L-1FeSO4溶液滴定,消耗20.00mL; ③取25.00mL溶液,用0.1000mol·
④加入适量NH4HF2溶液(掩蔽Fe3+和Mn2+,使其不再参与其他反应),再加入过量KI固体,
-
轻摇使之溶解并发生反应:2Cu2++4I=2CuI+I2;
L-1Na2S2O3溶液滴定,消耗30.00mL(已知:2S2O32-⑤加入2滴淀粉溶液,用0.1000mo1·+I2=S4O62-+2I-)。 回答下列问题:
(1)写出Cu2S溶于酸性KMnO4溶液的离子方程式:___________;
(2)配制0.1000mol· L-1FeSO4溶液时要用煮沸过的稀硫酸,原因是___________,配制过程中所需玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒、容量瓶外还有___________; (3)③中取25.00mL待测溶液所用的仪器是___________; (4)⑤中滴定至终点时的现象为___________;
(5)混合样品中Cu2S和CuS的含量分别为_________%、_________%(结果均保留1位小数)。 【答案】Cu2S+2MnO4-+8H+=2Cu2++SO42-+2Mn2++4H2O 除去水中溶解的氧气,防止Fe2+被氧化 胶头滴管 (酸式)滴定管(或移液管) 溶液由蓝色变为无色且半分钟内不恢复原色 61.5 36.9 【解析】 【分析】
由配制溶液的过程确定所需仪器,据滴定实验原理判断终点现象,运用关系式计算混合物的组成。 【详解】
(1)据题意,样品中的Cu、S元素被酸性KMnO4溶液分别氧化成Cu2+、SO42-,则Cu2S与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式Cu2S+2MnO4-+8H+=2Cu2++SO42-+2Mn2++4H2O。 (2)配制0.1000mol·L-1FeSO4溶液所用稀硫酸要煮沸,目的是除去水中溶解的氧气,防止Fe2+被氧化;配制过程中所需玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管。
(3)步骤③中取25.00mL待测溶液(有未反应的酸性KMnO4溶液),所用仪器的精度应为0.01mL,故选酸式滴定管或移液管。
(4)步骤⑤用标准Na2S2O3溶液滴定反应生成的I2,使用淀粉作指示剂,终点时溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色。
(5)设2.6g样品中,Cu2S和CuS的物质的量分别为x、y,
据5Fe2+~MnO4-(5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O),样品反应后 L-1×20.00×10-3L×剩余n(MnO4-)=0.1000mol·
1250×=4.000×10-3mol 525.00L-1×200.0×10-3L-4.000×10-3mol=36.00×10-3mol 样品消耗n(MnO4-)=0.2000mo·
由Cu2S~2MnO4-和5CuS~8MnO4-(5CuS+8MnO4-+24H+=5Cu2++5SO42-+8Mn2++12H2O),得2x+
8y=36.00×10-3mol 5250=30.00×10-3mol 25.00L-1×30.00×10-3L×又据2Cu2+~I2~2S2O32-,得2x+y=0.1000mo1·解方程组得x=y=0.01mol
故w(Cu2S)=w(CuS)=
0.01mol?160g/mol?100%=61.5%,
2.6g0.01mol?96g/mol?100%=36.9%。
2.6g【点睛】
混合物的计算常利用方程组解决,多步反应用关系式使计算简化。注意溶液体积的倍数关系,如本题中配制250mL溶液,只取出25.00mL用于测定实验。
8.亚硫酸钠容易被氧化,某化学兴趣小组为测定某亚硫酸钠样品的纯度,三名学生分别设计了不同实验方案。
甲同学的实验方案:称取10.0g样品,进行如图所示实验,测得装置D中干燥管实验前后增大。
(1)写出B中发生反应的化学方程式___________________________________。装置E的作用是__________________。
乙同学的实验方案:称取10.0g样品,溶于过量的盐酸后,再加入过量的BaCl2溶液,过滤、洗涤、烘干,称量沉淀质量为0.9g。
(2)洗涤沉淀的方法是_____________________,重复2~3次。 丙同学的设计方案步骤如下:
