(江蘇專版)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題檢測(cè)(六)溶液中的離子反應(yīng)(含解析)
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1、(江蘇專版)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題檢測(cè)(六)溶液中的離子反應(yīng)(含解析) 一、選擇題(每小題有1~2個(gè)選項(xiàng)符合題意) 1.下列關(guān)于水的說(shuō)法正確的是( ) A.常溫下正常雨水的pH為7.0,酸雨的pH小于7.0 B.將25 ℃純水加熱至95 ℃時(shí),增大 C.將純水加熱到95 ℃時(shí),水的離子積變大,pH不變,水仍呈中性 D.向水中加入醋酸或醋酸鈉,均可促進(jìn)水的電離 解析:選B 正常雨水的pH為5.6,酸雨的pH小于5.6;將純水加熱后,水的離子積變大,B項(xiàng)算式表示氫離子濃度,其值變大,pH變小,水仍呈中性;向水中加入醋酸可抑制水的電離,而加入醋酸鈉會(huì)促進(jìn)水的電離。 2
2、.下列有關(guān)電解質(zhì)溶液中粒子濃度關(guān)系正確的是( ) A.pH=1的NaHSO4溶液:c(H+)=c(SO)+c(OH-) B.含有AgCl和AgI固體的懸濁液:c(Ag+)>c(Cl-)=c(I-) C.CO2的水溶液:c(H+)>c(HCO)=2c(CO) D.含等物質(zhì)的量的NaHC2O4和Na2C2O4的溶液:3c(Na+)=2[c(HC2O)+c(C2O)+c(H2C2O4)] 解析:選A 根據(jù)質(zhì)子守恒可知,A項(xiàng)正確;AgI的Ksp小于AgCl的,所以含有AgCl和AgI固體的懸濁液中c(I-)小于c(Cl-),B項(xiàng)錯(cuò)誤;CO2的水溶液中,c(HCO)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于c(CO),C項(xiàng)錯(cuò)
3、誤;含等物質(zhì)的量的NaHC2O4和Na2C2O4溶液中,根據(jù)物料守恒,2c(Na+)=3[c(HC2O)+c(C2O)+c(H2C2O4)],D項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.已知CuSO4溶液分別與Na2CO3溶液、Na2S溶液的反應(yīng)情況如下: (1)CuSO4+Na2CO3 主要:Cu2++CO+H2O===Cu(OH)2↓+CO2↑ 次要:Cu2++CO===CuCO3↓ (2)CuSO4+Na2S 主要:Cu2++S2-===CuS↓ 次要:Cu2++S2-+2H2O===Cu(OH)2↓+H2S↑ 下列幾種物質(zhì)的溶解度大小的比較中,正確的是( ) A.Cu(OH)2>CuCO3>C
4、uS B.CuS>Cu(OH)2>CuCO3
C.CuS 5、(HCO)+2c(H2CO3)
B.向0.2 mol·L-1 NaHCO3溶液中加入等體積0.1 mol·L-1 NaOH溶液:c(CO) >c(HCO) >c(OH-)>c(H+)
C.常溫下,pH=7的NH4Cl和NH3·H2O的混合溶液中: c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)=
c(H+)
D.0.10 mol·L-1 CH3COONa 溶液中通入HCl氣體至 pH=7:c(Na+) >c(Cl-)=c(CH3COOH)
解析:選AD 在0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中根據(jù)質(zhì)子守恒可知c(OH-)-c(H+)=c(HCO)+2c(H2CO3),A正確;向0.2 m 6、ol·L-1 NaHCO3溶液中加入等體積0.1 mol·L-1 NaOH溶液反應(yīng)生成碳酸鈉,且剩余一半的碳酸氫鈉,由于CO的水解程度大于HCO,則溶液中c(HCO) >c(CO)>c(OH-)>c(H+),B錯(cuò)誤;常溫下,pH=7的NH4Cl和NH3·H2O的混合溶液中根據(jù)電荷守恒可知c(Cl-)=c(NH)>c(OH-)=c(H+),C錯(cuò)誤;0.10 mol·L-1 CH3COONa溶液中通入HCl氣體至pH=7,則c(H+)=c(OH-),根據(jù)電荷守恒可得:c(CH3COO-)+c(Cl-)=c(Na+),則c(Na+)>c(Cl-),結(jié)合物料守恒c(CH3COO-)+c(CH3COOH 7、)=c(Na+)可知c(Cl-)=c(CH3COOH),所以濃度大小為c(Na+) >c(Cl-)=c(CH3COOH),D正確。
5.常溫下,向10 mL 0.1 mol·L-1的HR溶液中逐滴滴入0.1 mol·L-1的NH3·H2O溶液,所得溶液pH及導(dǎo)電性變化如圖。下列分析不正確的是( )
A.b點(diǎn)溶液pH=5,此時(shí)酸堿恰好中和
