2027年高考化学一轮总复习 第57讲 以物质组成、含量测定为载体的综合实验 专项练习（含解析）

这是一份2027年高考化学一轮总复习 第57讲 以物质组成、含量测定为载体的综合实验 专项练习（含解析），共13页。试卷主要包含了00 mL等内容，欢迎下载使用。
{[Ag(NH3)2]+}溶液获得超细银粉的工艺流程如下:
(1)合成水合肼:如图所示,将NaOH溶液与NaClO、CO(NH2)2溶液中的一种配成混合溶液,加入三颈烧瓶中,40 ℃下通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液,反应一段时间后,再迅速升温至110 ℃继续反应。
①分液漏斗中的溶液是_________________________。
②反应Ⅰ制备水合肼的化学方程式为_________________________。
(2)实验室中配制一定体积的银氨溶液的方法为_________________________(须使用的试剂:2%的稀氨水、2%的硝酸银溶液)。
(3)制备超细银粉:在水合肼溶液中逐滴加入新制的银氨溶液,控制20 ℃充分反应,可制得超细银粉。水合肼直接与AgNO3溶液反应也能生成Ag,用银氨溶液代替AgNO3溶液的原因是 。
(4)通过如下步骤测定超细银粉样品中Ag的质量分数(杂质不参与反应)。
①称取超细银粉样品2.500 g,加适量稀硝酸充分溶解、过滤、洗涤,将滤液和洗涤滤液合并定容到250 mL容量瓶中。
②准确量取25.00 mL溶液置于锥形瓶中,酸化后滴入几滴NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂,再用
0.100 0 ml·L-1 NH4SCN标准溶液滴定。滴定终点的实验现象为_________________________。
③重复②的操作3次,所用NH4SCN标准溶液的平均体积为23.00 mL。
已知:Ag++SCN-AgSCN↓(白色),则样品中银的质量分数为 (写出计算过程)。
2.(14分)(2025·无锡一模)实验室制备CrCl3的装置如图所示(夹持装置略),CrCl3易潮解、易升华,高温下易被氧气氧化。已知:Cr3+能被Na2O2氧化为CrO42-。
回答下列问题:
(1)装置B中发生反应的化学方程式为_________________________;
实验操作的正确顺序为连接装置,检查装置气密性,装入药品; (填字母)。
a.加热反应管继续升温至650 ℃,直至装置B中反应完全,停止加热装置B
b.关闭K1、K3,打开K2,水浴A保持在70~80 ℃之间
c.停止加热装置A,打开K1、K3,关闭K2,继续通N2至E中无液滴滴下
d.停止通入冷凝水
e.打开K1、K2、K3,通入N2并通入冷凝水
f.加热管式炉的反应管至400 ℃
(2)仪器D的名称为 ;D、E作用为 ;COCl2气体有毒,遇水产生两种酸性气体,装置F中发生反应的化学方程式为_________________________;
图示装置存在的缺陷是_________________________。
(3)称取m g样品配成250 mL溶液。移取25.00 mL于250 mL碘量瓶中,加入n g Na2O2(足量)充分反应,加热煮沸,冷却后加入硫酸和足量KI溶液,加入少量淀粉溶液,用c ml·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准液体积V mL。(已知:杂质不反应;2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI)
①该样品中CrCl3的质量分数为 (用含m、c、V的代数式表示)。
②若滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成,则测定结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
