化学实验大题突破5 定量测定型综合实验(含解析)2026届高考化学二轮专题复习 模块六 实验原理与方法

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化学实验大题突破5 定量测定型综合实验(含解析)2026届高考化学二轮专题复习 模块六 实验原理与方法

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定量测定型综合实验
【方法与技巧】
1.定量测定中的相关计算
(1)常用的计算公式:n=,n=(标况下、气体),n=cV(aq)
(2)常见的计算类型
①物质的质量分数(或纯度)=×100%
②产品的产率=×100%
③物质的转化率=×100%
④物质组成的计算
2.定量测定的常用方法
(1)沉淀法:先将某种成分转化为沉淀,然后称量纯净、干燥的沉淀的质量,再进行相关计算
(2)测气体体积法:对于产生气体的反应,可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。体体积的测定既可通过测量气体排出的液体体积来确定(二者体积值相等),也可直接测量收集的气体体积
①直接测量法
a.测量前,可先通过调整左右两管的高度使左管(有刻度)充满液体,且两管液面相平b.读数时先要将其恢复室温后,再调整量气装置使两侧液面相平,最后读数要求视线与凹液面最低点相平
测量收集气体体积时,应先将气体冷却至室温,再慢慢将量筒下移(或上移),使量筒内外的液面高度相同,再读取体积
接将一种反应物置于倒置的漏斗中,另一反应物置于水槽中,二者反应产生的气体的体积可以直接测量
用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的气体的体积。读数时,球形容器和量气管液面相平,量气管内增加的水的体积等于被反应管吸收后剩余气体的体积
直接测量固液反应产生气体的体积,注意应恢复至室温后,读取注射器中气体的体积(一般适合滴加液体量比较少的气体体积测量)
②间接测量法:通过测量气体排出的液体体积来确定气体体积
(3)测量气体质量法
①方法1:称反应装置在放出气体前后的质量减小值
②方法2:将生成的气体通入足量的吸收剂中,通过称量实验前后吸收剂的质量,求得所吸收气体的质量,然后进行相关计算
(4)滴定分析法:定量实验中的滴定方法包括酸碱中和滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定等,主要是根据滴定过程中标准溶液的消耗量来计算待测溶液的浓度
①连续滴定法:第一步滴定反应生成的产物,还可以继续参加第二步的滴定。根据第二步滴定的消耗量,可计算出第一步滴定的反应物的量
②返滴定法:第一步用的滴定剂是过量的,第二步再用另一物质返滴定过量的物质。根据第一步加入的量减去第二步中过量的量,即可得出第一步所求物质的物质的量
(5)热重分析法
①设晶体为1 mol
②失重一般是先失水、再失气态非金属氧化物
③计算每步的m剩余,×100%=固体残留率
④晶体中金属质量不减少,仍在m剩余中
⑤失重最后一般为金属氧化物,由质量守恒得m(O),由n(金属)∶n(O),即可求出失重后物质的化学式
3.数据的采集处理意识
(1)称量固体质量时,中学一般用托盘天平,可估读到0.1 g,精确度要求高的实验中可以用分析天平或电子天平,可精确到0.000 1 g
(2)测量液体体积时,一般实验中选用适当规格的量筒,可估读到0.1 mL,准确度要求高的定量实验,如中和滴定中选用滴定管,可估读到0.01 mL。容量瓶作为精密的定容仪器,用于配制一定物质的量浓度的溶液,一般不能用于量取液体的体积
(3)气体除了量取外,还可以称量。称气体的质量时一般有两种方法:一种方法是称反应装置在放出气体前后的质量,计算减小值;另一种方法是称吸收装置吸收气体前后的质量,计算增大值
(4)用pH试纸或pH计(精确到0.01)直接测出溶液的pH,经过计算可以得到溶液中H+或OH-的物质的量浓度
(5)为了数据的准确性,实验中要采取适当的措施,确保离子完全沉淀、气体完全被吸收等,必要时可以进行平行实验,重复测定,然后取平均值进行计算。例如,中和滴定实验中测量酸或碱的体积要平行做2~3次滴定,取浓度的平均值,但对于“离群”数据(指与其他数据有很大差异的数据)要舍弃,因为数据“离群”的原因可能是操作中出现了较大的误差
4.滴定要点归纳
(1)实验仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。其中常考的是滴定管,如正确选择滴定管(包括量程),滴定管的检漏、洗涤和润洗,滴定管的正确读数方法等
(2)操作步骤
①滴定前的准备:查漏、洗涤、润洗、充液(赶气泡)、调液面、读数
②滴定:移液、滴加指示剂、滴定至终点、读数
③计算
(3)指示剂的选择
类型 滴定过程 指示剂 终点颜色变化
酸碱中和反应 强酸滴定强碱(或弱碱) 甲基橙 溶液颜色由黄色变为橙色
强碱滴定强酸(或弱酸) 酚酞 溶液颜色由无色变为浅红色
氧化还原反应 Na2S2O3溶液滴定未知浓度的碘水 淀粉溶液 溶液颜色由蓝色变为无色
酸性KMnO4溶液滴定H2O2(或H2C2O4)溶液 不需要指示剂 溶液颜色由无色变为浅红色
沉淀反应 AgNO3溶液滴定含Cl-的溶液 K2CrO4溶液 出现淡红色沉淀(Ag2CrO4为砖红色沉淀)
(4)误差分析:写出计算式,分析操作对V标的影响,由计算式得出对最终测定结果的影响,切忌死记硬背结论。此外对读数视线问题要学会画图分析
(5)数据处理:正确“取舍”数据,计算“平均”浓度,根据反应式确定标准液与待测液浓度和体积的关系,从而列出公式进行计算
5.掌握计算的两种方法
(1)守恒法:包括质量守恒、电荷守恒、得失电子守恒等。它们都是抓住变化的始态和终态,淡化中间过程,利用某种不变量
①某原子、离子或原子团不变
②溶液中阴、阳离子所带电荷数相等
③氧化还原反应中得失电子数相等)建立关系式,从而达到简化过程、快速解题的目的
(2)关系式法:表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中,若第一步反应的产物是下一步反应的反应物,可以根据化学方程式,将该物质作为“中介”,找出已知物质和所求物质之间量的关系
如:用Na2S2O3滴定法测水中溶氧量,经过如下三步反应:
①O2+2Mn(OH)2===2MnO(OH)2
②MnO(OH)2+2I-+4H+===Mn2++I2+3H2O
③2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI
因此水中溶氧量与Na2S2O3之间的关系为:O2~2MnO(OH)2~2I2~4Na2S2O3
(中介物质) (中介物质)
【巩固练习】