B.a(chǎn)~b點(diǎn)導(dǎo)電能力增強(qiáng),說(shuō)明HR為弱酸
C.c點(diǎn)溶液存在c(NH)>c(R-)、c(OH-)>c(H+)
D.b~c任意點(diǎn)溶液均有c(H+)·c(OH-)=Kw=1.0×10-14
解析:選A 由圖像可知b點(diǎn)溶液pH=7,此時(shí)HR與NH3·H2 8、O 的物質(zhì)的量相等,兩者恰好反應(yīng)生成NH4R,NH與R-的水解程度相等,A不正確;a~b點(diǎn)導(dǎo)電能力增強(qiáng),說(shuō)明反應(yīng)后溶液中離子濃度增大,也證明HR在溶液中部分電離,為弱酸,B正確;根據(jù)圖像可知,c點(diǎn)時(shí)溶液的pH>7,混合液呈堿性,則c(OH-)>c(H+),結(jié)合電荷守恒可知:c(NH)>
c(R-),C正確;常溫下水的離子積為Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14,由于b~c點(diǎn)溶液的反應(yīng)溫度相同,則水的離子積不變,D正確。
6.下列說(shuō)法正確的是( )
A.將AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分別加熱、蒸干、灼燒,所得固體成分相同
B.配制FeSO4溶液時(shí),將FeSO4固 9、體溶于稀鹽酸中,然后稀釋至所需濃度
C.用加熱的方法可以除去KCl溶液中的Fe3+
D.洗滌油污常用熱的碳酸鈉溶液
解析:選D A項(xiàng), AlCl3溶液蒸干、灼燒后得到Al2O3,而Al2(SO4)3溶液蒸干、灼燒后得到的仍是Al2(SO4)3,錯(cuò)誤;B項(xiàng),所加酸應(yīng)是稀H2SO4,不能引入新雜質(zhì),錯(cuò)誤;C項(xiàng),加熱法不能除去Fe3+,錯(cuò)誤。
7.常溫下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1(NH4)2SO4溶液中逐滴加入0.200 0 mol·L-1 NaOH時(shí),溶液的pH與所加NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示(不考慮揮發(fā))。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 10、點(diǎn)a所示溶液中:c(NH)>c(SO)>c(OH-)>c(H+)
B.點(diǎn)b所示溶液中:c(NH)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
C.點(diǎn)c所示溶液中:c(SO)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
D.點(diǎn)d所示溶液中:c(SO)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH)
解析:選C a點(diǎn)所示溶液中,溶液顯酸性,c(NH)>c(SO)>c(H+)>c(OH-),A錯(cuò)誤,b點(diǎn)所示溶液中,c(H+)=c(OH-),NaOH不足,c(NH)>c(Na+),B錯(cuò)誤;c點(diǎn)處相當(dāng)于NH3·H2O和Na2SO4、(NH4)2SO4按物質(zhì)的量2∶1∶1的比例混合,根據(jù)電荷守恒, 11、c(NH)+ c(H+)+c(Na+)=2c(SO)+c(OH-),因c(Na+)= c(SO),c(NH)+c(NH3·H2O)=2c(SO),所以有 c(SO)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-),C正確;d點(diǎn)處相當(dāng)于 n(Na2SO4)∶n(NH3·H2O)=1∶2的混合溶液,c(NH3·H2O)>c(SO),D錯(cuò)誤。
8.向0.10 mol·L-1的Na2CO3溶液中逐滴加入稀鹽酸,加入的HCl與原溶液中Na2CO3的物質(zhì)的量之比f(wàn)[f=]與混合液pH的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A.f=0時(shí),溶液中:c(Na+)=2c(CO)
B.f=0.5時(shí),溶液 12、中:c(HCO)>c(CO)
C.f=1時(shí),溶液中:c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)
D.f=2時(shí),溶液中:c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