3.(12分)(2025·盐城模拟)V2O5可制备对高血糖、高血脂等具有一定治疗作用的硫酸氧钒(VOSO4),而V2O5可以通过氯化氧钒(VOCl3)溶液与氨水在一定条件下制备。
Ⅰ.制备VOSO4:实验流程及实验装置如图(夹持及加热装置已省略)。
V2O5(黄色固体)(VO2)2SO4溶液(橙红色)VOSO4溶液(蓝黑色)VOSO4·3H2O晶体(纯蓝色)
已知:草酸易溶于乙醇,可溶于水,不溶于苯,受热易分解,有还原性。
回答下列问题:
(1)仪器b的名称为 。
(2)反应液由橙红色变为蓝黑色的离子方程式为______________________。
(3)硫酸氧钒晶体(VOSO4·3H2O)中钒含量的测定:
①称取5.000 g VOSO4·3H2O,配成250 mL溶液;
②取25.00 mL溶液于锥形瓶中,滴加足量酸性高锰酸钾溶液将VO2+完全转化为VO2+。
③滴加NaNO2溶液除去过量的高锰酸钾,加入尿素[CO(NH2)2]溶液至不再产生气泡。
已知:尿素不直接与亚硝酸盐反应,但可将HNO2转化为氮气;HNO2可将VO2+转化为VO2+。
④加入10 mL硫酸-磷酸混酸调节pH=0,滴入指示剂,用0.050 0 ml·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液(Fe2+将VO2+转化为VO2+)滴定至终点。记录标准溶液体积,重复实验操作3次,平均消耗标准溶液20.00 mL。
ⅰ.步骤③加入尿素溶液发生反应的化学方程式为_____________________。
ⅱ.测得硫酸氧钒晶体中钒元素的质量分数为_________________________ (写出具体计算过程)。
Ⅱ.制备V2O5:VOCl3溶液与氨水沉钒生成NH4VO3,NH4VO3加热分解生成V2O5。
(4)沉钒率与钒溶液浓度、氨解温度的关系如图所示。
为确定适宜的沉钒条件,请结合图中曲线,补充完整“探究氨水浓度对沉钒率的影响”的实验方案: _________________________,
使用专用仪器测定并计算沉钒率。(实验中可供选择的试剂:50 g·L-1的钒溶液、10 g·L-1的钒溶液、25%的优级纯氨水、高纯水)
4.(14分)(2025·盐城开学考试)某实验小组以粗铍(含少量的Mg、Fe、Al、Cu、Si等)为原料制备、提纯BeCl2,并测定产品中BeCl2的含量。利用如图所示装置(夹持装置略)制取BeCl2,实验开始前先通入一段时间的氩气。
已知:①HCl能溶于乙醚;乙醚沸点为34.5 ℃;
②BeCl2溶于乙醚,不溶于苯,易发生水解;
③AlCl3溶于乙醚且溶于苯,MgCl2、FeCl2不溶于乙醚和苯;
④Be+2HClBeCl2+H2↑为放热反应。
回答下列问题:
(1)装置A中方框内的仪器M应为 (填“直形冷凝管”或“球形冷凝管”),实验中装置A需置于温度15 ℃左右的水浴中,其主要目的是____________。
(2)装置B中盛放的试剂为 ,该试剂的作用是__________________。
(3)反应后,装置A中BeCl2的乙醚溶液先经过滤除去杂质 ,再蒸馏滤液将乙醚蒸出得“固体”。为了除去“固体”中的其余杂质,可采取的操作为_________________________。
(4)取a g产品溶于稀盐酸,配成100 mL溶液;每次取20.00 mL溶液,加入EDTA掩蔽杂质离子,调节pH,过滤、洗涤,得Be(OH)2固体,加入40 mL 30%KF溶液溶解固体,滴加酚酞溶液作指示剂,用c0 ml·L-1盐酸滴定其中的KOH,重复三次平均消耗盐酸V0 mL[已知:4KF+Be(OH)2K2BeF4+2KOH,滴定过程中KF、K2BeF4不与盐酸反应],计算产品中BeCl2的纯度: _________________________ (写出计算过程)。