1.三氯化铬(CrCl3)是工业上常用的媒染剂和催化剂,易潮解,易升华,高温下易被氧气氧化。实验室利用反应Cr2O3+3CCl42CrCl3+3COCl2制备无水CrCl3的装置(夹持装置略)如下图所示。
已知:①COCl2(俗称光气)有剧毒,能与水反应生成两种酸性气体
②H2O2在碱性条件下可将Cr3+氧化为CrO,酸性条件下可将Cr2O还原为Cr3+
回答下列问题:
(1)试剂X为    
(2)检查装置气密性并加入药品后,加热前应进行的操作是_______________________________________;实验结束时,在反应管右端可得到紫色CrCl3薄片;依次停止加热装置B和C,冷却,继续通入一段时间N2的目的是①冷却CrCl3并防止被氧化,②_______________________________________________________________
(3)装置单元D的主要作用是    ;装置F中发生反应的离子方程式为________________________________
(4)图示装置存在一处缺陷是________________________________________________________________________
(5)CrCl3产品纯度的测定:
Ⅰ.准确称取0.100 0 g产品放入锥形瓶,在强碱性条件下,加入过量的30% H2O2溶液和适量蒸馏水,小火加热至溶液变黄绿色,此时铬以CrO存在,继续加热一段时间;
Ⅱ.向冷却后的锥形瓶中加入过量浓硫酸和浓磷酸(加浓磷酸可防止指示剂提前变色),使CrO转化为橙色的Cr2O;
Ⅲ.滴加5滴二苯胺磺酸钠作指示剂,用新配制的0.100 0 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定,达滴定终点时消耗标准液体积18.60 mL(滴定过程中,Cr2O转化为Cr3+)
产品中所含CrCl3(M=158.5 g·mol-1)的质量分数为    。若步骤Ⅰ未继续加热一段时间,将导致产品中CrCl3质量分数的测定值    (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
2.利用“磷酸蒸馏-汞盐滴定法”测定水泥中少量氯离子含量的装置如下图所示。
滴定原理:Hg2++2Cl-===HgCl2↓;Hg2+可与二苯偶氮碳酰肼生成桃红色物质。
实验步骤:
①加样:准确称取m g试样,置于石英蒸馏管中,向其中加入适量H2O2溶液和磷酸,放入250~260 ℃蒸馏装置炉膛内
②蒸馏:鼓入空气,蒸馏10~15 min
③滴定:用乙醇冲洗冷凝管及其下端合并于吸收液中,调pH至3.5,加入二苯偶氮碳酰肼指示剂,用0.001
mol·L-1Hg(NO3)2溶液滴定至终点,记录消耗Hg(NO3)2溶液的体积为V1 mL
④按上述步骤进行空白试验,记录所用Hg(NO3)2溶液的体积V0 mL
回答下列问题:
(1)配制硝酸汞溶液:准确称取Hg(NO3)2固体,溶于________(填化学式)中,再加水稀释到相应浓度
(2)为达到最佳的冷凝效果,装置图C虚线框中未画出的仪器最好选择________(填标号)
(3)装置A中多孔球泡的作用为___________________________________,图中单向阀的作用为____________
(4)水泥试样中氯离子的质量分数为____________________(用含m、V1、V0的代数式表示)。
(5)若水泥样品中含有Na2S,其他操作不变,则测定结果会________(填“偏大”“偏小”或“不变”),原因是________________________________________________________________________________________
(6)电位滴定法:水泥预处理得到含Cl-的待测液,用AgNO3标准液滴定,电位滴定装置测量即时电位E,并记录消耗AgNO3溶液的体积V。下列确认滴定终点图像错误的是________(填标号)。
3.某实验小组设计实验测定Pb3O4组成中PbO、PbO2的物质的量之比
步骤1、Pb3O4的分解:用托盘天平称取0.5 g干燥的Pb3O4置于小烧杯中,加入2 mL 6 mol·L-1HNO3溶液,用玻璃棒搅拌,使之充分反应,可以看到红色的Pb3O4快速变为棕黑色的PbO2。过滤分离混合物,并用少量蒸馏水多次洗涤,得到固体;将洗涤液并入滤液中。
步骤2、PbO含量的测定:将上述滤液全部转移到锥形瓶中,加入调节剂使溶液pH为5~6,用c1 mol·L-1 EDTA(Na2H2Y)溶液滴定至终点,消耗EDTA溶液体积为V1 mL。
步骤3、PbO2含量的测定:将上述固体连同滤纸一并置于另一锥形瓶中,向其中加入30 mL HAc-NaAc溶液,再向其中加入0.8 g KI固体,摇动锥形瓶,使PbO2全部反应而溶解,此时溶液呈透明棕色。用c2 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈浅黄色时,加入1 mL 2%淀粉溶液,继续滴定至溶液蓝色刚好褪去为止,消耗滴定液体积为V2 mL。
有关反应如下:Pb3O4+4HNO3===PbO2+2Pb(NO3)2+2H2O
Pb2++Y4-===PbY2-
PbO2+4KI+4HAc===PbI2(黄色)+I2+2H2O+4KAc
I2+2S2O===2I-+S4O
回答下列问题:
(1)步骤1中,不能用硫酸替代硝酸,原因是________________。用少量蒸馏水多次洗涤固体的主要目的是除去固体表面阳离子________(填离子符号)。过滤时用到的玻璃仪器有________________________________
(2)步骤3中,固体连同滤纸一起置于锥形瓶中,目的是__________________________________
(3)根据上述数据计算Pb3O4中PbO、PbO2的物质的量之比为________(用含c1、V1、c2、V2的代数式表示)
(4)步骤2滴定过程中,若滴定前俯视读数,滴定后仰视读数,其测定结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
(5)步骤3中,加入HAc-NaAc溶液调节pH,如果加入HAc过多,测定结果偏低,原因是___________________
(用离子方程式表示)
4.实验室用B2O3和NH3反应制备BN并测定BN样品纯度,装置如下图所示(夹持装置略)。
已知:i.BN难溶于水,高温下易被氧化。B2O3的熔点为450 ℃、沸点为1 860 ℃,溶于热水生成硼酸,遇热的水蒸气生成易挥发的偏硼酸(HBO2);H3BO3+H2OH++[B(OH)4]-
ii.硼酸与甘油反应:
回答下列问题:
Ⅰ.制备BN
实验操作如下:①连接装置,检查气密性;②打开旋塞K,滴入适量浓氨水;③关闭旋塞K;④打开管式炉加热开关,加热至900 ℃左右,待反应完全;⑤在装置中加入相应试剂;⑥关闭管式炉加热开关,待装置冷却