解析:選B A項(xiàng),f=0時(shí),溶液為Na2CO3溶液,因CO水解,溶液中c(Na+)>2c(CO),錯(cuò)誤;B項(xiàng),f=0.5時(shí),溶液中NaHCO3和Na2CO3等物質(zhì)的量,因CO的水解程度大于HCO,則溶液中c(HCO)>c(CO),正確;C項(xiàng),f=1時(shí),溶液中的溶質(zhì)為NaHCO3、Na2CO3和NaCl,根據(jù)電荷守恒定律可知:c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)+ 13、c(Cl-),錯(cuò)誤;D項(xiàng),f=2時(shí),Na2CO3恰好和HCl反應(yīng),有少量CO2逸出,溶液中:c(Na+)>c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3),錯(cuò)誤。
9.25 ℃時(shí),相同pH的兩種一元弱酸HA與HB溶液分別加水稀釋,溶液pH隨溶液體積變化的曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A.同濃度的NaA與NaB溶液中,c(A-)小于c(B-)
B.a(chǎn)點(diǎn)溶液的導(dǎo)電性大于b點(diǎn)溶液
C.a(chǎn)點(diǎn)的c(HA)小于b點(diǎn)的c(HB)
D.HA的酸性強(qiáng)于HB
解析:選CD 由于稀釋過(guò)程中HA的pH變化較大,故HA的酸性強(qiáng)于HB,D項(xiàng)正確;酸的酸性越強(qiáng),對(duì)應(yīng)的鹽的水解程度越小,故NaB的水解 14、程度大,同濃度的NaA與NaB溶液中c(B-)小于c(A-),A項(xiàng)錯(cuò)誤;b點(diǎn)溶液的pH小于a點(diǎn)溶液的pH,說(shuō)明b點(diǎn)溶液中c(H+)較大、c(B-)較大,故溶液導(dǎo)電性較強(qiáng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;稀釋相同倍數(shù)時(shí),HA的電離程度較大,故a點(diǎn)的c(HA)小于b點(diǎn)的c(HB),C項(xiàng)正確。
10.連二次硝酸(H2N2O2)是一種二元酸。常溫下,向10 mL 0.01 mol·L-1的H2N2O2溶液中滴加0.01 mol·L-1的NaOH溶液,測(cè)得H2N2O2溶液pH與NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A.由a點(diǎn)到n點(diǎn)水的電離程度依次增大
B.a(chǎn)點(diǎn)時(shí),c(H2N2O2)>c(Na+)
15、C.m點(diǎn)時(shí),c(OH-)+c(N2O)=c(H2N2O2)+c(H+)
D.m點(diǎn)到n點(diǎn),比值增大
解析:選C A項(xiàng),根據(jù)起點(diǎn),H2N2O2濃度為0.01 mol·L-1,但pH=4.3,說(shuō)明H2N2O2是二元弱酸,抑制水的電離,隨著NaOH體積的增加,水的電離程度增大,當(dāng)pH=7后,隨著NaOH的加入,溶液堿性增強(qiáng),對(duì)水的電離起抑制作用,因此水的電離程度先增大后減小,錯(cuò)誤;B項(xiàng),當(dāng)加入5 mL NaOH溶液時(shí),溶液的溶質(zhì)為NaHN2O2和H2N2O2,且兩者物質(zhì)的量相等,此時(shí)溶液顯酸性,H2N2O2的電離程度大于HN2O的水解程度,即c(Na+)>c(H2N2O2),錯(cuò)誤;C項(xiàng),m點(diǎn)時(shí)溶液 16、的溶質(zhì)為NaHN2O2,根據(jù)電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HN2O)+2c(N2O),根據(jù)物料守恒:c(Na+)=c(HN2O)+c(N2O)+c(H2N2O2),兩式相加消去c(Na+),即c(OH-)+c(N2O)=c(H2N2O2)+c(H+),正確;D項(xiàng),=,電離平衡常數(shù)和水的離子積,只受溫度的影響,因此比值不變,錯(cuò)誤。
11.(2019·海安高級(jí)中學(xué)模擬)下列圖示與對(duì)應(yīng)的敘述相符的是( )
A.圖甲表示升高溫度醋酸鈉的水解程度增大,溶液堿性增強(qiáng)
B.圖乙表示氫氟酸為弱酸,且a點(diǎn)Kw的數(shù)值比b點(diǎn)Kw的數(shù)值大
C.圖丙表示壓強(qiáng)對(duì)可逆反應(yīng)2A(g)+2 17、B(g)3C(g)+D(s)的影響,乙的壓強(qiáng)比甲的壓強(qiáng)大
D.圖丁表示0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1醋酸溶液的滴定曲線