①称取样品10.0g,加水溶解配成250 mL溶液;②量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中; ③用酸化的0.1502 mol·L —1 KMnO4标准液滴定至终点;
④重复操作2~3次,得出消耗KMnO4溶液体积的平均值为19.97 mL。 (3)滴定中盛装KMnO4标准液的仪器是_______________________________。 (4)写出滴定过程中发生反应的离子方程式:___________________________。 (5)确定滴定达到终点的操作及现象为_______________________________。
(6)三名学生通过实验数据计算出的样品纯度各不相同,指导教师指出__________(填“甲”、“乙”、“丙”)同学实验误差较大,其实验装置存在明显缺陷,理由是_________。
【答案】Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O 防止空气中的CO2和水蒸气进入D中,影响实验结果 向漏斗中注入蒸馏水至恰好浸没沉淀,待水自然流下 酸式滴定管 5SO32-+2MnO4-+6H+===5SO42-+2Mn2++3H2O 滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液由无色变成浅紫红色,且半分钟内不褪色 甲 反应结束后,装置中残留一定量的SO2(或SO2气流速度过快或装置气密性不好),未被装置D吸收 【解析】 【分析】
长期存放的亚硫酸钠可能会被部分氧化生成硫酸钠,也就是说该样品中可能含亚硫酸钠和
硫酸钠。甲同学设计的实验方案的原理为用70%硫酸与样品中亚硫酸钠反应生成二氧化硫,通过测定碱石灰吸收二氧化硫的量测定样品的纯度;乙同学设计的实验方案的原理为先将样品溶于过量的盐酸中除去样品中的亚硫酸钠,再加入过量的BaCl2溶液,过滤、洗涤、烘干,称量硫酸钡沉淀质量,利用硫酸钡沉淀质量测定样品的纯度;丙同学设计的实验方案的原理为利用亚硫酸钠具有还原性,用酸性高锰酸钾标准溶液滴定样品溶液,利用消耗酸性高锰酸钾溶液的量测定样品的纯度。 【详解】
(1)B中发生的反应为70%硫酸与样品中亚硫酸钠反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;因碱石灰能吸收空气中的CO2和水蒸气,会导致所测结果偏大,则装置E中碱石灰的作用是吸收空气中的CO2和水蒸气,防止CO2和水蒸气进入D中,影响实验结果,故答案为:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O;防止空气中的CO2和水蒸气进入D中,影响实验结果;
(2)乙同学最终得到是硫酸钡沉淀,洗涤沉淀的方法是向过滤器中注入蒸馏水至恰好浸没沉淀,待水自然流下后,重复2~3次,故答案为:向漏斗中注入蒸馏水至恰好浸没沉淀,待水自然流下;
(3)KMnO4具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管中的橡胶管,则滴定中, KMnO4标准液盛装在酸式滴定管中,故答案为:酸式滴定管;
(4)滴定过程中,酸性高锰酸钾溶液与亚硫酸钠发生氧化还原反应生成硫酸钠、硫酸钾、
-+-+
硫酸锰和水,反应的离子方程式为5SO32+2MnO4-+6H=5SO42+2Mn2+3H2O,故答案
为:5SO32-+2MnO4-+6H+=5SO42-+2Mn2++3H2O;
(5)当酸性高锰酸钾溶液过量时,溶液会变为紫色,则确定滴定达到终点的操作及现象为滴入最后一滴酸性高锰酸钾溶液,溶液由无色变成浅紫红色,且半分钟内不褪色,故答案为:滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液由无色变成浅紫红色,且半分钟内不褪色; (6)甲同学设计的实验存在缺陷,一是若装置气密性不好,二氧化硫泄露,导致测定结果偏低;二是二氧化硫气流速度过快,不能被D中碱石灰完全吸收,导致测定结果偏低;三是装置中残留二氧化硫,没有被D中碱石灰完全吸收,导致测定结果偏低,故答案为:甲;反应结束后,装置中残留一定量的SO2(或SO2气流速度过快或装置气密性不好),未被装置D吸收。 【点睛】
长期存放的亚硫酸钠可能会被部分氧化生成硫酸钠,也就是说该样品中可能含亚硫酸钠和硫酸钠,设计实验方案测定样品的纯度时可从两个角度设计:一是测定亚硫酸钠的含量,二是测定硫酸钠的含量。
9.某化学兴趣小组对加碘食盐中碘酸钾进行研究,查阅资料得知:碘酸钾是一种白色粉末,常温下很稳定,加热至560℃开始分解。在酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂与HI、H2O2等物质作用,被还原为单质碘。
