2MnO4+5H2O2+6H=4Mn+8H2O+5O2↑
(1)已知室温下BaSO4的Ksp=1.1×10
2+
-10
―
+
2+
,欲使溶液中c(SO4)≤1.0×10
-1
2--6
mol·L,应保
-1
持溶液中c(Ba)≥ mol·L。
(2)上述滴定不加稀硫酸酸化,MnO4被还原成MnO2,其离子方程式为:
。 (3)通过计算确定样品的组成(写出计算过程)。 【参考答案】
(1)n(BaSO4)=0.5825g/233 g·mol=2.50×10 mol (2)2MnO4+5H2O2+6H=2Mn+8H2O+5O2↑
(3)n(H2O2)=5/2·(0.0200mol· L×25.00 mL)/1000mL· L=1.25×10 mol m(Na2SO4)=142g·mol×2.50×10mol=0.355g m(H2O2)=34g·mol×1.25×10mol=0.0425g
n(H2O)=[(1.7700g×25.00mL/100 mL)-0.355g-0.0425g]/18 g·mol
=2.5×10 mol
x:y:z=n(Na2SO4):n(H2O2):n(H2O)=2:1:2
硫酸钠-过氧化氢加合物的化学式为2Na2SO4·H2O2·2H2O
【解析】本题属于物质组成分析与化学综合计算题。利用氧化还原反应滴定进行成分析,运用元素守恒进行推理计算,兼有溶度积常计算,离子方程式书写。
【备考提示】可见,高三复习还得紧紧抓住元素守恒守恒、质量守恒、电荷守恒、极端分析等化学常用分析方法。
16. [2012·江苏化学卷19](15分)废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废弃旧电池的铜帽(Zn、Cu总含量约为99%)回收铜并制备ZnO的部分实验过程如下:
-3
-1
-1
-3
-1
-3
-1
-1
-3
-
+
2+
-1
-3
―
(1)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是 (用化学方程式表示)。
②铜帽溶解后需将溶液中过量H2O2除去。除去H2O2的简便方法是 。
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(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO,杂质为铁及其氧化物)含量,实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu的含量。实验操作为:准确量取一定体积的含有Cu的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节pH=3~4,加入过量KI,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中的离子方程式如下:
2Cu+4I=2CuI(白色)↓+I2 I2+2S2O3=2I+S4O6
①滴定选用的指示剂为 ,滴定终点观察到的现象为 。 ②若滴定前溶液中H2O2没有除尽,所测定的Cu的含量将会 (填“偏高”“偏低”“不变”)。
(3)已知pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]。下表列出了
几种离子生成氢氧化物沉淀pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L计算)
开始沉淀的pH Fe3 Fe2 Zn2 实验中可选用的试剂:30% H2O2、1.0 mol·LHNO3、1.0 mol·L NaOH。
由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为:① ; ② ; ③过滤;
④ ; ⑤过滤、洗涤、干燥 ⑥900℃煅烧。 【参考答案】
(1)①Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O ②加热(至沸) (2)①淀粉溶液 蓝色褪去 ②偏高 (3)①向滤液中加入30%的H2O2使其充分反应
-1
-1
+++-1
2-
2+
2+
-
2-
-
2-
2+
2+
完全沉淀的pH 1.1 3.2 5.8 8.8 5.9 8.9 第 7 页 共 17 页
②滴加1.0 moL· L的氢氧化钠,调节pH约为5(或3.2≤pH<5.9),使Fe沉淀完全 ④向滤液中滴加1.0 moL· L的氢氧化钠,调节pH约为10(或8.9≤pH≤11),使
Zn沉淀完全
【解析】本题以实验室利用废弃旧电池的铜帽回收铜并制备ZnO制取和分析为背景的综合实验题,涉及元素化合物知识、氧化还原滴定、指示剂选择、误差分析、实验步骤、pH调节等多方面内容,考查学生对综合实验处理能力。
【备考提示】实验的基本操作、实验仪器的选择、实验误差分析、物质的除杂和检验等内容依然是高三复习的重点,也是我们能力培养的重要目标之一。
17. [2012·福建理综化学卷24](1)电镀是,镀件与电源的 极连接。 (2)化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉淀在镀件表面形成的镀层。 ①若用铜盐进行化学镀铜,应选
用 (填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。
②某化学镀铜的反应速率随镀液pH变化如右图所示。该镀铜过程中,镀液pH控制在12.5
左右。据图中信息,给出使反应停止的方法:
(3)酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下:
2+
-1
-1
3+
①步骤(i)中Cu2(OH)2CO3发生反应的化学方程式为 。 ②步骤(ii)所加试剂起调节pH作用的离子是 (填离子符号)。
③在步骤(iii)发生的反应中,1molMnO2转移2个mol电子,该反应的离子方程式为 。 ④步骤(iv)除去杂质的化学方程式可表示为
3Fe3+?NH4??2SO42??6H2O?NH4Fe(SO4)2(OH)6??6H?
