減少停止加熱。④溫度升高，硫化鈉在酒精中溶解度增大，熱溶液過濾得到的濾液中主要是硫化鈉的酒精溶液，實驗操作為趁熱過濾。⑤熱的濾液通過冷卻、結晶、過濾得到晶體。2．乳酸亞鐵{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O，Mr＝288}是一種常用的補鐵劑， 可通過乳酸與碳酸亞鐵反應制得：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。某興趣小組用 FeCl2(用鐵粉和稀鹽酸制得 )和NH4HCO3制備FeCO3的裝置示意圖如下：回答下列問題：(1)NH4HCO3盛放在裝置______________中(填字母)，該裝置中涉及的主要反應的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)將生成的 FeCl2溶液和NH4HCO3溶液混合時的操作是 ________________________________________________________________________。(3)將制得的 FeCO3加入到足量乳酸溶液中，再加入少量鐵粉， 75℃下攪拌反應。鐵粉的作用是__________________________________。反應結束后，無需過濾，除去過量鐵粉的方法是________________________________。(4)該興趣小組用KMnO4法測定樣品中亞鐵含量進而計算產(chǎn)品中乳酸亞鐵的質(zhì)量分數(shù)，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量分數(shù)總是大于100%，其原因可能是_______________________________________。經(jīng)查閱文獻后，該興趣小組改用鈰(Ce)量法測定產(chǎn)品中Fe2＋的含量。取2.880g產(chǎn)品配成100mL溶液，每次取20.00mL進行必要處理，用0.1000mol·L－1Ce(SO4)2標準溶液滴定至終點，平均消耗Ce(SO4)219.70mL。滴定反應如下：Ce4＋＋Fe2＋===Ce3＋＋Fe3＋，則產(chǎn)品中乳酸亞鐵的質(zhì)量分數(shù)為________。答案(1)C2＋－Fe＋2HCO3===FeCO3↓＋CO2↑＋H2O(2)待D處的氣體純凈后關閉活塞3、打開活塞2(3)防止＋2價的鐵元素被氧化加入適量乳酸讓鐵粉反應完全(4)乳酸根離子被酸性KMnO4氧化98.50%解析在裝置B中發(fā)生Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，當生成的H2純凈時，關閉活塞3，使B中的壓強增大，把生成的FeCl2溶液壓入到C中，使NH4HCO3與FeCl2反應生成FeCO3。(4)n(Fe2＋－3－1－3)＝19.70×10L×0.1000molL·×5＝9.85×10mol，所以乳酸亞鐵的質(zhì)量分數(shù)為－3－19.85×10mol×288g·mol×100%＝98.5%。2.880g3．(2014重·慶理綜，9)中華人民共和國國家標準(GB2760-2011)規(guī)定葡萄酒中SO2最大使用量為0.25g·L－1。某興趣小組用題圖1裝置(夾持裝置略)收集某葡萄酒中SO2，并對其含量進行測定。(1)儀器A的名稱是________，水通入 A的進口為________。(2)B中加入300.00mL葡萄酒和適量鹽酸， 加熱使SO2全部逸出并與 C中H2O2完全反應，其化學方程式為 ________________________________。(3)除去C中過量的H2O2，然后用0.0900mol·L－1NaOH標準溶液進行滴定，滴定前排氣泡時，應選擇題圖2中的________；若滴定終點時溶液的pH＝8.8，則選擇的指示劑為________；若用50mL滴定管進行實驗，當?shù)味ü苤械囊好嬖诳潭取?0”處，則管內(nèi)液體的體積(填序號)________(①＝10mL，②＝40mL，③<10mL，④>40mL)。(4)滴定至終點時，消耗 NaOH溶液25.00mL，該葡萄酒中 SO2含量為________g·L－1。(5)該測定結果比實際值偏高， 分析原因并利用現(xiàn)有裝置提出改進措施： __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。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：鹽酸的揮發(fā)；改進措施：用不揮發(fā)的強酸如硫酸代替鹽酸，或用蒸餾水代替葡萄酒進行對比實驗，扣除鹽酸揮發(fā)的影響解析 (1)A儀器的名稱為冷凝管或冷凝器；為使冷卻效果好，應將冷卻水從處于低處的 b口通入。(2)SO2具有強還原性， H2O2具有強氧化性，二者發(fā)生氧化還原反應： SO2＋H2O2===H2SO4。(3)NaOH盛裝在堿式滴定管中，應將橡皮管向上彎曲排出氣泡，故選③。滴定至終點時溶液的pH＝8.8，在酚酞的變色范圍內(nèi)，故可選用酚酞作指示劑。液面在10mL時滴定管中有刻度的液體為40mL，因滴定管的下端有一段無刻度，故管內(nèi)液體的體積大于40mL。(4)SO2與NaOH存在如下關系：SO2～H2SO4～2NaOH64g2molm(SO2)0.0900mol－L·1×0.025L－1解得：m(SO2)＝64g×0.0900molL·×0.025LSO2的含量為0.072g＝＝0.072g，故葡萄酒中2mol0.3L－1。0.24gL·(5)鹽酸為揮發(fā)性酸，揮發(fā)出的 HCl消耗NaOH，使測量值偏大。可以用難揮發(fā)的稀硫酸代替鹽酸進行該實驗。4．工業(yè)生產(chǎn)中會產(chǎn)生大量的廢鐵屑， 可將其“變廢為寶”制成化工原料氯化鐵。 實驗室中利用下圖所示裝置探究由廢鐵屑制備 FeCl3·6H2O晶體的原理并測定鐵屑中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)(雜質(zhì)不溶于水且不與酸反應 )。(1)裝置

