2021版高考化学一轮复习课时提升作业三十五物质的定量分析（含解析）苏教版 练习

物质的定量分析

1.下列技术手段或仪器在化学研究中的应用的说法中不正确的是 (　　)

A.用电子天平可直接称出某个分子或原子的质量

B.用pH计测定溶液的pH

C.用移液管量取25.00 mL溶液

D.用25.00 mL碱式滴定管量取14.80 mL NaOH溶液

【解析】选A。单个分子或原子的质量极小,难以用电子天平直接称出。

2.用基准物质标定氢氧化钠标准溶液浓度时,不正确的是 (　　)

A.测定食醋中醋酸的浓度时,需要用浓度约为0.100 0 mol/L NaOH标准溶液,可以直接取NaOH固体配制0.100 0 mol/L NaOH溶液进行滴定

B.标定碱液的基准物质很多,如草酸、苯甲酸、邻苯二甲酸氢钾等,其中最常用的是邻苯二甲酸氢钾

C.在酸碱滴定中,每次指示剂的用量很少,仅用1～2滴或2～3滴,不可多用

D.若邻苯二甲酸氢钾加水后加热溶解,不等其冷却就进行滴定,对标定结果有影响

【解析】选A。由于NaOH固体易吸收空气中的CO2和水分,不能直接配制碱标准溶液,而必须用标定法,A项错误。作为定量分析用的基准物质应具有摩尔质量较大的特性,邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量大,且不易吸收水分,是标定碱的一种良好的基准物质,B项正确。指示剂本身呈弱酸性或碱性,若使用较多指示剂势必对实验结果造成影响,C项正确。终点是根据酚酞的变色来判定的,酚酞的变色范围是pH=8.2～10,因此,如果在热的溶液中滴定影响酚酞指示剂的变色范围,D项正确。

3.用盐酸标准液滴定未知浓度的NaOH溶液,下列各操作中会引起实验误差的是

 (　　)

A.滴定前酸式滴定管需用盐酸标准液润洗

B.用蒸馏水洗净锥形瓶后,立即装入一定体积的NaOH溶液后进行滴定

C.往盛有20.00 mL NaOH溶液的锥形瓶中,滴入几滴酚酞指示剂后进行滴定

D.用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗,然后装入一定体积的NaOH溶液

【解析】选D。锥形瓶不能用待测液润洗,否则会使测定结果偏高。

4.某化学兴趣小组制取氯酸钾和氯水并进行有关探究实验。 

实验一　制取氯酸钾和氯水

利用如图所示的实验装置进行实验。

(1)制取实验结束后,取出B中试管冷却结晶、过滤、洗涤。该实验操作过程需要的玻璃仪器有_____________________________。 

(2)若对调B和C装置的位置,________(填“能”或“不能”)提高B中氯酸钾的产率。 

实验二　氯酸钾与碘化钾反应的探究

(3)在不同条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3。该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响,其中系列a实验的记录表如下(实验在室温下进行):

①系列a实验的实验目的是_____________________________。 

②设计1号试管实验的作用是_____________________________。 

③若2号试管实验现象为“黄色溶液”,取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色;假设氧化产物唯一,还原产物为KCl,则此反应的离子方程式为 ______________

_________。 

实验三　测定饱和氯水中氯元素的总量

(4)该小组设计的实验方案为使用下图装置,加热15.0 mL饱和氯水试样,测定产生气体的体积。此方案不可行的主要原因是_____________________________。 

(不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因)

(5)根据下列资料,为该小组设计一个可行的实验方案(不必描述操作过程的细节): ___________________________  __。 

资料:ⅰ.次氯酸会破坏酸碱指示剂;