(1)正确的操作顺序为①⑤__________(填序号);仪器a的名称为________;装置C中发生反应的化学方程式为___________________________________________;图示装置存在的两处缺陷是________________________
Ⅱ.测定BN纯度
(2)数字化实验探究:25 ℃时,用0.200 0 mol·L-1 NaOH标准溶液分别滴定20.00 mL同浓度的硼酸溶液和甘油硼酸溶液,数据见下表
NaOH溶液/mL 19.96 19.98 20.00 20.02 20.04
溶液pH 硼酸(Ka=10-9.24) 10.66 10.82 x 11.19 11.35
甘油硼酸(Ka=10-5.2) 6.63 6.94 8.97 10.98 11.28
则x=________(保留两位有效数字)
(3)滴定:取a g BN样品(杂质为B2O3),经热水充分洗涤过滤,向滤液中加入适量甘油,滴加几滴酚酞,用c
mol·L-1NaOH标准溶液滴定至溶液呈浅红色,补加少许甘油后浅红色消失,再滴加标准溶液,如此反复。达滴定终点时平均消耗NaOH标准溶液V mL。接近滴定终点时,向锥形瓶中滴入半滴标准液的操作为________(填标号)。
先加甘油再滴定的目的是_________________________________________________________________;样品中BN的纯度为________;若加入甘油不足,则测定结果会________(填“偏大”“偏小”或“不变”)
5.氯磺酸(HSO3Cl)可用于制造农药、洗涤剂、塑料等,军事上常用作烟幕剂,其沸点约152 ℃,易溶于硫酸,极易潮解。常温下制氯磺酸的原理为HCl+SO3===HSO3Cl(l),其中SO3可由发烟硫酸提供。制备少量氯磺酸的装置如图所示(部分夹持装置略)
(1)试剂a为    ,装置A中毛细管的作用是_________________________________________________
(2)装置F应为    (填序号),其作用除了尾气处理外还有_____________________________(用化学用语表示)
(3)反应到一定程度时需对C装置加热,其目的是____________________________________________________
(4)查阅资料,氯磺酸的酸性强于硫酸,其原因可能为__________________________________________________
(5)氯磺酸产品中可能含有少量Fe2+,现测定其中铁含量。已知在pH为3~9时,邻菲啰啉能与Fe2+形成橙色配合物Fe-phen。Fe-phen在510 nm处的吸光度A与溶液中Fe2+浓度呈线性关系,如下表所示:
Fe2+浓度/mol·L-1 0 0.000 8 0.001 6 0.002 4 0.003 2
吸光度A 0 0.20 0.40 0.60 0.80
在一定条件下测定溶液的平均吸光度A=0.25,该产品中Fe2+含量为     mol·L-1
(6)测定HSO3Cl的纯度(HSO3Cl中常溶有少量的SO3):选择合适的试剂,设计实验。简要说明实验操作,实验数据可用字母表示。[可选的试剂:BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、AgNO3溶液、稀硝酸]
取m g产品溶于水中,____________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
6.检验甲醛用银-Ferrozine法灵敏度较高。测定原理为甲醛与银氨溶液反应生成Ag,产生的Ag与Fe3+定量反应生成Fe2+,Fe2+与菲洛嗪(Ferrozine)形成有色配合物,通过测定吸光度计算出甲醛的含量。某学习小组类比此原理设计如图装置,测定新装修居室内空气中甲醛的含量(夹持装置略去)。回答下列问题:
已知:①氮化镁与水剧烈反应放出NH3
②HCHO+4[Ag(NH3)2]OH(NH4)2CO3+6NH3+4Ag↓+2H2O;③毛细管内径不超过1 mm
(1)A装置中反应的化学方程式为_______________________________________________________,用饱和食盐水代替水制备NH3的原因是            
(2)B中装有硝酸银溶液,仪器B的名称为    
(3)银氨溶液的制备。关闭K1、K2,打开K3,打开分液漏斗的活塞与旋塞,使饱和食盐水慢慢滴入圆底烧瓶中,当观察到B中________________________________________________________________时,停止通入NH3。
(4)室内空气中甲醛含量的测定。
①用热水浴加热B,打开K1,将滑动隔板慢慢由最右端抽到最左端,吸入1 L室内空气,关闭K1;后续操作为__________________________________________________________________________________;再重复上述操作3次。毛细管的作用是__________________________________
②向上述B中充分反应后的溶液中加入稀硫酸调节溶液pH=1,再加入足量Fe2(SO4)3溶液,充分反应后立即加入菲洛嗪,Fe2+与菲洛嗪形成有色物质,在562 nm处测定吸光度,测得生成1.12 mg Fe2+,则空气中甲醛的含量为    mg·L-1
7.铜(Ⅱ)氨基酸配合物在医药、食品、农业等领域具有广泛的应用,甘氨酸(H2NCH2COOH,以HL代表甘氨酸)在约70 ℃的条件下可与氢氧化铜反应制备二甘氨酸合铜(Ⅱ)水合物,其反应的化学方程式为Cu(OH)2+2HL+(n-2)H2OCuL2·nH2O。
Ⅰ.氢氧化铜的制备
①向烧杯中加入适量CuSO4·5H2O和20 mL水
②完全溶解后,边滴加氨水边搅拌至最初产生的沉淀完全溶解
③加入2 mol·L-1 NaOH溶液至不再生成沉淀,过滤,用水洗涤
(1)步骤②沉淀溶解过程中反应的离子方程式为                   
(2)步骤③中检验沉淀洗涤干净的操作及现象为_____________________________________________________
Ⅱ.二甘氨酸合铜(Ⅱ)水合物的制备
④称取适量甘氨酸,溶于150 mL水中
⑤在65~70 ℃的条件下加热,边搅拌边加入新制的Cu(OH)2,至Cu(OH)2全部溶解
⑥热抽滤,向滤液加入10 mL无水乙醇
⑦抽滤,用乙醇溶液洗涤晶体,再用丙酮洗涤,抽干
⑧将产品烘干
(3)步骤④中使用的部分仪器如下。仪器a的名称是    。加快甘氨酸溶解的操作为       
(4)步骤⑥中需要对反应液进行热抽滤的原因为                