5.(12分)(2025·盐城模拟)CuCl在染色和催化领域中应用广泛。某实验小组设计如图所示装置(加热及夹持装置均略去)将SO2通入CuCl2溶液中制备CuCl。
已知:CuCl是白色粉末,微溶于水,不溶于乙醇及稀硫酸,能溶于浓盐酸,在空气中迅速被氧化为绿色。实验步骤:
①打开装置A的分液漏斗旋塞,向蒸馏烧瓶中加入一定量的70%硫酸,向三颈烧瓶中通一段时间SO2,关闭分液漏斗旋塞;
②打开仪器a的旋塞,向三颈烧瓶中加入盐酸,调pH至2~3,关闭仪器a的旋塞;
③继续向蒸馏烧瓶中加入70%硫酸,向三颈烧瓶中通入过量的SO2,产生白色沉淀,待反应完全后,关闭装置A中分液漏斗旋塞;
④将三颈烧瓶中的白色沉淀减压过滤,用乙醇洗涤、烘干、称重。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是 。装置A中用70%硫酸而不用稀硫酸是为了_________________________。
(2)实验步骤①的目的是_________________________。
(3)装置C中发生反应的离子方程式是_________________________。
(4)单向阀的作用是_________________________。
(5)实验步骤④中,采用减压过滤的优点是_________________________。
6.(12分)(2025·常州开学考试)LiFePO4和FePO4可以作为锂离子电池的正极材料。
(1)LiFePO4的制备。将LiOH(强碱)加入煮沸过的蒸馏水配成溶液,在氮气的氛围中,将一定量的(NH4)2Fe(SO4)2溶液与H3PO4、LiOH溶液中的一种混合,加入图1的三颈烧瓶中,在搅拌下通过分液漏斗缓慢滴加剩余的另一种溶液,充分反应后,过滤,洗涤,干燥,得到粗产品。
图1
①分液漏斗中盛放的溶液是 (填溶质的化学式)溶液。
②(NH4)2Fe(SO4)2与H3PO4、LiOH反应得到LiFePO4和NH4HSO4,该反应的离子方程式为_________________________。
已知Ka(HSO4-)=1.0×10-2。
③在氮气氛围下,粗产品经150 ℃干燥、高温焙烧,即可得到锂离子电池的正极材料。焙烧时常向其中加入少量活性炭黑,其主要目的是________________。
(2)FePO4的制备。取一定量比例的铁粉、浓磷酸、水加入容器中,加热充分反应,向反应后的溶液中加入一定量H2O2溶液,同时加入适量水调节pH,静置后过滤、洗涤,得到FePO4·2H2O,高温煅烧FePO4·2H2O,即可得到FePO4。
①其他条件不变时,磷酸与水的混合比例对铁粉溶解速率的影响如图2所示。
图2
当15≤V(H3PO4)V(H2O)≤13时,随着水的比例增加,铁粉溶解速率增大幅度不大的原因是_________________________。
②上述制备过程中,为使反应过程中的Fe2+完全被H2O2氧化,下列操作不能达到目的的是 (填字母)。
a.用Ca(OH)2调节溶液pH=7
b.加热,使反应在较高温度下进行
c.缓慢滴加H2O2溶液并搅拌
d.加入适当过量的H2O2溶液
③测定产物样品中铁元素的质量分数,主要步骤如下:
ⅰ.取a g样品,加入过量盐酸充分溶解,再滴加SnCl2溶液(还原剂)至溶液呈浅黄色;
ⅱ.加入TiCl3,恰好将ⅰ中残余的少量Fe3+还原为Fe2+;
ⅲ.用c ml·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+,平行滴定三次,平均消耗K2Cr2O7标准溶液V mL。
产物中铁元素的质量分数为_________________________。 (写出计算过程)
7.(16分)(2025·常州期末)以铜碲渣为原料制备单质碲(Te)并回收铜的过程如下:
已知:①Ka1(H2TeO3)=2.7×10-3、Ka2(H2TeO3)=1.8×10-8;Ksp(CuC2O4)=2.8×10-8。
