高考化学二轮复习(新高考版) 第1部分 专题9 题型专训(五) 实验题中的相关计算（含解析）

这是一份高考化学二轮复习(新高考版) 第1部分 专题9 题型专训(五) 实验题中的相关计算（含解析），共7页。试卷主要包含了常见实验方法——碘量法，计算公式等内容，欢迎下载使用。
题型专训(五)　实验题中的相关计算

1．常见实验方法——碘量法
化学实验中的计算常与滴定实验相结合进行考查。碘量法是氧化还原滴定中应用较为广泛的一种方法，在近几年的高考试题中多次出现。I2可作氧化剂，能被Sn2＋、H2S等还原剂还原，I－可作还原剂，能被IO、Cr2O、MnO等氧化剂氧化，故碘量法分为直接碘量法和间接碘量法。直接碘量法是用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法，在滴定过程中，I2被还原为I－；高考试题中经常涉及的是间接碘量法(又称滴定碘法)，它是利用I－的还原性与氧化性物质反应产生I2，淀粉溶液遇I2显蓝色，再加入Na2S2O3标准溶液与I2反应，滴定终点的现象为蓝色消失且半分钟内不变色，从而测出氧化性物质的含量。例如：用间接碘量法测定混合气中ClO2的含量，有关的离子方程式为2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O和I2＋2S2O===2I－＋S4O，得关系式2ClO2～5I2～10S2O，然后根据已知条件进行计算。
2．计算公式
(1)n＝，n＝，n＝cV(aq)
(2)物质的质量分数(或纯度)＝×100%
(3)产品产率＝×100%
(4)物质转化率＝×100%

1．(2018·全国卷Ⅲ，26)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O，M＝248 g·mol－1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题：
(1)已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，Ksp(BaS2O3)＝4.1×10－5。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质，选用下列试剂设计实验方案进行检验：
试剂：稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液
实验步骤
现象
①取少量样品，加入除氧蒸馏水
②固体完全溶解得无色澄清溶液
③____________
④____________，有刺激性气体产生
⑤静置，__________
⑥____________

(2)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下：
①溶液配制：称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品，用新煮沸并冷却的蒸馏水在________中溶解，完全溶解后，全部转移至100 mL的________中，加蒸馏水至________。
②滴定：取0.009 50 mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL，硫酸酸化后加入过量KI，发生反应：Cr2O＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色，发生反应：I2＋2S2O===S4O＋2I－。加入淀粉溶液作为指示剂，继续滴定，当溶液________，即为终点。平行滴定3次，样品溶液的平均用量为24.80 mL，则样品纯度为________%(保留1位小数)。
答案　(1)③加入过量稀盐酸　④出现乳黄色浑浊
⑤(吸)取上层清液，滴入BaCl2溶液　⑥产生白色沉淀
(2)①烧杯　容量瓶　凹液面最低处与刻度线相平
②蓝色褪去　95.0
解析　(1)Na2S2O3·5H2O晶体样品中含有SO，在SO的检验过程中应防止加入氧化剂，如H2O2会把S2O氧化为SO，也要防止加入稀H2SO4而引入SO，所以样品加水溶解后应加入过量稀盐酸，发生反应：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。取上层清液滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀：Ba2＋＋SO===BaSO4↓，证明溶液中存在SO。
(2)①配制一定物质的量浓度的溶液，应该在烧杯中溶解，冷却至室温后，转移至100 mL的容量瓶中，加水至距刻度线1～2 cm处，改用胶头滴管滴加至溶液的凹液面最低处与刻度线相切。
②加入淀粉溶液作指示剂，淀粉遇I2变蓝色，加入的Na2S2O3样品与I2反应，当I2消耗完后，溶液蓝色褪去，即为滴定终点。
由反应Cr2O＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O
I2＋2S2O===S4O＋2I－
得关系式：Cr2O　～　3I2　～　6S2O
　　　 1　　　　　　　　　6
0．009 50 mol·L－1×0.02 L　0.009 50 mol·L－1×0.02 L×6
硫代硫酸钠样品溶液的浓度＝，
样品的纯度为×100%＝95.0%。
2．(2017·全国卷Ⅰ，26)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量。已知：NH3＋H3BO3===NH3·H3BO3；NH3·H3BO3＋HCl===NH4Cl＋ H3BO3。

回答下列问题：
(1)a的作用是___________________________________________________________________。
(2)b中放入少量碎瓷片的目的是___________________________________________________。
f的名称是________________。
(3)清洗仪器：g中加蒸馏水；打开k1，关闭k2、k3，加热b，蒸气充满管路；停止加热，关闭k1，g中蒸馏水倒吸进入c，原因是_______________________________________________；
打开k2放掉水，重复操作2～3次。
(4)仪器清洗后，g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂，铵盐试样由d注入e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗d，关闭k3，d中保留少量水，打开k1，加热b，使水蒸气进入e。
①d中保留少量水的目的是_______________________________________________________。
②e中主要反应的离子方程式为___________________________________________________，
e采用中空双层玻璃瓶的作用是___________________________________________________。
(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定，滴定g中吸收液时消耗浓度为c mol·L－1的盐酸V mL，则样品中氮的质量分数为______%，样品的纯度≤______%。
答案　(1)平衡气压，避免b中压强过大　(2)防止暴沸　直形冷凝管　(3)c中温度下降，管路中形成负压
(4)①液封，防止氨气逸出　②NH＋OH－NH3↑＋H2O　保温使氨完全蒸出
(5)　
解析　(1)a管作用是平衡气压，防止b中压强过大。(2)碎瓷片可防止液体加热时暴沸。f为直形冷凝管。(3)停止加热，管路中气体温度下降，水蒸气冷凝为液态水，形成负压，g中蒸馏水倒吸入c中。(4)①d中保留少量水，起液封作用，防止NH3逸出。②e中NH 与OH－加热反应放出NH3。因为加热水蒸气充满管路，双层玻璃瓶中也充满水蒸气，起保温作用，有利于NH3完全逸出。(5)C2H5NO2～NH3～NH3·H3BO3～HCl，样品中氮的质量分数为×100%＝%。样品的纯度≤×100%＝%。