(5)步骤⑦中用乙醇溶液洗涤晶体后再用丙酮洗涤的原因为            
Ⅲ.产品中铜含量的测定:称取0.5 g CuL2·nH2O产品,加入水和稀硫酸溶解,配制成250 mL溶液。取20.00 mL该溶液,加入足量KI固体和50 mL水,以淀粉为指示剂,立即用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液1.60 mL
已知:在酸性介质中,配合物中的L-被质子化,配合物被破坏;2Cu2++4I-===2CuI↓+I2,2S2O+I2===S4O+2I-
(6)滴定终点溶液颜色的变化为                 
(7)产品中铜元素的质量分数为    
8.用以下装置制备钴(Ⅲ)的配合物并测定该配合物的组成
Ⅰ.制备钴(Ⅲ)的配合物:实验装置如图所示(省略夹持装置),操作过程如下
步骤1:关闭活塞K,将盐酸滴入装置A的三颈烧瓶中,发生反应(钴与盐酸的反应类似铁)。反应完全后,将装置A和B中的溶液混合;
步骤2:用恒压滴液漏斗将双氧水缓慢滴入装置B的三颈烧瓶中,滴加结束后再缓慢滴加4 mol·L-1盐酸(在通风橱内进行),在85 ℃水浴中加热20 min;
步骤3:冷却至室温,抽滤,精制,得纯净产品。
(1)仪器a的名称为    
(2)判断装置A中反应完全的标志为______________________________________________
(3)实现装置A和B中溶液混合的操作是______________________________________________________________
(4)双氧水的作用为________________________________________________________________________
(5)水浴温度控制在85 ℃的原因是______________________________________________________________
(6)某同学用如图装置进行抽滤,该装置存在的问题有__________________________________________
Ⅱ.用电导法测定锂离子的电荷数
25 ℃时,用电导仪测出5.0×10-4 mol·L-1该配合物稀溶液的电导率K为1.29×10-4 S·cm-1。已知。
①25 ℃时,稀溶液中,配合物电离出的离子总数与摩尔电导Λm的关系如下。
离子总数 2 3 4 5
Λm(S·cm2·mol-1) 118~131 235~273 408~435 523~560
摩尔电导Λm=,c为配合物的物质的量浓度(mol·L-1),K为配合物的电导率(S·cm-1)。
②该配合物在水中的电离方程式为[Co(NH3)xCly]Clz===[Co(NH3)xCly]2++zCl-。
③该配合物中心离子的配位数为6。
(7)通过计算,z=    。写出装置B中制备钴(Ⅲ)的配合物的总的化学方程式________________________
9.滴定法是用于测定溶液中粒子浓度的重要方法。某实验小组利用滴定法测定碘酒中碘的含量。
(1)测定碘含量:移取10.00 mL碘酒,准确配制成100 mL稀碘液。每次取25.00 mL稀碘液于锥形瓶中,滴加几滴淀粉溶液,加入适量稀H2SO4后,用浓度为0.100 0 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,实验数据如下表所示。已知:2Na2S2O3+I2===2NaI+Na2S4O6
序号 Na2S2O3溶液的用量/mL 稀碘液的用量/mL
1 21.32 25.00
2 20.02 25.00
3 19.98 25.00
①第1次实验Na2S2O3溶液的用量明显多于后两次,原因可能是    
A.盛装标准溶液的滴定管用蒸馏水洗净后,未润洗
B.滴入半滴标准溶液,溶液变色,即判定达滴定终点
C.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡产生
D.滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面
②该碘酒中碘的含量为     g· mL-1。[已知M(I2)=254 g·mol-1]
(2)借鉴(1)的方法,用图所示的流程测定海带中的碘含量
①加入H2O2,发生的离子反应方程式是___________________________
②预测达到滴定终点的实验现象为______________________________________,在实验时却发现溶液变色片刻后,恢复滴定前的颜色。继续滴加Na2S2O3,溶液变色片刻后再一次恢复原色
(3)探究异常现象产生的原因:该学习小组通过设计对照实验,发现空气中的氧气并不能较快地氧化待测液中的
I-。提出猜想:            (填化学式)将生成的I-重新氧化成碘单质
实验验证:将2 mL待测液、2滴0.1 mol·L-1H2SO4溶液、2滴淀粉溶液和少量H2O2混合,用Na2S2O3溶液滴定,氧化后的待测液静置半小时,利用氧化还原电势传感器测定滴定过程中电势的变化,待溶液变色后停止滴定,溶液恢复原色后继续滴加Na2S2O3至溶液变色,循环往复,得到如图所示的曲线
已知:ⅰ.氧化性物质的电势值高于还原性物质
ⅱ.一定条件下,氧化性物质的浓度越高,电势越高;还原性物质浓度越高,电势越低
a~b段电势升高的原因是    被氧化。由a~b段电势变化的斜率小于b~c段可推测溶液反复变色的原因是______________________________________________________________________________。
优化流程:将用H2O2氧化后的待测液_________________________________________________________,再进行滴定,到达滴定终点时待测液变色后不会恢复原色
10.水的净化方法有蒸馏法、离子交换法和电渗析法等
(1)实验室模拟蒸馏法淡化海水,需要用到的仪器有________
(2)实验室可用离子交换法除去水中的杂质离子。如图所示,将某天然水(主要含Ca2+、Mg2+、Na+、NO、Cl-、SO)依次通过阳离子交换树脂HA和阴离子交换树脂BOH,发生的反应可表示为:
nHA(s)+Mn+(aq)MAn(s)+nH+(aq);mBOH(s)+Ym-(aq)BmY(s)+mOH-(aq)
①取ⅰ处流出液,其中主要含有的离子有__________________________
②工作一段时间后,离子交换树脂失去交换能力。证明阴离子交换树脂已失去交换能力的操作及现象是:取ⅱ处流出液,加入______________________(填试剂),观察到________________________(填实验现象)