②CuC2O4+C2O42-[Cu(C2O4)2]2- K=1.8×10-10。
(1)原料铜碲渣主要成分为Cu2Te(晶胞结构如图所示),Ag2Te、Cu等,“氧化酸浸”的浸出液中碲主要以H2TeO3形式存在,滤渣可用于提炼贵金属银。
①Cu2Te晶胞中Te的配位数为 。
②酸浸时温度控制在80 ℃左右,目的是_________________________。
③写出Cu2Te发生反应的离子方程式: _________________________。
④滤渣中含银物质的化学式为_________________________。
(2)“沉铜”时测得铜沉淀率随Na2C2O4投入量的变化关系如图所示。后续向沉铜后的溶液中加入Na2SO3溶液“还原”制得单质Te。
①铜沉淀率随Na2C2O4投入量的增大先增加后下降,原因是_________________________。
②增大Na2C2O4投入量,碲损失率略有增加的原因可用离子方程式解释为_________________________。
(3)“热解”在氩气氛围中进行。实验测得升温过程中固体质量保留百分数(剩余固体质量与起始CuC2O4质量的比值)随温度变化的关系如图所示。温度在330~400 ℃之间,剩余固体的质量保持恒定,此时获得的含铜固体产物为 (填化学式)。
参考答案
1.(1)①NaClO溶液 ②CO(NH2)2+2NaOH+NaClONa2CO3+N2H4·H2O+NaCl
(2)取一定体积2%的硝酸银溶液于试管中,边振荡试管边向其中滴加2%的稀氨水,直至产生的沉淀恰好完全溶解
(3)有效降低溶液中Ag+的浓度,减弱Ag(Ⅰ)的氧化性,减慢反应速率便于得到超细银粉
(4)②滴入最后半滴NH4SCN标准溶液时,溶液变为红色,且30 s内不褪色 ③250 mL溶液中:n(Ag+)=n(SCN-)=23.00 mL×10-3L·mL-l×0.100 0 ml·L-l×250 mL25 mL=2.300×10-2 ml,样品中银的质量分数为2.300×10-2ml×108 g·ml-12.500 g×100%=99.36%
解析:(1)①NaClO具有强氧化性,水合肼具有强还原性,若NaClO过多将会与产物水合肼反应,从而导致产物损失,因此将NaClO溶液盛放在分液漏斗中;②将NaOH溶液与CO(NH2)2溶液混合,加入三颈烧瓶中,40 ℃下通过分液漏斗缓慢滴加NaClO溶液,三颈烧瓶中发生反应Ⅰ制备水合肼,反应的化学方程式为CO(NH2)2+2NaOH+NaClONa2CO3+N2H4·H2O+NaCl。(2)实验室中配制一定体积的银氨溶液的方法:取一定体积2%的硝酸银溶液于试管中,边振荡试管边向其中滴加2%的稀氨水,直至产生的沉淀恰好完全溶解。(3)由于使用硝酸银溶液时,银离子浓度大,反应迅速,得到的颗粒迅速长大,得不到超细银粉,而银氨溶液作为银的络合物,银离子是逐渐释放出来的,有效降低溶液中Ag+的浓度,减弱Ag(Ⅰ)的氧化性,减慢反应速率便于得到超细银粉。(4)②若标准溶液过量,SCN-会和Fe3+结合生成Fe(SCN)3,所以滴定终点为滴入最后半滴NH4SCN标准溶液时,溶液变为红色,且30 s内不褪色;③由题可知Ag++SCN-AgSCN↓(白色),则250 mL溶液中:n(Ag+)=n(SCN-)=23.00 mL×10-3 L·mL-l×0.100 0 ml·L-1×250 mL25 mL=2.300×10-2 ml,样品中银的质量分数为
2.300×10-2ml×108 g·ml-12.500 g×100%=99.36%。
2.(1)Cr2O3+3CCl42CrCl3+3COCl2 efbacd
(2)直形冷凝管 冷凝并收集未反应完的CCl4 COCl2+4NaOHNa2CO3+2NaCl+2H2O B、C之间导管易造成堵塞;E、F之间无干燥装置
(3)①317cV6m% ②偏小