ⅱ.次氯酸或氯气可被SO2、H2O2、FeCl2等物质还原成Cl-。

【解析】(1)制取实验结束后,由取出B中试管进行的操作(冷却结晶、过滤、洗涤)可知,该实验操作过程中需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管;(2)Cl2与热的KOH溶液反应生成KClO3、KCl和H2O,与冷的KOH溶液反应生成KClO、KCl和H2O。因此,若将装置B、C的位置对调,可以除去Cl2中的杂质气体HCl,故能提高B中KClO3的产率。(3)①根据表格中的数据可知:KI、KClO3的物质的量及浓度不变,改变的是硫酸溶液的体积和水的多少,二者的总体积相等,由此可见系列a实验的目的是研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响;②设计1号试管实验的作用是作对照实验,比较影响结果。③根据2号试管实验现象为“黄色溶液”,取少量该溶液加入淀粉溶液显蓝色,证明生成了I2;若氧化产物唯一,还原产物为KCl,根据氧化还原反应中电子守恒、电荷守恒及元素原子守恒可知该反应的离子方程式为Cl+6I-+6H+Cl-+3I2+3H2O。(4)该小组设计的实验方案不可行的主要原因是溶液中存在Cl2的重新溶解以及HClO分解生成HCl和O2等,无法测定试样含氯总量。(5)由于HClO具有强氧化性会破坏酸碱指示剂,因此实验设计时不能用酸碱指示剂,可以利用氯水的强氧化性,向该溶液中加入足量的H2O2溶液,H2O2把氯元素完全还原为Cl-,H2O2被氧化成O2,然后加热除去过量的H2O2,冷却,再加入足量的AgNO3溶液,过滤、洗涤生成的AgCl沉淀,干燥后称量沉淀质量,结合氯原子守恒即可确定其中含有的氯元素的质量。

答案:(1)烧杯、漏斗、玻璃棒、胶头滴管(不填“胶头滴管”也可)

(2)能

(3)①研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响

②硫酸浓度为0的对照实验

③Cl+6I-+6H+Cl-+3I2+3H2O

(4)因存在Cl2的重新溶解,HClO分解等,此方案无法测定试样含氯总量(或其他合理答案)

(5)量取一定量的试样,加入足量的H2O2溶液,加热除去过量的H2O2,冷却,再加入足量的硝酸银溶液,称量沉淀质量(或其他合理答案)

5.K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾晶体)是制备负载型活性铁催化剂的主要原料。它是翠绿色晶体,溶于水,难溶于乙醇,110 ℃下失去结晶水,230 ℃分解,可以铁屑为原料制备,相关反应的化学方程式为

Fe(s)+H2SO4FeSO4+H2↑

FeSO4+H2C2O4+2H2O

FeC2O4·2H2O↓+H2SO4

2FeC2O4·2H2O+H2O2+H2C2O4+3K2C2O42K3[Fe(C2O4)3]+6H2O

制备流程如下: 

(1)步骤①加入稀硫酸要过量,其目的是 _____________________________。 

(2)步骤③操作为在沉淀中加入饱和K2C2O4溶液,并用40 ℃左右水浴加热,再向其中慢慢滴加足量的30% H2O2溶液,此过程中水温需保持40 ℃左右,可能的原因是_____________________________。 

(3)步骤④煮沸的目的是_____________________________。 

(4)步骤⑤操作包括_______________、过滤、洗涤、干燥。 

(5)步骤⑤操作中所用洗涤剂最合适的是 ____ (填选项字母)。

A.草酸钠溶液　   B.蒸馏水

C.乙醇     D.KCl溶液

(6)为测定产品的纯度,用酸性KMnO4标准溶液进行滴定,反应如下:2Mn+

5C2+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O

称取5.00 g产品溶于水,配制成100 mL溶液,取出20 mL于锥形瓶中,用

0.100 0 mol·L-1酸性KMnO4标准溶液滴定,滴定终点时,消耗KMnO4标准溶液

24.00 mL。

①滴定过程中发现,开始滴入一滴KMnO4标准溶液,紫红色褪去很慢,滴入一定量后紫红色很快褪去,其原因是 _______________。 

②计算得产品中K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(M=491.0 g·mol-1)的百分含量为______

__________(假设产品中的杂质不与KMnO4反应)。 

③下列操作会引起滴定结果偏高的是_______。 

A.滴定管用蒸馏水洗涤后,立即装入标准溶液

B.滴定前尖嘴部分无气泡,滴定后有气泡

C.摇动锥形瓶过程中有液体溅出

D.接近终点时,用蒸馏水冲洗瓶壁和滴定管尖端悬挂的液滴

【解析】以铁屑为原料制备三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的流程:铁和硫酸反应:Fe+H2SO4FeSO4+H2↑,硫酸亚铁和草酸反应:FeSO4+H2C2O4+2H2O

FeC2O4·2H2O↓+H2SO4,加入草酸钾、双氧水生成K3[Fe(C2O4)3]·3H2O。

(1)添加过量稀硫酸,可使铁粉完全溶解,同时还能抑制溶液中Fe2+的水解。

(2)温度保持40℃左右,可防止温度过高过氧化氢分解,温度太低影响反应速率。

(3)为防止过量过氧化氢对产品纯度的影响,需要借助煮沸除去。

(4)通过将浓缩后的溶液冷却结晶、过滤、洗涤、干燥后得到产品。

(5)为减小三草酸合铁酸钾晶体的溶解,提高产品的量,步骤⑤可选择乙醇作洗涤剂。

(6)①滴定过程中发现,随着滴入KMnO4标准溶液,反应速率逐渐加快,可能原因是反应中生成的Mn2+起催化作用,加快反应速率;