A的名稱為

________。(2)檢驗該裝置氣密性的具體操作如下：①關閉______________，打開彈簧夾

K1；②向水準管中加水，使水準管液面高于量氣管液面；________________________________________________________________________________________________________________________________________________。取mg廢鐵屑加入B裝置中，在A中加入足量的鹽酸后進行下列操作：Ⅰ.打開彈簧夾K1，關閉活塞b，打開活塞a，緩慢滴加鹽酸。Ⅱ.當裝置D的量氣管一側液面不再下降時，關閉彈簧夾K1，打開活塞b，當A、B中溶液完全進入燒杯后關閉活塞a、b。Ⅲ.將燒杯中的溶液經(jīng)過一系列操作后得到FeCl3·6H2O晶體。請回答：(3)用離子方程式表示燒杯中足量的H2O2溶液的作用：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)實驗結束后，量氣管和水準管內(nèi)液面高度如上圖所示，為了使兩者液面相平，應將水準管__________(填“上移”或“下移” )。(5)由FeCl3溶液制得 FeCl3·6H2O晶體的操作過程中不需要使用的儀器有 ________(填選項序號)。A．蒸發(fā)皿 B．燒杯C．酒精燈 D．分液漏斗E．坩堝 F．玻璃棒G．漏斗(6)實驗結束后，若量氣管內(nèi)共收集到 VmL氣體(已換算成標準狀況 )，則此廢鐵屑中鐵單質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為__________________。答案 (1)分液漏斗(2)①活塞a和活塞b③一段時間后，水準管內(nèi)液面仍然高于量氣管內(nèi)液面，且液面差保持穩(wěn)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，此時氣體的壓強偏小，為了使氣體產(chǎn)生的壓強等于大氣壓強，應使水準管下移。(6)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，－3－3n(Fe)＝n(H2)＝V×10L－1＝V×10mol。22.4Lmol·22.4所以鐵單質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為V×10－3×56g－322.4×100%＝2.5V×10×100%。mgm點燃5．某興趣小組依據(jù)CO2＋2Mg=====2MgO＋C，推測Mg與SO2在隔絕空氣條件下反應后，剩余固體 M可能含有 MgO、S、MgS、Mg中的一種或幾種。為了驗證推測，進行以下實驗。請回答有關問題。實驗Ⅰ 按下圖所示進行實驗。實驗前需除去鎂條表面氧化膜。用簡易的物理方法除氧化膜的操作是________________________。(2)實驗室制取二氧化硫的化學方程式為 _____________________________________________________________________________________________________________________。(3)上述裝置存在不合理之處，請?zhí)岢鲆豁椄倪M建議： _________________________________________________________________________________________________________。(4)實驗時，先通入 SO2直到________________現(xiàn)象出現(xiàn)后，再點燃酒精燈；此操作的目的是________________。實驗Ⅱ 確定固體 M的成分。實驗裝置如下圖所示。將分液漏斗中稀硫酸 (足量)加入到燒瓶中，完全反應后，實驗現(xiàn)象如下：裝置

A

B

C

量氣管現(xiàn)象

有殘留固體

產(chǎn)生白色

ZnS沉淀

溴水未褪色

進入氣體

VmL(標況)(5)實驗時，B裝置中反應的化學方程式為 ______________________