解析:三氯化铬易潮解,高温下易被氧化,因此反应前需要除去装置内的空气,先通入氮气,氮气通过浓硫酸干燥后通入装置A中,除去装置中原有的空气,随后加热装置A使四氯化碳汽化进入装置B中,在加热条件下CCl4与Cr2O3反应生成CrCl3,未反应的四氯化碳经过冷凝后收集,生成的COCl2被NaOH溶液吸收。(1)根据分析可知,在装置B中的反应为Cr2O3+3CCl42CrCl3+3COCl2。反应前,应先将装置内空气排出(e),之后对其进行预加热(f),再将K1、K3关闭,打开K2,对双颈烧瓶进行水浴加热,使CCl4(g)从K2进入反应装置B(b)。同时对硬质玻璃管继续加热,使反应进行。待B中反应结束后,停止加热(a),待装置E中无液滴滴下时(c),停止通入冷凝水(d)。为将COCl2全部排出,开始继续通入氮气。综上所述,其顺序为efbacd。(2)装置D为直形冷凝管,装置D、E的作用是冷凝并收集未反应完的CCl4。根据上述分析可知,COCl2与水反应得到的酸性气体为CO2和HCl,故其与氢氧化钠溶液的反应为COCl2+4NaOHNa2CO3+2NaCl+2H2O。由于B、C之间的导管较细,故气流可能会将Cr2O3粉末带入导管内,导致其堵塞。CrCl3易潮解,故E、F间需要加一个干燥装置。(3)①整个反应的过程中,先让足量的过氧化钠和三氯化铬反应,离子方程式为2Cr3++3Na2O2+4OH-2CrO42-+6Na++2H2O;再让碘化钾去还原生成的CrO42-,用硫代硫酸钠滴定生成的碘单质。其数量关系为2Cr3+~2CrO42-~3I2~6Na2S2O3。故有:n(Cr3+)=13n(Na2S2O3)=13×cV×10-3 ml,因只取了25 mL的样品溶液,故总的n(Cr3+)=13cV×10-2 ml。样品的质量分数为13cV×10-2×158.5m×100%=317cV6m%。②若滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成,则滴定终点读取的标准液体积偏小,测定结果偏小。
3.(1)恒压滴液漏斗
(2)2VO2++H2C2O4+2H+2VO2++2CO2↑+2H2O
(3)ⅰ.CO(NH2)2+2HNO22N2↑+CO2↑+3H2O
ⅱ%(计算过程见解析)
(4)取数组等体积50 g·L-1的钒溶液,分别加入不同体积25%的优级纯氨水,再加入高纯水使各组溶液总体积相等,水浴加热控制反应温度均为55 ℃,充分反应相同的时间(或1~2 h)
解析:(1)仪器b中,用导管将漏斗与三颈烧瓶连通,可让液体顺利流出,名称为恒压滴液漏斗。(2)反应液由橙红色变为蓝黑色,表明VO2+得电子转化为VO2+,则H2C2O4作还原剂,发生氧化还原反应,离子方程式为2VO2++H2C2O4+2H+2VO2++2CO2↑+2H2O。(3)ⅰ.步骤③加入尿素溶液,尿素可将HNO2转化为氮气,同时生成CO2和水,则发生反应的化学方程式为CO(NH2)2+2HNO22N2↑+CO2↑+3H2O。ⅱ.由反应可建立关系式:VO2+~VO2+~Fe2+,n(Fe2+)=0.050 0 ml·L-1×0.020 0 L=1×10-3 ml,则硫酸氧钒晶体中钒元素的质量分数为1×10-3ml×51 g·ml-15.000 g×25.00 mL250 mL×100%=10.20%。(4)从图中可以看出,钒溶液浓度在10 g·L-1~65 g·L-1之间时,对沉钒率的影响不大,氨解温度为55 ℃时,沉钒率最高,为探究氨水浓度对沉钒率的影响,可将等体积50 g·L-1的钒溶液、不同体积的25%的优级纯氨水混合后,加入不同体积的高纯水,确保溶液的总体积相等,再用水浴控温为55 ℃,测定相同时间的沉淀质量。
4.(1)球形冷凝管 防止反应放热,溶液温度升高,致使乙醚和HCl挥发太快
(2)浓硫酸 防止空气中的水蒸气进入,导致BeCl2水解
(3)FeCl2、MgCl2、Cu、Si 向“固体”中加入一定量的苯,充分搅拌后过滤、洗涤、干燥