解析:選A 醋酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽,水解使溶液顯堿性,pH>7,鹽的水解是吸熱反應(yīng),升高溫度會(huì)促進(jìn)鹽的水解,醋酸鈉的水解程度增大,溶液的pH增大,故A符合;溶液的導(dǎo)電性與溶液中離子濃度大小有關(guān),由于HF是弱酸,在溶液中存在電離平衡,加水稀釋時(shí),HF中離子濃度變化小,但比鹽酸要大,溶液的導(dǎo)電能力比鹽酸強(qiáng),由于溫度相同,所以Kw的數(shù)值相同,故B不符合;可逆反應(yīng)2A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)是正反 18、應(yīng)方向?yàn)闅怏w體積減小的方向,所以增大壓強(qiáng)平衡正移,反應(yīng)物的百分含量減小,與圖像不符,故C不符合;醋酸為弱酸,0.10 mol·L-1醋酸,其pH大于1,而圖中開(kāi)始時(shí)pH=1,故D不符合。
12.已知:pAg=-lg c(Ag+),Ksp(AgCl)=1×10-12。如圖是向10 mL AgNO3溶液中逐漸加入0.1 mol·L-1的NaCl溶液時(shí),溶液的pAg隨著加入NaCl溶液的體積(單位:mL)變化的圖像(實(shí)線)。根據(jù)圖像所得下列結(jié)論正確的是[提示:Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)]( )
A.原AgNO3溶液的物質(zhì)的量濃度為1 mol·L-1
B.圖中x點(diǎn)的坐標(biāo)為(100,6 19、)
C.圖中x點(diǎn)表示溶液中Ag+被恰好完全沉淀
D.把0.1 mol·L-1的NaCl換成0.1 mol·L-1 NaI則圖像在終點(diǎn)后變?yōu)樘摼€部分
解析:選AB A項(xiàng),加入NaCl之前,pAg=0,所以c(AgNO3)=1 mol·L-1,正確;B項(xiàng),由于c(Ag+)=10-6 mol·L-1,所以Ag+沉淀完全,則AgNO3與NaCl恰好完全反應(yīng),n(NaCl)=n(AgNO3)=0.01 L×1 mol·L-1=0.01 mol,所以V(NaCl)===0.1 L=100 mL,B正確,C錯(cuò)誤;若把NaCl換成NaI,由于Ksp(AgI)更小,所以c(Ag+)更小,即pAg更大,D錯(cuò) 20、誤。
二、非選擇題
13.物質(zhì)在水中可能存在電離平衡、鹽的水解平衡和沉淀的溶解平衡,它們都可看做化學(xué)平衡。請(qǐng)根據(jù)所學(xué)的知識(shí)回答:
(1)A為0.1 mol·L-1的(NH4)2SO4溶液,在該溶液中各種離子的濃度由大到小順序?yàn)開(kāi)_______________________________________________________________________。
(2)B為0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液,請(qǐng)分析NaHCO3溶液顯堿性的原因:_________________________________________________________________ 21、_______。
(3)C為FeCl3溶液,實(shí)驗(yàn)室中配制FeCl3溶液時(shí)常加入________________以抑制其水解,若把B和C溶液混合,將產(chǎn)生紅褐色沉淀和無(wú)色氣體,該反應(yīng)的離子方程式為
________________________________________________________________________。
(4)D為含有足量AgCl固體的飽和溶液,AgCl在水中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq),在25 ℃時(shí),Ksp(AgCl)=1.8×10-10?,F(xiàn)將足量氯化銀分別放入:
①100 mL蒸餾水中;②100 mL 0 22、.2 mol·L-1 AgNO3溶液中;③100 mL 0.1 mol·L-1氯化鋁溶液中;④100 mL 0.1 mol·L-1鹽酸中,充分?jǐn)嚢韬?,相同溫度下c(Ag+)由大到小的順序是____________(填序號(hào));②中氯離子的濃度為_(kāi)_________mol·L-1。
解析:(1)(NH4)2SO4溶液中NH水解使溶液呈酸性。(2)NaHCO3溶液的電離程度小于其水解程度,故溶液顯堿性。(3)為抑制FeCl3水解常加入鹽酸,F(xiàn)e3+與HCO可發(fā)生水解相互促進(jìn)的反應(yīng)。(4)Ag+濃度與溶液中的Cl-濃度有關(guān),即c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp。
答案:(1)c(NH)>c(SO) 23、>c(H+)>c(OH-)
(2)HCO的水解程度大于其電離程度,溶液中c(OH-)>c(H+),故溶液顯堿性
(3)鹽酸 Fe3++3HCO===Fe(OH)3↓+3CO2↑
(4)②>①>④>③ 9×10-10
14.已知某溶液中只存在OH-、H+、NH、Cl-四種離子,某同學(xué)推測(cè)其離子濃度大小順序可能有如下四種關(guān)系:
①c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
②c(NH)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+)
③c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
④c(Cl-)>c(H+)>c(NH)>c(OH-)
填寫(xiě)下列空白:
(1)若溶液中只溶有一 24、種溶質(zhì),則該溶質(zhì)是______,上述四種離子濃度的大小順序?yàn)開(kāi)_____(填序號(hào))。
(2)若四種離子的關(guān)系符合③,則溶質(zhì)為_(kāi)_____________;若四種離子的關(guān)系符合④,則溶質(zhì)為_(kāi)_______________________________________________________________________。
(3)將pH相同的NH4Cl溶液和HCl溶液稀釋相同的倍數(shù),則下面圖像正確的是______(填圖像符號(hào))。
(4)若該溶液是由體積相等的稀鹽酸和氨水混合而成,且恰好呈中性,則混合前c(HCl)______c(NH3·H2O)(填“大于”“小于”或“等于 25、”,下同);混合前酸中c(H+)和堿中c(OH-)的關(guān)系為c(H+)______c(OH-)。
解析:(1)由已知的四種離子,當(dāng)溶液中只存在一種溶質(zhì)時(shí),為NH4Cl;NH4Cl為強(qiáng)酸弱堿鹽,水解呈酸性,離子濃度關(guān)系為①。(2)四種離子的關(guān)系符合③時(shí),溶液呈堿性,說(shuō)明堿過(guò)量,則溶液中存在的溶質(zhì)為NH4Cl和NH3·H2O;當(dāng)四種離子的關(guān)系符合④時(shí),溶液呈強(qiáng)酸性,鹽酸過(guò)量,溶液中存在NH4Cl和HCl。(3)NH4Cl為強(qiáng)酸弱堿鹽,稀釋促進(jìn)其水解,鹽酸為強(qiáng)酸,在溶液中全部電離,pH相同的NH4Cl溶液和HCl溶液稀釋相同的倍數(shù)時(shí),二者的pH均增大,且鹽酸的pH大于NH4Cl的,B項(xiàng)符合。(4)體 26、積相等的稀鹽酸和氨水混合,且恰好呈中性,則原溶液中氨水濃度大于鹽酸的濃度。
答案:(1)NH4Cl?、佟?2)NH4Cl和NH3·H2O NH4Cl和HCl (3)B (4)小于 大于
15.氧化鐵是一種重要的無(wú)機(jī)材料,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,催化活性高,具有良好的耐光性、耐熱性和對(duì)紫外線的屏蔽性,從某種工業(yè)酸性廢液(主要含Na+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Al3+、Cl-、SO)中回收氧化鐵流程如圖所示:
已知:常溫下Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-11;Ksp[Fe(OH)2]=2.2×10-16;Ksp[Fe(OH)3]=3.5×10-38;Ksp[Al(OH)3]=1.0 27、×10-33
(1)寫(xiě)出在該酸性廢液中通入空氣時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:________________________________________________________________________,指出使用空氣的優(yōu)點(diǎn)是________________________________________________。
(2)已知Fe3+(aq)+3OH-(aq)===Fe(OH)3(s) ΔH=-Q1 kJ·mol-1,題(1)中每生成1 mol含鐵微粒時(shí),放熱Q2,請(qǐng)你計(jì)算1 mol Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3(s)的熱效應(yīng)ΔH=________。
(3)常溫下, 28、根據(jù)已知條件計(jì)算在pH=5的溶液中,理論上Fe3+在該溶液中可存在的最大濃度c(Fe3+)=________________________________。
(4)有人用氨水調(diào)節(jié)溶液pH,在pH=5時(shí)將Fe(OH)3沉淀出來(lái),此時(shí)可能混有的雜質(zhì)是________(填化學(xué)式,下同),用________試劑可將其除去。
解析:(1)酸性廢液中通入空氣時(shí),F(xiàn)e2+被空氣中的O2所氧化,離子方程式為4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O。該方法的優(yōu)點(diǎn)是耗費(fèi)少且無(wú)污染。(2)根據(jù)蓋斯定律,1 mol Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3(s)的熱效應(yīng)ΔH=-(Q2+Q1)kJ·mol-1。 29、(3)溶液pH=5,則c(OH-)=