(3)某小组使用离子交换法测定PbI2的溶度积常数Ksp,实验方案如下:
步骤 实验操作
Ⅰ 往PbI2固体加入蒸馏水,过滤,得到PbI2饱和溶液。
Ⅱ 将25.00 mL PbI2饱和溶液分批通过阳离子交换树脂HA,得到流出液。
Ⅲ 用蒸馏水洗涤阳离子交换树脂至流出液呈中性。
Ⅳ 合并步骤Ⅱ和Ⅲ中的流出液,……,计算得到H+的物质的量为a mol。
①步骤Ⅱ发生反应的离子方程式为_______________________________________________
②将步骤Ⅳ的实验方案补充完整:___________________________________________________________
③PbI2的Ksp=__________________________(写出含a的计算式)
④若省略步骤Ⅲ,測得PbI2的Ksp________(填“偏大”“偏小”或“不变”)
11.柠檬酸铁铵[(NH4)3Fe(C6H5O7)2]是棕色或绿色的鳞片或粉末,易溶于水,不溶于乙醇和乙醚等有机溶剂,常用于照相业、制药工业,还可作为食品铁强化剂,实验室利用柠檬酸()制备柠檬酸铁铵的步骤如下:
ⅰ.向仪器A中加入一定量处理过的铁粉,利用仪器B将过量的80 ℃柠檬酸溶液逐滴加入并不断搅拌,同时控温80 ℃至反应结束,此时溶液底部析出大量的白色沉淀柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)
ⅱ.用冷水降温至40 ℃,再用仪器C滴加一定量的浓氨水充分反应,生成柠檬酸亚铁铵[NH4FeC6H5O7]
ⅲ.继续控温40 ℃,再用另一个仪器C缓慢滴加一定量的双氧水充分反应
ⅳ.再向溶液中加入大量的乙醇,经一系列操作,称量得到m g产品
已知:柠檬酸铁铵[(NH4)3Fe(C6H5O7)2]是柠檬酸铁(FeC6H5O7)和柠檬酸铵[(NH4)3C6H5O7]形成的复盐;5%柠檬酸铁铵的pH约为6.5
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是__________,步骤ⅰ中,用稍过量的柠檬酸溶液原因为_______________________________
(2)步骤ⅱ、ⅲ中均需控温40 ℃的原因是_______________________________________
(3)步骤ⅲ中制备柠檬酸铁铵的化学方程式_________________________________________________________
(4)步骤ⅳ中,完成“一系列操作”所需要的装置有________(填标号)
(5)实验室制得含有杂质的柠檬酸铁铵常标记为(NH4)xFey(C6H5O7)2(Fe为正三价)。将m g实验室产品分为两等份,一份在空气中充分灼烧,冷却称量得0.32 g红色固体。另一份配成250.00 mL溶液,取25.00 mL溶液于锥形瓶中,向锥形瓶中再加入足量的甲醛溶液,反应原理4NH+6HCHO===3H++6H2O+(CH2)6N4H+、[与NaOH反应时,1 mol(CH2)6N4H+与1 mol H+相当]。摇匀、静置5 min后,加入1~2滴酚酞试液,用0.1 mol/L NaOH标准溶液滴定至终点,消耗NaOH标准溶液的体积为16.00 mL。
①则x=________
②下列操作使测定的y值偏大的是________(填标号)
a.分成两等份时,第一份质量小于第二份的质量
b.在空气中灼烧时,产品没有完全反应就冷却、称量
c.用滴定管量取25.00 mL溶液时,先俯视、后仰视读数
d.用NaOH标准溶液滴定时,开始尖嘴有气泡,结束时无气泡
【定量测定型综合实验】答案
1.(1)浓硫酸
(2)通入一段时间氮气,排除装置中的空气 将残留在装置内的COCl2排入装置 F 中并被充分吸收
(3)收集CrCl3 COCl2+4OH-===2Cl-+CO+2H2O
(4)E和F间缺少防倒吸装置
(5)98.27% 偏小
解析:实验室制取CrCl3的反应为Cr2O3+3CCl42CrCl3+3COCl2,CrCl3易潮解高温下易被氧气氧化,所以要防止氧化,装置内在高温条件下不能存在空气,反应结束后继续通入一段时间氮气,让CrCl3在氮气氛围中冷却,防止空气进入使CrCl3氧化;A中装浓H2SO4,干燥N2并防止空气中水蒸气进入C装置;无水CaCl2防止F中水蒸气进入D及C装置;反应结束后继续通入一段时间氮气,将 COCl2排入装置 F 中并被充分吸收,回收尾气。(1)由分析知,试剂X为浓硫酸。(2)检查装置气密性并加入药品后,加热前应进行的操作是通入一段时间氮气,排除装置中的空气;实验结束时,在反应管右端可得到紫色CrCl3薄片;依次停止加热装置B和C,冷却,继续通入一段时间N2的目的是①冷却CrCl3并防止被氧化,②将残留在装置内的COCl2排入装置 F 中并被充分吸收。(3)装置单元D的主要作用是收集CrCl3;装置F中发生反应的离子方程式为COCl2+4OH-===2Cl-+CO+2H2O。(4)由于光气与氢氧化钠反应时会使装置内压强减小,图示装置中在E和F间缺少防倒吸装置。(5)由铬守恒得,CrCl3~CrO~Cr2O~3Fe2+~3(NH4)Fe(SO4)2,则n(CrCl3)=×0.100 0 mol·L-1×18.60×10-3L=
6.2×10-4 mol,m(CrCl3)=6.2×10-4 mol×158.5 g·mol-1=0.098 27 g,产品中所含CrCl3(M=158.5 g·mol-1)的质量分数为=×100%=98.27%;若步骤Ⅰ未继续加热一段时间,则CrCl3未完全转化为CrO,消耗得标准液将减小,将导致产品中CrCl3质量分数的测定值偏小。
2.(1)HNO3 
(2)b 
(3)增大气体与溶液的接触面积,使气体被充分吸收 防止倒吸
(4)%
(5)偏大 在酸性条件下,S2-会与Hg2+反应生成HgS沉淀,导致消耗的Hg(NO3)2溶液的体积偏大
(6)C
解析:(1)硝酸汞Hg(NO3)2是强酸弱碱盐,Hg2+会发生水解,为抑制其水解,在配制溶液时,应将Hg(NO3)2固体溶于HNO3中,再加水稀释到相应浓度。
(2)球形冷凝管的冷凝效果较好,能使蒸汽充分冷凝回流,所以为达到最佳的冷凝效果,装置图C虚线框中未画出的仪器最好选择球形冷凝管,即b。
(3)装置A中多孔球泡可以增大气体与溶液的接触面积,使气体被充分吸收;单向阀的作用是防止倒吸,避免吸收液倒吸入蒸馏装置中。
(4)根据滴定原理Hg2++2Cl-===HgCl2↓,n(Cl-)=2n(Hg2+)=2×0.001 mol·L-1×(V1-V0)×10-3 L=2×(V1-V0)×10-6 mol,m(Cl-)=2×(V1-V0)×10-6 mol×35.5 g·mol-1=71×(V1-V0)×10-6 g,水泥试样中氯离子的质量分数w(Cl-)=×100%=%。
