江蘇專用2019高考化學(xué)總復(fù)習(xí)優(yōu)編增分練：高考壓軸大題特訓(xùn)題型三“組成含量”測定分析題.doc

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題型三　“組成、含量”測定分析題 1．(2018淮安、宿遷等高三質(zhì)檢)硫酸亞鐵銨 (NH4)aFeb(SO4)cdH2O 又稱莫爾鹽，是淺綠色晶體。用硫鐵礦(主要含F(xiàn)eS2、SiO2等)制備莫爾鹽的流程如下： 已知：“還原”時，F(xiàn)eS2與H2SO4不反應(yīng)，F(xiàn)e3＋通過反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ被還原，反應(yīng)Ⅰ如下：FeS2＋14Fe3＋＋8H2O===15Fe2＋＋2SO＋16H＋ (1)寫出“還原”時Fe3＋與FeS2發(fā)生還原反應(yīng)Ⅱ的離子方程式：_____________________ ___________________________________________________。 實驗室檢驗“還原”已完全的方法是_____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)“還原”前后溶液中部分離子的濃度見下表(溶液體積變化忽略不計)： 離子 離子濃度(molL－1) 還原前 還原后 SO 3.20 3.40 Fe2＋ 0.05 2.15 請計算反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ中被還原的Fe3＋的物質(zhì)的量之比為 ____________。 (3)稱取11.76 g新制莫爾鹽，溶于水配成250 mL溶液。取25.00 mL該溶液加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀1.398 g；另取25.00 mL該溶液用0.020 0 molL－1 KMnO4酸性溶液滴定，當(dāng)MnO恰好完全被還原為Mn2＋時，消耗溶液的體積為30.00 mL。試確定莫爾鹽的化學(xué)式(請寫出計算過程)___________________________________________________________ _______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)FeS2＋2Fe3＋===3Fe2＋＋2S↓　取少量“還原”后的溶液，向其中滴加數(shù)滴KSCN溶液，如果溶液變紅則“還原”未完全，反之，已完全 (2)7∶2 (3)原樣品中的n(SO)＝101.398 g233 gmol－1＝0.06 mol n(MnO)＝0.020 0 molL－10.03 L＝0.000 6 mol 由得失電子守恒可知： n(Fe2＋)＝5n(MnO)＝0.003 mol 原樣品中n(Fe2＋)＝0.03 mol，由電荷守恒可知： 原樣品中n(NH)＝0.06 mol 由質(zhì)量守恒：n(H2O)＝0.18 mol 化學(xué)式為：(NH4)2Fe(SO4)26H2O或 (NH4)2SO4FeSO46H2O 解析　(1)“還原”時Fe3＋與FeS2發(fā)生還原反應(yīng)Ⅱ生成S，反應(yīng)的離子方程式：FeS2＋2Fe3＋===3Fe2＋＋2S↓。實驗室檢驗“還原”已完全就是檢驗Fe3＋不存在，方法是取少量“還原”后的溶液，向其中滴加數(shù)滴KSCN溶液，如果溶液變紅則“還原”未完全，反之，已完全。 (2)“還原”前后溶液中c(Fe2＋)的變化為2.10 molL－1，c(SO)的變化為0.20 molL－1，對應(yīng)反應(yīng)Ⅰ的c(Fe2＋)的變化為1.50 molL－1，其中被還原的c(Fe3＋)為1.40 molL－1，反應(yīng)Ⅱ的 c(Fe2＋)的變化為(2.10－1.50) molL－1＝0.60 molL－1，其中被還原的c(Fe3＋)為0.40 molL－1，所以反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ中被還原的Fe3＋的物質(zhì)的量之比為1.40∶0.40＝7∶2。 2．(2018江蘇省百校高三12月大聯(lián)考)某興趣小組用堿式碳酸銅[CuCO3Cu(OH)2]制取銅粉并測定銅粉純度的實驗如下： 步驟1：將一定量的堿式碳酸銅置于燒杯中，向燒杯中加入N2H4的水溶液，邊攪拌邊加熱，有大量的氣體生成和紅色銅析出，將沉淀過濾、低溫干燥得紅色粉末。 