(4)根据滴定原理:KOH+HClKCl+H2O,则n(KOH)=n(HCl)=c0V0×10-3 ml,由4KF+Be(OH)2K2BeF4+2KOH及原子守恒,可知n(BeCl2)=n[Be(OH)2]=12n(KOH)=12×c0V0×10-3 ml,BeCl2的纯度为12×c0V0×10-3ml×10020×80 g·ml-1ag×100%=20c0V0a%
解析:(1)仪器M的作用是冷凝回流,应用球形冷凝管;该反应为放热反应,实验中装置A需置于温度15 ℃左右的水浴中,其主要目的是防止反应放热,溶液温度升高,致使乙醚和HCl挥发太快。(2)BeCl2溶于乙醚,不溶于苯,易发生水解,装置B用于防止空气中水蒸气的进入,盛放的试剂为浓硫酸。(3)HCl气体进入装置A中与粗铍(含少量的Mg、Fe、Al、Cu、Si等)反应生成BeCl2、MgCl2、FeCl2、AlCl3,Cu、Si不与HCl反应,MgCl2、FeCl2不溶于乙醚,故装置A中BeCl2的乙醚溶液经过滤能除去Cu、Si、FeCl2、MgCl2杂质,还有一种杂质AlCl3。结合“BeCl2溶于乙醚、不溶于苯,AlCl3溶于乙醚且溶于苯”,可用苯溶解固体,充分搅拌后过滤、洗涤、干燥,即可除去AlCl3杂质。(4)根据滴定原理:KOH+HClKCl+H2O,则n(KOH)=n(HCl)=c0V0×10-3 ml,由4KF+Be(OH)2K2BeF4+2KOH及原子守恒,可知n(BeCl2)=n[Be(OH)2]=12n(KOH)=12×c0V0×
10-3 ml,BeCl2的纯度为
12×c0V0×10-3ml×10020×80 g·ml-1ag×100%=20c0V0a%。
5.(1)恒压滴液漏斗 防止生成的SO2溶于水,利于SO2的逸出
(2)排尽整套装置内的空气,防止生成的CuCl被空气中的氧气氧化
(3)SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O2CuCl↓+SO42-+4H+
(4)防止装置D中的溶液倒吸入装置C中
(5)过滤速度快,防止CuCl被氧化
解析:(1)根据装置图,仪器a的名称是恒压滴液漏斗。二氧化硫易溶于水,装置A中用70%硫酸而不用稀硫酸是为了防止生成的SO2溶于水,利于SO2的逸出。(2)CuCl在空气中迅速被氧化,实验步骤①先通一段时间SO2,目的是排尽整套装置内的空气,防止生成的CuCl被空气中的氧气氧化。(3)装置C中CuCl2被SO2还原为CuCl沉淀,SO2被氧化为硫酸根离子,发生反应的离子方程式是SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O2CuCl↓+SO42-+4H+。(4)单向阀中气体只能从左向右流动,单向阀的作用是防止装置D中的溶液倒吸入装置C中。(5)实验步骤④中,采用减压过滤,减压过滤速度快,防止CuCl被氧化。
6.(1)①LiOH ②Fe2++Li++OH-+H3PO4+2SO42-LiFePO4↓+H2O+2HSO4- ③改善成型后LiFePO4的导电性能,防止Fe2+被氧化
(2)①当15≤V(H3PO4)V(H2O)≤13时,随着水的比例增加,溶液的浓度变稀,使反应速率减小,同时反应放热能增大反应速率,前者对反应速率的影响略大于后者 ②ab ③33.6cVa%(计算过程见解析)
解析:将LiOH(强碱)加入煮沸过的蒸馏水配成溶液,首先将H3PO4溶液与(NH4)2Fe(SO4)2溶液混合,加到三颈烧瓶中,连接好装置,通入氮气排尽装置内的空气,然后通过分液漏斗加入LiOH溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥,得到粗产品。