(5)若水泥样品中含有Na2S,在酸性条件下,S2-会与Hg2+反应生成HgS沉淀,导致消耗的Hg(NO3)2溶液的体积偏大,根据(4)中计算式可知,测定结果会偏大。
(6)在用AgNO3标准液滴定含Cl-的待测液时,发生反应Ag++Cl-===AgCl↓。在滴定过程中,随着AgNO3标准液的加入,溶液中离子浓度等情况发生变化,从而导致电位E改变,接近滴定终点时,Ag+浓度会发生突变,使得电位E也会有明显的变化,A正确;-V图像中,表示电位的变化率,在滴定终点时,电位变化最快,即电位变化率达到最大,会出现一个峰值,B正确;-V图像中,表示电位的变化率的变化率,在滴定终点时,达到最大,此时=0,图像应该过零点,此图像不符合,C错误。
3.(1)PbSO4难溶于水 Pb2+ 烧杯、漏斗、玻璃棒 
(2)避免固体PbO2损失,造成较大误差 
(3) 
(4)偏高
(5)S2O+2HAc===SO2↑+S↓+H2O+2Ac-
解析:(1)Pb3O4和硫酸反应生成PbO2、PbSO4,PbSO4难溶于水,所以步骤1中不能用硫酸替代硝酸。PbO2固体表面可能有杂质Pb(NO3)2,用少量蒸馏水多次洗涤固体的主要目的是除去固体表面阳离子Pb2+。过滤时用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒。
(2)步骤3中,固体连同滤纸一起置于锥形瓶中,可以避免固体PbO2损失,造成较大误差。
(3)根据PbO2+4KI+4HAc===PbI2(黄色)+I2+2H2O+4KAc、I2+2S2O===2I-+S4O可知,n(PbO2)=n(I2)=n(Na2S2O3)=c2V2×10-3 mol;根据Pb2++Y4--===PbY2-可知,n(PbO)=n(EDTA)=c1V1×10-3 mol;Pb3O4中PbO、PbO2的物质的量之比为。
(4)步骤2滴定过程中,若滴定前俯视读数,滴定后仰视读数,则消耗标准液体积偏大,PbO含量偏高,其测定结果偏高。
(5)步骤3中,加入HAc-NaAc溶液调节pH,如果加入HAc过多,发生反应S2O+2HAc===SO2↑+S↓+H2O+2Ac-,使测得的PbO2含量偏高,所以测定结果偏低。
4.(1)②④⑥③ 恒压滴液漏斗 B2O3+2NH32BN+3H2O 
装置B和C之间无干燥装置、无NH3的尾气处理装置 
(2)11 
(3)D 滴定硼酸时pH突跃范围过小,且不在指示剂变色范围内,加入甘油生成甘油硼酸,加指示剂便于观察滴定终点 ×100% 偏大
解析:(1)实验开始前要先连接装置,检查气密性,然后加入相应试剂,接下来要制取NH3,并用NH3排尽装置内的空气,所以先打开旋塞K,滴入适量浓氨水,接着打开管式炉加热开关进行反应,反应完全后关闭管式炉加热开关,待装置冷却,再关闭旋塞K,防止BN在高温下被氧化,故正确的操作顺序为①⑤②④⑥③。仪器a的名称为恒压滴液漏斗。装置C中B2O3和NH3反应制备BN,根据原子守恒可知,反应的化学方程式为B2O3+2NH32BN+3H2O。B2O3遇热的水蒸气生成易挥发的偏硼酸,装置A中产生的氨带有水蒸气,会导致B2O3生成易挥发的偏硼酸,影响实验,所以应在装置B和C之间增加干燥装置除去氨中的水蒸气。氨有刺激性气味,是大气污染物,该装置没有对未反应完的氨进行尾气处理,会污染环境。
(2)当用0.200 0 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定20.00 mL同浓度的硼酸溶液时,NaOH 溶液体积为20.00 mL时恰好完全反应,生成Na[B(OH)4] ,[B(OH)4]-会发生水解反应[B(OH)4]-H3BO3+OH-,设[B(OH)4]-水解产生的OH-浓度为c(OH-),由于水解程度较小,可近似认为水解后c{[B(OH)4]-}≈0.100 0 mol·L-1,Kh===10-4.76,Kh=,因为c(H3BO3)=c(OH-),所以Kh=,解得c(OH-)=10-2.88
mol·L-1,pOH=-lg c(OH-)=2.88,pH=14-2.88≈11。
(3)接近滴定终点时,向锥形瓶中滴入半滴标准液的操作是使尖嘴部分悬而不滴,用锥形瓶内壁将半滴标准液沾下,然后用洗瓶以少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁,且NaOH标准溶液应盛装在碱式滴定管中,故选D。硼酸是极弱的酸,滴定硼酸时pH突跃范围过小,且不在指示剂变色范围内,加入甘油后,甘油能与硼酸反应,生成一种较强的甘油硼酸,加指示剂便于观察滴定终点。根据实验原理,B2O3与热水反应生成H3BO3,加入甘油后,甘油与H3BO3反应生成甘油硼酸,甘油硼酸再与NaOH反应,存在关系式:H3BO3~NaOH,B2O3+3H2O===2H3BO3,n(B2O3)=n(H3BO3)=n(NaOH),m(B2O3)=n(NaOH)×70 g·mol-1=35cV×10-3 g,m(BN)=(a-35cV×10-3) g,样品中BN的纯度为×100%=×100%。若加入甘油不足时,则硼酸不能完全与甘油反应生成甘油硼酸,导致消耗NaOH标准溶液的体积V偏小,根据上述公式可知,计算出的BN的纯度测定结果会偏大。
5.(1)浓盐酸 控制浓盐酸的加入速度,使产生的HCl气流速度适当而稳定(或使密度较浓硫酸小的浓盐酸顺利流到底部,能顺利产生HCl气体或防止盐酸飞溅)
(2)②或①③ HSO3Cl+H2O===H2SO4+HCl
(3)使温度升高,沸点较低的氯磺酸迅速气化被及时蒸馏分离出来
(4)氯原子为吸电子基团,使羟基的极性变大,酸性增强
(5)0.001 0
(6)加入过量的Ba(NO3)2溶液充分反应后,过滤。向滤液中加入过量的AgNO3溶液,过滤、洗涤、干燥、称量,测量所得沉淀AgCl的质量为n g
解析:装置A为实验室制备少量的HCl,由于氯磺酸(HSO3Cl)沸点约152 ℃,易溶于硫酸,可迅速吸潮发生反应产生浓烈的白雾:HSO3Cl+H2O===HCl+H2SO4,故B装置可以起到干燥HCl防止氯磺酸水解变质的作用,也可以通过B、C的气流速率来判断反应进行的程度,C装置为制备氯磺酸的发生装置,反应为HCl(g)+SO3===HSO3Cl(l),D冷凝装置,E用于收集产品,F进行尾气吸收以及防止后面水蒸气的进入,据此分析解题。(1)A为实验室制备少量的HCl,试剂a为浓盐酸,装置A中毛细管的作用是控制浓盐酸的加入速度,使产生的HCl气流速度适当而稳定或使密度较浓硫酸小的浓盐酸顺利流到底部,能顺利产生HCl气体或防止盐酸飞溅。(2)装置F进行尾气吸收以及防止后面水蒸气的进入,应为②或①③,其作用除了尾气处理外还有HSO3Cl+H2O===H2SO4+HCl。(3)反应到一定程度时需对C装置加热,其目的是使温度升高,沸点较低的氯磺酸迅速气化被及时蒸馏分离出来。(4)氯磺酸的酸性强于硫酸,结合其结构,其原因可能为氯原子为吸电子基团,使羟基的极性变大,酸性增强。(5)由题干信息可知,Fe phen在510 nm处的吸光度A与溶液中Fe2+浓度呈线性关系,分析表中数据可得出A=×c(Fe2+)=250c(Fe2+),又在一定条件下测定溶液的平均吸光度A=0.25,故该产品中Fe2+含量为 mol·L-1=0.001 0 mol·L-1。(6)可以通过产物中氯元素的含量进行测定纯度,具体步骤为取m g 产品溶于水中,加入过量的Ba(NO3)2溶液充分反应后,过滤。向滤液中加入过量的AgNO3溶液,过滤、洗涤、干燥、称量,测量所得沉淀AgCl的质量为n g。