步驟2：稱取1.960 0 g紅色粉末于燒杯中，緩慢加入足量稀硫酸，邊加熱邊通入氧氣使粉末完全溶解。冷卻，將溶液移入100 mL 容量瓶中，用水稀釋至刻度。 步驟3：準(zhǔn)確量取20.00 mL的溶液，調(diào)節(jié)溶液呈弱酸性，向其中加入過量的KI，充分反應(yīng)后，以淀粉溶液作指示劑，用0.200 0 molL－1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，滴定終點時共消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液30.00 mL。過程中所發(fā)生的反應(yīng)如下：Cu2＋＋I(xiàn)－CuI↓＋I(xiàn)(未配平)，I＋S2O===S4O＋I(xiàn)－(未配平)。 (1)步驟1中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)步驟2 中所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)步驟3 中加入過量KI的作用是_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若銅粉中雜質(zhì)不參與步驟3 的反應(yīng)，通過計算確定紅色粉末中含銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出計算過程)________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)CuCO3Cu(OH)2＋N2H42Cu＋N2↑＋3H2O＋CO2↑ (2)2Cu＋O2＋4H＋===2Cu2＋＋2H2O (3)增大I－的濃度，提高Cu2＋的轉(zhuǎn)化率 (4)n(Na2S2O3)＝0.200 0 molL－10.030 00 L＝0.006 0 mol，根據(jù)2Cu2＋＋5I－2CuI↓＋I(xiàn)，I＋2S2O===S4O＋3I－，有2Cu2＋～I(xiàn)～2S2O，則n(Cu2＋)＝n(Na2S2O3)＝0.006 0 mol，因此紅色粉末中銅的質(zhì)量為0.006 0 mol64 gmol－1＝1.920 0 g，銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%≈97.96% 解析　(1)步驟1：將一定量的堿式碳酸銅置于燒杯中，向燒杯中加入N2H4的水溶液，邊攪拌邊加熱，有大量的氣體生成和紅色銅析出，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律，Cu元素化合價降低，則N元素化合價升高，根據(jù)題意應(yīng)該生成氮氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuCO3Cu(OH)2＋N2H42Cu＋N2↑＋3H2O＋CO2↑。 (3)步驟3 中加入過量KI，可以增大I－的濃度，使Cu2＋＋I(xiàn)－CuI↓＋I(xiàn)平衡正向移動，提高Cu2＋的轉(zhuǎn)化率。 3．(2018鹽城市高三上學(xué)期期中)[Fe2(OH)n(SO4)3－n/2]m (聚合硫酸鐵，PFS) 廣泛用于飲用水等的凈化處理。一種制備PFS 并測定其鹽基度的步驟如下： ①稱取一定量的FeSO47H2O溶于適量的水和濃硫酸中。 ②不斷攪拌下，以一定的滴速滴入30%的H2O2溶液，至FeSO4充分氧化。 ③經(jīng)聚合、過濾等步驟制得液態(tài)產(chǎn)品：PFS溶液。 ④稱取步驟③產(chǎn)品1.500 0 g 置于250 mL 錐形瓶中，加入適量稀鹽酸，加熱至沸，趁熱加入稍過量的SnCl2溶液(Sn2＋＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Sn4＋ )，多余的SnCl2用HgCl2氧化除去，再加入硫酸—磷酸組成的混酸及指示劑，立即用0.100 0 molL－1 K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2＋(K2Cr2O7被還原為Cr3＋)直至終點，消耗K2Cr2O7溶液20.00 mL。 ⑤另稱取步驟③產(chǎn)品1.500 0 g 置于250 mL 聚乙烯錐形瓶中，加入25 mL 0.500 0 molL－1鹽酸、20 mL煮沸后冷卻的蒸餾水，搖勻并靜置，再加入10 mL KF溶液(足量，掩蔽Fe3＋)，搖勻，然后加入酚酞指示劑，用0.500 0 molL－1的NaOH溶液滴定過量的鹽酸直至終點，消耗NaOH溶液16.00 mL。 (1)步驟②采用“滴入”而不是一次性加入H2O2氧化Fe2＋的操作，是因為_______________ _________________________________________________________。 (2)步驟④K2Cr2O7溶液滴定Fe2＋時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________ ________________________________________________________________________。 (3)步驟⑤用NaOH 溶液滴定時，已達(dá)滴定終點的判斷依據(jù)是________________________ ________________________________________________________________________。 (4)鹽基度(B)是衡量聚合硫酸鐵質(zhì)量的一個重要指標(biāo){聚合硫酸鐵[Fe2(OH)n(SO4)3－n/2 ]m中B＝100% }。通過計算確定產(chǎn)品的鹽基度(寫出計算過程) ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)減少H2O2分解損失 (2)Cr2O＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O (3)當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜰aOH溶液時，溶液由無色變?yōu)?淺)紅色且半分鐘內(nèi)紅色不褪去 (4)n(Fe3＋)＝6n(Cr2O)＝60.100 0 molL－120.0010－3 L＝1.20010－2 mol， n(OH－)＝0.500 0 molL－125.0010－3 L－0.500 0 molL－116.0010－3 L＝4.50010－3 mol，B＝100%＝12.50% ，產(chǎn)品的鹽基度為12.50% 解析　(1)步驟②采用“滴入”而不是一次性加入H2O2氧化Fe2＋的操作，是因為生成的Fe3＋能催化H2O2的分解，從而達(dá)到減少H2O2分解損失的目的。 4．K3[Fe(C2O4)3](三草酸合鐵酸鉀)可用于攝影和藍(lán)色印刷。工業(yè)上以H2C2O4(草酸)、FeC2O4(草酸亞鐵)、K2C2O4(草酸鉀)、雙氧水等為原料制備K3[Fe(C2O4)3]的反應(yīng)原理如下： 氧化：6FeC2O4＋3H2O2＋6K2C2O4===4K3[Fe(C2O4)3]＋2Fe(OH)3 轉(zhuǎn)化：2Fe(OH)3＋3K2C2O4＋3H2C2O4===2K3[Fe(C2O4)3]＋6H2O (1)制備1 mol 三草酸合鐵酸鉀至少需要H2O2的物質(zhì)的量為________。 (2)制備過程中需防止草酸被H2O2氧化，寫出草酸被H2O2氧化的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)K3[Fe(C2O4)3]xH2O(三草酸合鐵酸鉀晶體)是一種光敏材料，為測定該晶體中草酸根的含量和結(jié)晶水的含量，某實驗小組進(jìn)行了如下實驗： ①稱量9.820 g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250 mL溶液。 ②取所配溶液25.00 mL于錐形瓶中，滴加KMnO4溶液至C2O全部轉(zhuǎn)化成CO2時，恰好消耗24.00 mL 0.100 0 molL－1 KMnO4溶液。 計算該晶體的化學(xué)式，并寫出計算過程__________________________________ _______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)0.5 mol (2)H2C2O4＋H2O2===2CO2↑＋2H2O (3)消耗KMnO4的物質(zhì)的量為0.100 0 molL－10.024 L＝0.002 4 mol， 依據(jù)化學(xué)方程式：5C2O＋2MnO＋16H＋===2Mn2＋＋8H2O＋10CO2↑， 可知：n(C2O)＝ mol5＝0.006 mol。 