(1)①(NH4)2Fe(SO4)2在溶液中水解使溶液呈酸性,能与氢氧化锂溶液反应,则制备磷酸铁锂的实验操作为在氮气的氛围中,将一定量的(NH4)2Fe(SO4)2溶液和H3PO4溶液混合加到三颈烧瓶中,在搅拌下通过分液漏斗缓慢滴加氢氧化锂溶液,充分反应后,过滤、洗涤、干燥得到粗磷酸铁锂。②由分析可知,制备磷酸铁锂的反应为氢氧化锂溶液与硫酸亚铁铵、磷酸混合溶液反应生成磷酸铁锂、硫酸氢铵和水,反应的离子方程式为Fe2++Li++OH-+H3PO4+2SO42-LiFePO4↓+H2O+2HSO4-。③LiFePO4为锂离子电池的正极材料,应具有导电性,同时注意防止焙烧时Fe2+被氧化,常向其中加入少量活性炭黑,其主要目的是改善成型后LiFePO4的导电性能,防止Fe2+被氧化。(2)①当15≤V(H3PO4)V(H2O)≤13时,随着水的比例增加,一方面,c(H3PO4)减小,c(H+)减小,另一方面反应放热,则铁粉溶解速率增大幅度不大的原因为当15≤V(H3PO4)V(H2O)≤13时,随着水的比例增加,溶液的浓度变稀,使反应速率减小,同时反应放热能增大反应速率,前者对反应速率的影响略大于后者。②用Ca(OH)2调节溶液pH=7时,Fe2+会转化成Fe(OH)2沉淀,同时生成Ca3(PO4)2沉淀,故a项不能达到目的;加热,使反应在较高温度下进行,此时H2O2大量分解,故b项不能达到目的;缓慢滴加H2O2溶液并搅拌,H2O2与Fe2+充分接触,反应充分,故c项能达到目的;加入适当过量的H2O2溶液,确保Fe2+完全被氧化为Fe3+,故d项能达到目的。③滴定时发生反应的离子方程式为Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,则由题给信息可得如下转化关系:Cr2O72-~6Fe2+~6Fe3+,Cr2O72-的物质的量为c ml·L-1×V×10-3 L=10-3cV ml,则产物中铁元素的质量分数为10-3cVml×6×56 g·ml-1ag×100%=33.6cVa%。
7.(1)①4 ②温度较低时反应速率较小,但温度过高会加速H2O2分解 ③Cu2Te+4H++4H2O2H2TeO3+2Cu2++5H2O ④Ag2SO4
(2)①c(C2O42-)增加,生成的CuC2O4沉淀增多,继续增大c(C2O42-),生成的CuC2O4沉淀与C2O42-反应生成[Cu(C2O4)2]2-而溶解 ②H2TeO3+2C2O42-+4H+Te↓+4CO2↑+3H2O
(3)Cu
解析:(1)①根据“均摊法”,晶胞中含8×18+1=2个白球、4个黑球,结合化学式Cu2Te,则黑球为Cu、白球为Te,Cu2Te晶胞中Te在4个Cu构成的四面体中,配位数为4。②过氧化氢不稳定,受热易分解,温度较低时反应速率较小,但温度过高会加速H2O2分解,故酸浸时温度控制在80 ℃左右。③过氧化氢具有氧化性,氧化酸浸过程中Cu2Te在酸性条件下被氧化为铜离子和H2TeO3,铜化合价由+1变为+2、Te化合价由-2变为+4、过氧化氢中氧化合价由-1变为-2,结合电子守恒,Cu2Te发生反应的离子方程式为Cu2Te+4H++4H2O2H2TeO3+2Cu2++5H2O。④银离子和硫酸根离子会生成微溶的硫酸银,则滤渣中含银物质的化学式为Ag2SO4。(2)①c(C2O42-)增加,生成的CuC2O4沉淀增多,继续增大c(C2O42-),生成的CuC2O4沉淀与C2O42-反应生成[Cu(C2O4)2]2-而溶解,导致铜沉淀率随Na2C2O4投入量的增大先增加后下降。②草酸根离子具有还原性,能还原H2TeO3为Te沉淀,同时草酸根离子被氧化为二氧化碳,导致Te损失,故增大Na2C2O4投入量,碲损失率略有增加的原因为H2TeO3+2C2O42-+4H+Te↓+4CO2↑+3H2O。(3)由图可知,330~400 ℃时剩余固体的质量占原始固体的质量的42.10%,CuC2O4的摩尔质量为152 g·ml-1,则剩余固体的摩尔质量为152 g·ml-1×42.10%≈64 g·ml-1,再结合化学反应前后元素种类不变,330~400 ℃下剩余固体的化学式为Cu。