6.(1)Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2↓+2NH3↑ 饱和食盐水可减缓生成氨的速率
(2)三颈烧瓶
(3)沉淀恰好完全溶解
(4)①打开K2,缓慢推动滑动隔板,将气体全部推入装置B中,再关闭K2 减小气体的流动速率,使空气中的甲醛气体被完全吸收 
②0.037 5
解析:装置A中氮化镁与饱和食盐水反应生成氢氧化镁和氨气,将氨气通入到硝酸银溶液中首先反应生成白色沉淀,继续通入氨气至过量,沉淀溶解生成Ag(NH3)2OH,然后向溶液中通入含甲醛的空气,水浴加热发生银镜反应生成单质Ag,产生的Ag与铁离子反应生成Fe2+,Fe2+与菲洛嗪形成有色物质。(1)A装置中氮化镁与饱和食盐水反应生成氢氧化镁和氨气,反应的化学方程式为Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2↓+2NH3↑,用饱和食盐水代替水制备NH3可以降低单位体积溶液中水的含量,从而延缓生成氨气的速率。
(2)据仪器B的构造可知,其名称为三颈烧瓶。
(3)银氨溶液的制备:关闭K1、K2,打开K3,打开分液漏斗的活塞与旋塞,使饱和食盐水慢慢滴入圆底烧瓶中,首先发生反应Ag++NH3·H2O===AgOH↓+NH,后发生反应AgOH+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O,当观察到B中沉淀恰好完全溶解时,即得到了银氨溶液,此时关闭K3和分液漏斗旋塞,停止通入NH3。
(4)①用热水浴加热B,打开K1,将滑动隔板慢慢由最右端抽到最左端,吸入1 L室内空气,关闭K1;后续操作为打开K2,缓慢推动滑动隔板,将气体全部推入装置B中,再关闭K2,再重复上述操作3次;毛细管的作用是减小气体的流动速率,使空气中的甲醛气体被完全吸收。②甲醛与银氨溶液反应生成Ag,HCHO~4Ag,产生的Ag与Fe3+定量反应生成Fe2+,Ag~Fe3+,Fe2+与菲洛嗪(Ferrozine)形成有色配合物,即HCHO~4Ag~ 4Fe3+~4Fe2+,当实验每次吸入1 L空气且进行4次实验时,测得生成1.12 mg Fe2+,则空气中甲醛的含量为
mg·L-1=0.037 5 mg·L-1。
7.(1)Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
(2)取少量步骤③中最后一次沉淀的洗涤液于试管中,向其中加入稀盐酸酸化,无明显现象,再滴加BaCl2溶液,无白色沉淀产生,则说明沉淀已洗涤干净
(3)烧杯 用玻璃棒搅拌
(4)除去不溶性杂质,防止产物提前析出,降低产率
(5)洗去残留的乙醇且丙酮更易挥发
(6)溶液由蓝色恰好变为无色且半分钟内不恢复颜色
(7)25.6%
解析:(1)沉淀溶解过程中Cu(OH)2转化为深蓝色的[Cu(NH3)4](OH)2,离子方程式为Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。(2)检验沉淀洗涤干净,可以检验洗涤液中没有SO,操作为取少量步骤③中最后一次沉淀的洗涤液于试管中,向其中加入稀盐酸酸化,无明显现象,再滴加BaCl2溶液,无白色沉淀产生,则说明沉淀已洗涤干净。(3)①仪器a为烧杯。②加快甘氨酸溶解的操作是用玻璃棒搅拌。(4)热抽滤的目的是除去不溶性杂质,防止产物提前析出,降低产率。(5)丙酮洗涤可以洗去残留的乙醇,且丙酮更易挥发。(6)到达滴定终点时,I2被Na2S2O3全部还原为I-,溶液由蓝色恰好变为无色且半分钟内不恢复颜色。(7)由滴定相关反应可知,2Cu2+~I2~2S2O,滴定消耗Na2S2O3溶液1.60 mL,则0.5 g CuL2·nH2O产品中n(Cu2+)=1.60×10-3 L×0.100 0 mol·L-1×=2×10-3 mol,则产品中铜元素的质量分数w(Cu)=×100%=25.6%。
8.(1)球形干燥管
(2)注射器活塞的位置不再发生变化(其他合理答案也可)
(3)打开活塞K,向里推动注射器活塞,将装置A中溶液压入装置B中
(4)作氧化剂,将二价钴离子氧化成三价钴离子
(5)温度低于85 ℃,化学反应速率慢;温度高于85 ℃,盐酸和氨水挥发不利于产品的制备
(6)安全瓶中导管应左短右长、布氏漏斗下端的斜切面应正对支管
(7)2 2CoCl2+H2O2+10NH3·H2O+2HCl===2[Co(NH3)5Cl]Cl2+12H2O
解析:在装置A恒压滴液漏斗滴加盐酸与钴反应生成CoCl2和氢气,反应结束后,打开活塞K,推动注射器,将装置A中反应后的溶液压入装置B,与氯化铵、浓氨水的混合液在搅拌下反应,用恒压滴液漏斗将双氧水缓慢滴入装置B的三颈烧瓶中,滴加结束后再缓慢滴加4 mol·L-1盐酸(在通风橱内进行),在85 ℃水浴中加热20 min,冷却至室温,抽滤,精制,得纯净产品。
(1)根据仪器的构造可知,仪器a的名称为球形干燥管。(2)装置A中产生氢气,根据气压变化,当注射器活塞的位置不再发生变化,则可判断装置A中反应完全。(3)实现装置A和B中溶液混合的操作是打开活塞K,向里推动注射器活塞,将装置A中溶液压入装置B中。(4)装置A中反应产生的为二价钴,双氧水的作用为作氧化剂,将二价钴氧化成三价钴。(5)温度低于85 ℃,化学反应速率慢;温度高于85 ℃,盐酸和氨水挥发不利于产品的制备,故水浴温度控制在85 ℃。(6)根据观察进行抽滤的装置可知,该装置存在的问题有安全瓶中导管应左短右长、布氏漏斗下端的斜切面应正对支管。(7)Λm=,代入K和c求得Λm=258 S·cm2·mol-1,根据表格,可知离子总数为3,由电离方程式可知离子总数=1+z,故z=2,因配合物中Co为+3价,所以内界Cl-有1个,又配合物中心离子配位数为6,所以配合物化学式为[Co(NH3)5Cl]Cl2,因此,装置B中制备钴(Ⅲ)的配合物的总的化学方程式为2CoCl2+H2O2+10NH3·H2O+2HCl===2[Co(NH3)5Cl]Cl2+12H2O。
9.(1)①A ②0.101 6
(2)①2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O 