1．(2019·聊城市高三3月份一模)Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水，难溶于乙醇，在中性或碱性溶液中稳定存在，在酸性溶液中易生成S和SO2。工业上用硫化碱法制备Na2S2O3的化学方程式为：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2，实验室用此法制备Na2S2O3的装置如图所示：

请回答下列问题：
(1)仪器a的名称为________________，b在装置A中的作用是_________________________。
(2)Na2S2O3的制备：①先组装好仪器，然后检验装置的气密性，将所需药品加入各仪器装置；打开K2，关闭K3，调节K1使硫酸缓缓滴下，导管口有气泡冒出，pH计读数逐渐减小，当pH计读数接近7时，必须立即打开K3，关闭K1、K2，原因是_____________________________；
②将装置C中所得溶液经一系列操作，最后洗涤、干燥，得到Na2S2O3样品。洗涤时为尽可能避免产品损失应选用的试剂是__________________(填字母)。
a．水　b．乙醇　c．氢氧化钠溶液　d．稀盐酸
③上述的制备Na2S2O3装置的明显不足是___________________________________________。
(3)Na2S2O3样品纯度的测定：称取6.0 g样品，配制成200 mL溶液；在锥形瓶中加入25.00 mL 0.01 mol·L－1 KIO3溶液和过量的酸性KI溶液，再滴入几滴淀粉溶液，立即用所配Na2S2O3溶液滴定，当____________时达到滴定终点，测得消耗Na2S2O3溶液的体积为20.00 mL，则样品中硫代硫酸钠的质量分数为________%。(相关反应：5I－＋IO＋6H＋===3I2＋3H2O；2S2O＋I2===S4O＋2I－)
(4)Na2S2O3的应用：其溶液可除去漂白的织物及纸浆中残留的氯气，硫代硫酸钠被氧化成SO，反应的离子方程式为_______________________________________________________。
答案　(1)分液漏斗　避免A中压强过大
(2)①防止SO2过量会使溶液呈酸性，导致Na2S2O3消耗，降低产率　②b　③没有尾气吸收装置
(3)溶液蓝色褪去且半分钟内不变色　39.5
(4)4Cl2＋S2O＋5H2O===8Cl－＋2SO＋10H＋
解析　(2)根据制备 Na2S2O3的总反应可知，A是制备SO2的装置，B是吸收多余SO2的装置，C是制备Na2S2O3的装置。因为Na2S2O3在中性或碱性溶液中稳定存在，在酸性溶液中易生成S和SO2，所以当pH计读数接近7时，必须立即打开K3，关闭K1、K2，防止SO2过量使溶液呈酸性，导致Na2S2O3消耗，降低产率。因为Na2S2O3易溶于水，难溶于乙醇，所以洗涤时为尽可能避免产品损失应选用的试剂是乙醇。因为SO2有毒，制备Na2S2O3的装置中应有尾气吸收装置。
(3)KIO3溶液和过量的酸性KI溶液反应的离子方程式为5I－＋IO＋6H＋===3I2＋3H2O，生成的碘使淀粉溶液变蓝，而2S2O＋I2===S4O＋2I－，所以当Na2S2O3恰好将I2完全消耗时，溶液蓝色褪去，且半分钟内不变色，即为滴定终点。根据已知的化学方程式可得关系式KIO3～3I2～6Na2S2O3，则消耗Na2S2O3的质量为0.025 L×0.01 mol·L－1×6×158 g·mol－1＝0.237 g，样品中硫代硫酸钠的质量分数为×100%＝39.5%。
2．亚硝酸钙是一种阻锈剂，可用于燃料工业，某兴趣小组拟制备Ca(NO2)2并对其性质进行探究。
[背景素材]　Ⅰ.NO＋NO2＋Ca(OH)2===Ca(NO2)2＋H2O
Ⅱ.Ca(NO2)2能被酸性KMnO4溶液氧化成NO，MnO被还原为Mn2＋
Ⅲ.亚硝酸不稳定，易分解，且有一定的氧化性，在酸性条件下，Ca(NO2)2能将I－氧化为I2，离子方程式为2NO＋4H＋＋2I－===I2＋2NO↑＋2H2O，S2O能将I2还原为I－，离子方程式为I2＋2S2O===2I－＋S4O。
[制备氮氧化物]甲组同学拟利用如下图所示装置制备氮氧化物。

(1)仪器X的名称是_____________________________________________________________。
(2)装置B中逸出的NO与NO2的物质的量之比为1∶1，则装置B中发生反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________，
若其他条件不变，增大硝酸的浓度，则会使逸出的气体中n(NO)________(填“>”或“