10-9mol·L-1,根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)·c3(OH-)=3.5×10-38可計(jì)算出 c(Fe3+)為3.5×
10-11 mol·L-1。(4)根據(jù)Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,可計(jì)算出溶液pH=5 時(shí),c(Al3+)=1.0×
10-6 mol·L-1,Al3+也完全沉淀,故可能混有的雜質(zhì)是Al(OH)3。Al(OH)3溶于強(qiáng)堿溶液,而 Fe(OH)3 不溶于強(qiáng)堿溶液,故可用NaOH溶液除去。
答案:(1)4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O 耗費(fèi)少且無(wú)污染
(2)-(Q2+Q1)kJ 30、·mol-1 (3)3.5×10-11 mol·L-1
(4)Al(OH)3 NaOH
16.三草酸合鐵酸鉀晶體{K3[Fe(C2O4)3]·xH2O)}是一種光敏材料,可用于攝影和藍(lán)色印刷。為測(cè)定該晶體中鐵的含量,某實(shí)驗(yàn)小組做了如下實(shí)驗(yàn):
(1)已知2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O?,F(xiàn)稱量5.000 g三草酸合鐵酸鉀晶體,配制成250 mL溶液。取所配溶液25.00 mL于錐形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部被氧化成二氧化碳。向反應(yīng)后的溶液中加入足量鋅粉,加熱至溶液完全由黃色變?yōu)闇\綠色時(shí),過(guò)濾, 31、洗滌,將過(guò)濾及洗滌所得溶液收集到錐形瓶中,此時(shí),溶液仍呈酸性。加入鋅粉的目的是___________________________________________________________________。
(2)向(1)錐形瓶中先加入足量稀硫酸,后用0.010 mol·L-1 KMnO4溶液滴定上一步驟所得溶液至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液20.02 mL,滴定中MnO被還原成Mn2+ 。寫(xiě)出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:___________________________________________________________。
(3)上述實(shí)驗(yàn)滴定時(shí),指示劑應(yīng)該________( 32、填“加”或“不加”),判斷滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是_____________________________________________________________________。
(4)再重復(fù)(1)、(2)步驟操作兩次,滴定消耗0.010 mol·L-1 KMnO4溶液平均每次為19.98 mL。計(jì)算確定該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)。
解析:(1)“溶液由黃色變?yōu)闇\綠色”,說(shuō)明加鋅將Fe3+全部轉(zhuǎn)化成Fe2+。結(jié)合步驟(2)可知,測(cè)定樣品中鐵含量的原理是:5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O,測(cè)定前需要將原溶液中的Fe3+全部轉(zhuǎn)化成Fe2+。(3)由于高錳酸鉀溶液具有明顯的紫紅色,所以當(dāng)反應(yīng)到達(dá)終點(diǎn)時(shí),待測(cè)液會(huì)出現(xiàn)紫紅色。
答案:(1)將Fe3+還原成Fe2+ ,為進(jìn)一步測(cè)定鐵元素的含量做準(zhǔn)備
(2)5Fe2++MnO+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O
(3)不加 當(dāng)待測(cè)液中出現(xiàn)紫紅色,且振蕩后半分鐘內(nèi)不再褪色,就表明滴定達(dá)到了終點(diǎn)
(4)5Fe2++ MnO+ 8H+===5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
5 mol 1 mol
n(Fe2+) (0.010×0.019 98)mol
w(Fe)=×100%≈11.12%
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