(1)学生甲设计实验测出加碘食盐中碘元素的含量,步骤如下: ①称取wg加碘盐,加适量蒸馏水溶解。
②用稀硫酸酸化所得的溶液,再加入过量KI溶液,写出该步反应的离子方程式:
_______。
③以淀粉为指示剂,用物质的量浓度为1.00×10-3mol?L-1的Na2S2O3溶液滴定(滴定时的反
2??2?应方程式为I2?2S2O3?2I?S4O6),滴定时Na2S2O3溶液应放在 ______ (填“酸式滴
定管”或“碱式滴定管”),滴定至终点的现象为_______________。 (2)学生乙对纯净的NaCl(不含KIO3)进行了下列实验: 顺序 ① ② ③ 步骤 取少量纯净的NaCl,加适量蒸馏水溶解 滴入少量淀粉-KI溶液,振荡 然后再滴加稀硫酸,振荡 实验现象 溶液无变化 溶液无变化 溶液变蓝色 请推测实验③中产生蓝色现象的可能原因: __________________ ;根据学生乙的实验结果可推测学生甲的实验结果可能 ______ (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)学生丙设计实验证明加碘食盐样品中碘元素的存在形式是IO3-而不是I-,进行如下实验。写出实验步骤、预期现象和结论。限选试剂:稀硫酸、稀硝酸、3% H2O2溶液、新制氯水、1%淀粉溶液、蒸馏水。 实验步骤 步骤1:取少量食盐样品于试管中,加适量蒸馏水使其完全溶解, _____________________ 步骤2:另取少量食盐样品于试管中,加适量蒸馏水使其完全溶解,滴入适量的稀硫酸酸化, _____________________ 预期现象和结论 ______ ______
???【答案】IO3?6H?5I?3I2?3H2O 碱式滴定管 溶液由蓝色变成无色,且半分钟内
不变色 I-在酸性条件下能被溶解在溶液中的氧气氧化成I2 偏大 加入几滴新制的氯水,再加入1-2滴1%淀粉溶液,充分振荡; 溶液不呈蓝色,则溶液中无I-,碘元素的存在形式不是I- 再加入少量3%H2O2溶液和1-2滴1%淀粉溶液,充分振荡 溶液呈蓝色,则溶液中存在IO3-,碘元素的存在形式为IO3- 【解析】 【分析】
(1)②用稀硫酸酸化所得的溶液,再加入过量KI溶液,反应生成碘单质;
③ Na2S2O3为强碱弱酸盐,S2O32-水解使溶液呈弱碱性;滴定结束前溶液为蓝色,I2反应完毕时溶液蓝色褪色;
(2)酸性条件下,碘离子被氧气氧化生成碘单质;甲同学的实验中,若用稀硫酸酸化,再
加入过量KI溶液,由于碘单质的量增大;
(3)步骤1:氯气氧化性大于碘单质,用氯水检验食盐中存不存在碘离子, 步骤2:用双氧水和淀粉检验食盐中含有碘酸根离子; 【详解】
(1)②用稀硫酸酸化所得的溶液,再加入过量KI溶液,反应生成碘单质,反应的离子方
???程式为:IO3?6H?5I?3I2?3H2O;
③ Na2S2O3为强碱弱酸盐,因为硫代硫酸根离子水解,Na2S2O3溶液呈弱碱性,所以滴定时Na2S2O3溶液应放在碱性滴定管中;滴定结束前溶液为蓝色,I2反应完毕时溶液蓝色褪色,则滴定终点现象为:溶液由蓝色变成无色,且半分钟内不变色; (2)酸性条件下,碘离子被氧气氧化生成碘单质,离子反应方程式为:
4I??4H??O2?2I2?2H2O,在酸性条件下,过量的碘离子易被空气中氧气氧化生成碘
单质;甲同学的实验中,若用稀硫酸酸化,再加入过量KI溶液,由于碘单质的量增大,导致测定结果偏大;
(3)步骤1:氯气氧化性大于碘单质,用氯水检验食盐中存不存在碘离子,操作方法及现象为:取少量食盐样品于试管中,加适量蒸馏水使其完全溶解,加入几滴新制的氯水,再加入1-2滴1%淀粉溶液,充分振荡,若溶液不呈蓝色,则溶液中无I-,碘元素的存在形式不是I-;
步骤2:用双氧水和淀粉检验食盐中含有碘酸根离子,操作方法及现象为:另取少量食盐样品于试管中,加适量蒸馏水使其完全溶解,滴入适量的稀硫酸酸化,再加入少量3%H2O2溶液和1-2滴1%淀粉溶液,充分振荡,若溶液呈蓝色,则溶液中存在IO3-,碘元素的存在形式为IO3-。
10.下表是某学生为探究AgCl沉淀转化为Ag2S沉淀的反应所做实验的记录. 步 骤 Ⅰ.取5mL 0.1mol/L AgNO3与一定体积0.1mol/L NaCl溶液,混合,振荡. Ⅱ.向所得悬浊液中加入2.5mL 0.1mol/L Na2S溶液. Ⅲ.将上述黑色浊液,放置在空气中,不断搅拌. 现 象 立即产生白色沉淀 沉淀迅速变为黑色 较长时间后,沉淀变为乳白色 产生红棕色气体,沉淀部分溶解 产生白色沉淀 Ⅳ.滤出Ⅲ中的乳白色沉淀,加入足量HNO3溶液. Ⅴ.过滤得到滤液X和白色沉淀Y;向X中滴加Ba(NO3)2溶液.