②设产品中K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的物质的量为x

5K3[Fe(C2O4)3]·3H2O～15C2～6Mn

 5         6

 x　　　　　　　　　　　 24.00×10-3×

0.100 0(mol)

=

x=2×10-3 mol

K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的质量为2×10-3×491.0=0.982 (g)

K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的质量分数×100%=98.2%,

③由c(待测)=可知,酸式滴定管要用标准液润洗,滴定管用蒸馏水洗涤后,立即装入标准液,标准液浓度减小,消耗标准液体积增大,测定结果偏高,故A符合;滴定前滴定管尖嘴处无气泡,滴定后有气泡,读取标准溶液体积减小,测定结果偏低,故B不符合;摇动锥形瓶过程中有液体溅出,说明消耗标准液减少,测定结果偏低,故C不符合;接近终点时,用蒸馏水冲洗瓶壁和滴定管尖端悬挂的液滴,导致消耗标准液增多,测定结果偏高,故D符合。

答案:(1)使铁屑充分利用,同时制得的FeSO4溶液呈酸性,防止Fe2+的水解

(2)温度太高双氧水容易分解,温度太低反应速率太慢(答案合理即可)

(3)除去过量的双氧水　

(4)冷却结晶

(5)C　(6)①生成的Mn2+起催化作用

②98.2%　③A、D

1.中和滴定是一种操作简单、准确度高的定量分析方法。实际工作中也可利用物质间的氧化还原反应、沉淀反应进行类似的滴定分析,这些滴定分析均需要通过指示剂来确定滴定终点。下列对几种具体的滴定分析(待测液置于锥形瓶内)中所用指示剂及滴定终点时的溶液颜色的判断不正确的是              (　　)

A.用标准酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液以测量其浓度:KMnO4——浅红色

B.利用“Ag++SCN-AgSCN↓”原理,可用标准KSCN溶液测量AgNO3溶液浓度:Fe(NO3)3——红色

C.利用“2Fe3++2I-I2+2Fe2+”,用FeCl3溶液测量KI样品中KI的百分含量:淀粉——蓝色

D.利用OH-+H+H2O来测量某盐酸的浓度时:酚酞——浅红色

【解析】选C。滴定反应一旦开始就有I2生成,溶液就呈现蓝色,故无法判断终点。

2.某化学小组在常温下测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数,设计了如下实验方案:

方案Ⅰ:铜铝混合物测定生成气体的体积

方案Ⅱ:铜铝混合物测定剩余固体的质量

下列有关判断中不正确的是 (　　)

A.溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液

B.溶液A和B均可以选用稀硝酸

C.若溶液B选用浓硝酸,则测得铜的质量分数偏小

D.实验室中方案Ⅱ更便于实施

【解析】选B。因铝具有两性,而铜不能与碱、无氧化性酸反应,所以A和B是盐酸或氢氧化钠时,都与铝反应,故A项正确;又因测固体质量比测气体体积易进行,故D正确;若A和B都是稀硝酸时则方案Ⅰ、Ⅱ均无法实施,故B错;若B是浓硝酸时则铝钝化,导致剩余固体质量增加,所以测得铜的质量分数偏小,故C正确。

3.实验室现有3种酸碱指示剂,其pH变色范围如下:甲基橙:3.1～4.4　石蕊:

5.0～8.0　酚酞:8.2～10.0

用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应恰好完全时,下列叙述中正确的是              (　　)

A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂

B.溶液呈中性,只能选用石蕊作指示剂

C.溶液呈碱性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂

D.溶液呈碱性,只能选用酚酞作指示剂

【解析】选D。NaOH溶液和CH3COOH溶液恰好完全反应时生成CH3COONa,由于CH3COO-水解显碱性,而酚酞的变色范围为8.2～10.0,比较接近。因此答案为D。

4.某实验小组利用反应2CuO+2Cl22CuCl2+O2测定铜的近似相对原子质量,可供选择的装置如图所示。             

方案一:通过测定反应物CuO的质量m(CuO)和产物O2的体积V(O2)来测定铜的近似相对原子质量。

(1)按气流方向从左到右用胶管(图中未画出)将选择的仪器组合成一套实验装置,连接顺序为a→(　　)(　　)→(　　)(　　)→(　　)(　　)→(　　)(　　)→b。