250 mL原溶液中C2O的物質(zhì)的量為0.006 mol10＝0.06 mol， 則n[K3Fe(C2O4)3]＝0.06 mol＝0.02 mol。 9．820 g三草酸合鐵酸鉀晶體中結(jié)晶水的質(zhì)量為9.820 g－437 gmol－10.02 mol＝1.08 g， 則n(H2O)＝＝0.06 mol。 綜上所述，該晶體的化學(xué)式為K3[Fe(C2O4)3]3H2O 解析　根據(jù)反應(yīng)：6FeC2O4＋3H2O2＋6K2C2O4===4K3[Fe(C2O4)3]＋2Fe(OH)3和2Fe(OH)3＋3K2C2O4＋3H2C2O4===2K3[Fe(C2O4)3]＋6H2O得關(guān)系式：3H2O2～6K3[Fe(C2O4)3]，則制備1 mol三草酸合鐵酸鉀至少需要H2O2的物質(zhì)的量為0.5 mol。 5．(2018蘇州高三調(diào)研)納米材料鎳粉(Ni)是一種高性能電極材料。其制備過程如下： 步驟Ⅰ：取0.2 molL－1的硝酸鎳溶液，調(diào)節(jié)pH除鐵后，加入活性炭過濾。 步驟Ⅱ：向所得濾液中滴加1.5 molL－1的NaHCO3溶液使Ni2＋完全沉淀，生成xNiCO3yNi(OH)2zH2O。 步驟Ⅲ：將產(chǎn)生的沉淀用大量高純水清洗并用離心機(jī)甩干。 步驟Ⅳ：加入稍過量的肼溶液(N2H4H2O)，使上述沉淀還原完全，將生成的Ni水洗后，再用95%的乙醇浸泡后晾干。 (1)步驟 Ⅰ 中去除雜質(zhì)Fe3＋(使其濃度<10－6 molL－1)，需調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為________。(Ksp[Ni(OH)2]＝210－15，Ksp[Fe(OH)3]＝110－39) (2)當(dāng)x∶y∶z＝1∶1∶1時，寫出步驟Ⅱ中產(chǎn)生沉淀的離子方程式：_______________________ _________________________________________________。 (3)步驟Ⅳ中采用95%的乙醇浸泡的目的是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)為測定xNiCO3yNi(OH)2zH2O的組成，進(jìn)行如下實驗： ①準(zhǔn)確稱取7.54 g樣品與過量的肼溶液(N2H4H2O)充分反應(yīng)，共收集到1.12 L N2和CO2混合氣體(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)。 ②另取等質(zhì)量的樣品充分灼燒，冷卻后稱得殘留固體NiO的質(zhì)量為4.5 g。 通過計算確定xNiCO3yNi(OH)2zH2O的化學(xué)式(寫出計算過程)。 答案　(1)3～7 (2)2Ni2＋＋4HCO===NiCO3Ni(OH)2H2O↓＋3CO2↑ (3)除去水，便于快速晾干 (4)n(CO2)＋n(N2)＝＝0.05 mol；n(NiO)＝＝0.06 mol。 設(shè)7.54 g樣品中含有NiCO3、Ni(OH)2的物質(zhì)的量分別為a、b，則有：a＋＝0.05 mol，a＋b＝0.06 mol；解得：a＝0.02 mol、b＝0.04 mol 7．54 g樣品中含有結(jié)晶水的物質(zhì)的量：n(H2O)＝(7.54 g－0.02 mol119 gmol－1－0.04 mol93 gmol－1)18 gmol－1＝0.08 mol，n(NiCO3)∶n[Ni(OH)2]∶n(H2O)＝0.02 mol∶0.04 mol∶0.08 mol＝1∶2∶4 ，故該樣品的化學(xué)式為NiCO32Ni(OH)24H2O 解析　(1)根據(jù)Ksp[Ni(OH)2]＝210－15，Ksp[Fe(OH)3]＝110－39，Ni2＋開始沉淀的pH＝14－＝14－＝14－[－lg(110－7)]＝7，F(xiàn)e3＋沉淀完全時的pH＝14－＝14－＝14－[－lg(110－11)]＝3，步驟Ⅰ中去除雜質(zhì)Fe3＋，需調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為3～7。