②当滴入最后半滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色恰好褪去,且半分钟不恢复到蓝色
(3)H2O2 I- H2O2氧化I-的速率慢于Na2S2O3还原I2的速率 加热煮沸使过氧化氢完全分解
解析:Na2S2O3具有还原性将I2还原,反应方程式为2Na2S2O3+I2===2NaI+Na2S4O6,利用淀粉做指示剂进行滴定;H2O2具有氧化性将I-氧化,发生反应为2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O,利用淀粉做指示剂进行滴定;滴定终点,继续滴加Na2S2O3,会有H2O2氧化I-与Na2S2O3还原I2的两过程,因速率不同而产生现象的循环往复,据此分析。(1)①根据反应:2Na2S2O3+I2===2NaI+Na2S4O6,盛装标准溶液的滴定管用蒸馏水洗净后,未润洗,造成标准溶液用量过多,A正确;滴入半滴标准溶液,溶液变色,即判定达滴定终点,会使标准液用量偏少,应该等30 s,B不符合;滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡产生,使标准液体积读数偏小,C不符合;滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,使标准液体积读数偏小,D不符合。②2Na2S2O3~I2,n(I2)=n(Na2S2O3)=×(20×10-3×0.1000) mol=10-3 mol,稀碘液中c(I2)==0.04 mol·L-1,碘酒中碘的含量为=0.101 6 g·mL-1。
(2)①双氧水把碘离子氧化为碘单质:2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O。②当最后半滴Na2S2O3溶液滴入时,溶液的蓝色恰好褪去,且半分钟不恢复到蓝色。(3)空气中的氧气并不能较快地氧化待测液中的I-,可能是过氧化氢过量,能将生成的I-重新氧化成碘单质;一定条件下,氧化性物质的浓度越高,电势越高,还原性物质浓度越高,电势越低。a~b段电势升高的原因是因过氧化氢氧化I-生成具有氧化性的碘单质;由a~b段电势变化的斜率小于b~c段可推测溶液反复变色的原因是H2O2氧化I-速率慢于Na2S2O3还原I2的速率;将用H2O2氧化后的待测液加热煮沸使过氧化氢完全分解再进行滴定,到达滴定终点时待测液变色后不会恢复原色。
10.(1)BE 
(2)①H+、NO、Cl-、SO 
②氯化钡溶液或硝酸银溶液 生成白色沉淀 
(3)①Pb2+(aq)+2HA(s)PbA2(s)+2H+(aq) 
②用标准NaOH溶液滴定流出液,记录消耗NaOH溶液的体积,或者测定流出液的pH和总体积
③× 
④偏小
解析:用离子交换法去除水中杂质离子,其原理是利用阴阳离子交换,达到实验目的,同时利用其原理可以计算溶度积,利用H+物质的量计算出Pb2+的物质的量,根据PbI2组成,计算出I-物质的量,从而计算出溶度积,据此分析。
(1)蒸馏法淡化海水,需要用到的仪器是酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、直形冷凝管、牛角管、锥形瓶等,根据题中所给仪器,需要的仪器是BE。
(2)阳离子交换树脂只交换阳离子,对阴离子无影响,天然水通过阳离子交换树脂,将金属阳离子转化成H+,因此取ⅰ处流出液,含有的离子有H+、NO、Cl-、SO。
如果阴离子交换树脂失去交换能力,ⅱ处流出液中含有NO、Cl-、SO,需要检验Cl-或SO,因此加入的试剂为氯化钡溶液或硝酸银溶液,若出现白色沉淀,则说明已失去交换能力。
(3)①步骤Ⅱ进行阳离子交换,发生Pb2+(aq)+2HA(s)PbA2(s)+2H+(aq)。②步骤Ⅳ得到H+物质的量,补充方案是测定H+,可以用中和滴定也可以测定溶液的pH,因此实验方案是用标准NaOH溶液滴定流出液,记录消耗NaOH溶液的体积,或者测定流出液的pH和总体积;故答案为用标准NaOH溶液滴定流出液,记录消耗NaOH溶液的体积,或者测定流出液的pH和总体积。③根据①计算出饱和溶液n(Pb2+)=n(H+)=mol,依据PbI2,n(I-)=a mol,以溶度积的定义,得出Ksp(PbI2)=c(Pb2+)·c2(I-)=×=×。④步骤Ⅲ是将清洗附着在阳离子交换树脂上的H+,与步骤Ⅱ中的流出液合并,降低对实验结果的影响,如果省略步骤Ⅲ,H+物质的量减少,导致Pb2+、I-物质的量减少,测的PbI2溶度积偏小。
11.(1)三颈烧瓶 使铁粉完全转化为柠檬酸亚铁、柠檬酸抑制亚铁离子水解、与后续加入的氨水反应生成柠檬酸铵 
(2)温度低于40 ℃化学反应速率慢,高于40 ℃双氧水和氨水发生分解反应而损耗 
(3)2NH4FeC6H5O7+H2O2+2(NH4)3C6H5O7===2(NH4)3Fe(C6H5O7)2+2NH3·H2O
(4)AE 
(5)①1.5 
②bc
解析:(1)仪器A的名称是三颈烧瓶,步骤ⅰ中,用稍过量的柠檬酸溶液原因是使铁粉完全转化为柠檬酸亚铁、柠檬酸抑制亚铁离子水解、与后续加入的氨水反应生成柠檬酸铵。
(2)步骤ⅱ使用的氨水受热易挥发、步骤ⅲ使用的H2O2受热易分解,则需控温40 ℃的原因是:温度低于40 ℃化学反应速率慢,高于40 ℃双氧水和氨水发生分解反应而损耗。
(3)步骤ⅲ中制备柠檬酸铁铵时,使用柠檬酸亚铁铵[NH4FeC6H5O7]、柠檬酸铵(NH4)3C6H5O7、双氧水作为反应物,化学方程式为2NH4FeC6H5O7+H2O2+2(NH4)3C6H5O7===2(NH4)3Fe(C6H5O7)2+2NH3·H2O。
(4)向溶液中加入大量的乙醇,降低柠檬酸铁铵的溶解度,从而结晶析出,再过滤后洗涤,干燥,则“一系列操作”包括:结晶、过滤、洗涤、干燥,故选AE。
(5)①一份在空气中充分灼烧,冷却称量得0.32 g红色固体为Fe2O3,物质的量为0.002 mol,则Fe3+的物质的量为0.004 mol;另一份经过一系列反应消耗氢氧化钠0.016 L×0.1 mol/L×10=0.016 mol,其中Fe3+消耗氢氧化钠0.012 mol,则(CH2)6N4H+与H+物质的量为0.004 mol,故NH为0.004 mol,则NH与Fe3+的物质的量相等,即x=y,有x+3y=6,则x=1.5。②a.分成两等份时,第一份质量小于第二份的质量,则测得的NH的量偏多,Fe3+的量偏小,y值偏小;b.在空气中灼烧时,产品没有完全反应就冷却、称量,测得的Fe3+的量偏大,y值偏大;c.用滴定管量取25.00 mL溶液时,先俯视、后仰视读数,测得的NH的量偏小,y值偏大;d.用NaOH标准溶液滴定时,开始尖嘴有气泡,结束时无气泡,测得的NH的量偏大,y值偏小;故选bc。
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