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过滤后母液的pH=2.0,c(Fe)=a mol·L—1,c(NH4)=b mol·L—1,c(SO4)=d mol·L—1,该反应的平衡常数K= (用含a、b、d的代数式表示)。
解析:(1)电镀池中,镀件就是待镀金属,作阴极,与电源的负极相连;镀层金属为阳极,与电源正极相连。
(2)①要把铜从铜盐中置换铜出来,比如用铁就可以,铁是作还原剂的,所以加入还原剂, ②根据图示信息,pH=8—9之间,反应速率为0,所以要使反应停止,调节溶液的pH至8—9 之间,可见读图信息的重要性。
(3) ①碱式碳酸铜与硫酸反应的方程式直接写,用观察法配平。Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O
②题目要求调高PH,铵根离子显酸性,碳酸氢根离子显碱性,则起作用的离子是碳酸氢根离子。
③依题意亚铁离子变成了铁离子,1mol MnO2转移电子2 mol,则锰元素从+4变成+2价,溶液是显酸性的,方程式经过观察可要补上氢离子,综合上述分析可写出离子方程式为:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O ④氢离子浓度为
10-2,依据
K
的表达式马上就可写出来
K=
3+?2?。
24题没有了复杂的工艺的流程,这个信号在质检题中已经给出,没有在流程上设置障碍,问题设计平实,难度不大。平衡常数计算简单,只要代入即可,没有复杂的数学变换,降低了难度。对图中信息的获取要求较高。
18. [2012·浙江理综化学卷26](15分)大气中SO2和NOx是形成酸雨的主要物质。某地
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酸雨中可能含有下列离子:Na+、Mg2+、NH4+、Cl-、SO32-、SO42-、NO3-和NO2-等。某研究小组取该地一定量的酸雨,浓缩后将所得试液分成4份,进行如下实验:第一份酸化后滴加适量的淀粉KI溶液,呈蓝色;第二份滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀析出;第三份滴加NaOH溶液,加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;第四份加入硝酸酸化的AgNO3溶液,有沉淀产生,静置,在上层清液中滴加酸性KMnO4溶液,不褪色。 已知:Ksp(Ag2SO4) = 1.20×10-5 请回答下列问题:
(1)该酸雨中肯定存在的离子有 ;肯定不存在的离子有 ,说明其不存在的理由: 。
(2)写出试液中滴加淀粉KI溶液所发生反应的离子方程式: 。 (3)设计实验方案,检验该试液中是否存在Cl-: 。
(4)该研究小组为了探究NO参与的硫酸型酸雨的形成,在烧瓶中充入含有少量NO的SO2气体,慢慢通入O2,该过程中发生的化学反应有 、 ,再喷射适量蒸馏水即得硫酸型酸雨。说明NO的作用: 。
解析:(1)从酸雨中可能含有的离子分析,SO32-具有较强的还原性,因此酸性条件下SO32-与NO3-是不能共存的。从浓缩后所得的4份试液进行的实验分析可知:第一份酸化后滴加适量的淀粉KI溶液,呈蓝色,说明有NO3或NO2-,(6I- + 2NO3- + 8H+ = 3I2 + 2NO↑+ 4H2O或2NO2-+ 2I+ 4H= I2 + 2NO↑+ 2H2O);第二份滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀析出,说明有SO42;第三份滴加NaOH溶液,加热,产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明有NH4;第四份加入足量硝酸酸化的AgNO3溶液,有沉淀产生,说明可能有Cl或SO42(生成AgCl↓或Ag2SO4↓,均不溶于稀硝酸),静置,在上层清液中滴加酸性KMnO4溶液,不褪色,说明没有NO2-,否则NO2-离子能与具强氧化性的酸性KMnO4溶液反应,使KMnO4溶液褪色(5NO2- + 2MnO4+6H= 5NO3+ 2Mn2+ 3H2O)。所以,该酸雨中肯定存在的离子有SO42-、NO3-、NH4+;肯定不存在的离子有SO32-、NO2-。(2)试液中滴加淀粉KI溶液所发生反应的离子方程式是:6I- + 2NO3- + 8H+ = 3I2 + 2NO↑+ 4H2O。(3)由于该试液中存在着SO42,所以,检验该试液中是否存在Cl- 时要考虑排除SO42的干扰。检验的方法为:取少量试液,滴加足量的Ba(NO3)2溶液,静置;取上层清液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,则存在Cl-。(4)据题目告知,是探究NO参与硫酸型酸雨的形成,根据硫酸型酸雨的形成的机理:化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫磺的生产等过程中产生的SO2 释放到空气中,在光照、烟尘中的金属氧化物等的催化作用
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