(2)装置B是由干燥管和碱式滴定管改造而成的测量气体体积的装置,实验前滴定管液面初读数为V1 L,实验后恢复至室温,调节装置两侧液面相平后得到终读数为V2 L,设室温时气体摩尔体积为Vm L·mol-1,且E装置中CuO的质量为m1 g,充分反应后生成CuCl2的质量为m2 g,则铜的近似相对原子质量的表达式为

_____ [用含m1、V1、V2的代数式表示]。

(3)若氧化铜中混有铜,则测定结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 

(4)装置E在实验过程中的主要现象是 _____________________________。 

方案二:利用A、D、E、F四套装置(尾气由其他的装置处理)完成测定任务。

(5)你认为需要测定的物理量有 __________________(写出一组),按你测定的物理量,写出铜的近似相对原子质量的表达式:_ ___________________。 

【解析】方案一:通过测定反应物CuO的质量m(CuO)和产物O2的体积V(O2)来测定铜的近似相对原子质量;方案二:通过测定反应物CuO的质量和产物CuCl2的质量来测定铜的近似相对原子质量。实验前要设计得到纯净的Cl2,装置

A:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,得到的Cl2中含有HCl和水蒸气,用装置D来除去HCl,用装置F干燥Cl2。在装置E中发生反应2CuO+2Cl22CuCl2+O2。当用方案一时,先用装置C(碱石灰)除去多余的氯气,再用装置B测量V(O2),因此方案一仪器连接顺序为a→ef→ij→gh→cd→b。

2CuO　　　　　～　　　　　 O2

2M(Cu)+32      Vm

m1         V1-V2

=,M(Cu)=-16。

CuO　　　　　～　　　　　CuCl2

M(Cu)+16      M(Cu)+71

m1        m2

=,M(Cu)=。

答案:(1)e　f　i　j　g　h　c　d

(2)-16　(3)偏大

(4)固体由黑色变成棕黄色

(5)E装置中CuO的质量m1 g,充分反应后生成CuCl2质量m2 g　

5.我国规定饮用水的硬度不能超过25度。硬度的表示方法是:将水中的Ca2+和Mg2+都看作Ca2+,并将其折算成CaO的质量。通常把1升水中含有10 mg CaO称为1度。某化学实验小组对本地区地下水的硬度进行检测,实验过程如下:             

实验中涉及的部分反应:

M2+(金属离子)+

M2+(金属离子)+Y4-(EDTA)MY2-

MEBT+Y4-(EDTA)MY2-+EBT(铬黑T)

(1)取地下水样品25.0毫升进行预处理。已知水中由Ca2+、Mg2+和HC所引起的硬度称为暂时硬度,可通过加热减小硬度,写出加热时所发生反应的化学方程式 _____________________________(任写一个)。 

预处理的方法是向水样中加入浓盐酸,煮沸几分钟,煮沸的目的是_________。 

(2)将处理后的水样转移到250 mL的锥形瓶中,加入氨水-氯化铵缓冲溶液调节pH为10,滴加几滴铬黑T溶液,用0.010 0 mol·L-1的EDTA标准溶液进行滴定,滴定时眼睛应________,滴定终点时的实验现象是__ ___________。 

(3)滴定终点时共消耗EDTA溶液15.0 mL,则该地下水的硬度=________。 

(4)若实验时装有EDTA标准液的滴定管只用蒸馏水润洗而未用标准液润洗,则测定结果将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 

【解析】(3)25.0 mL地下水样品中含Ca2+、Mg2+的总量为n(M2+)=0.010 0 mol·

L-1×15.0×10-3 L=1.5×10-4 mol,地下水的硬度=1.5×10-4 mol××

56 g·mol-1×=33.6度。

(4)若实验时装有EDTA标准液的滴定管只用蒸馏水润洗而未用标准液润洗,则导致滴定终点时消耗EDTA标准液增多,最终使所测水的硬度偏大。

答案:(1)Ca(HCO3)2CaCO3↓+CO2↑+H2O

[或Mg(HCO3)2MgCO3↓+CO2↑+H2O]

除去溶解的CO2

(2)注视锥形瓶中溶液颜色的变化　溶液由酒红色变为蓝色且半分钟不褪色

(3)33.6度　(4)偏大