高考化学复习高考21题第18题
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第18题 物质组成的测定与化学综合计算
[解题指导]
巧用守恒思想破解化学综合计算
1.质量守恒适用条件
(1)在一个具体的化学反应中,涉及到反应前后物质的总质量有关问题时,可考虑质量。
(2)在某一具体的化学反应或过程中,某一元素(或原子或原子团)的质量或数目不变,常用元素守恒法或物料守恒法。
(3)在某些复杂多步反应中,某些元素的质量或原子团没有发生变化,可考虑元素守恒。
2.电荷守恒的适用条件
在电解质溶液或离子化合物中,已知阳离子(阴离子)的量计算阴离子(阳离子)的量或计算阳离子和阴离子量的关系时,常用电荷守恒。
3.电子守恒
在涉及氧化还原反应、电化学计算时常用电子守恒。
[典例剖析]
硫酸镍铵[(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O]可用于电镀、印刷等领域。某同学为测定硫酸镍铵的组成,进行如下实验:①准确称取2.335 0 g样品,配制成100.00 mL溶液A;②准确量取25.00 mL溶液A,用0.040 00 mol·L-1的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Ni2+(离子方程式为Ni2++H2Y2-===NiY2-+2H+),消耗EDTA标准溶液31.25 mL;③另取25.00
mL溶液A,加足量的NaOH溶液并充分加热,生成NH3 56.00 mL(标准状况)。
(1)若滴定管在使用前未用EDTA标准溶液润洗,测得的Ni2+含量将________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(2)氨气常用________检验,现象是________________。
(3)通过计算确定硫酸镍铵的化学式(写出计算过程)。
信息提取 可按以下思路解答本题:
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推荐下载 解析 (1)若滴定管使用前没有用EDTA标准溶液润洗,会造成EDTA溶液浓度减小,使EDTA溶液体积偏大,则Ni2+含量偏高。(2)氨气是中学化学中唯一的碱性气体,常用湿润的红色石蕊试纸检验,试纸由红色变蓝色。
答案 (1)偏高
(2)湿润的红色石蕊试纸 试纸颜色由红变蓝
(3)n(Ni2+)=0.040 00 mol·L-1×31.25 mL×10-3 L·mL-1=1.250×10-3 mol
n(NH+4)=56.00 mL×10-3 L·mL-122.4 L·mol-1
=2.500×10-3 mol
n(SO2-4)=2nNi2++nNH+42
=2×1.250×10-3 mol+2.500×10-3 mol2
=2.500×10-3 mol
m(Ni2+)=59 g·mol-1×1.250×10-3 mol=0.073 75 g
m(NH+4)=18 g·mol-1×2.500×10-3 mol=0.045 00 g
m(SO2-4)=96 g·mol-1×2.500×10-3 mol=0.240 0 g
n(H2O)=2.335 0 g×25.00 mL100.00 mL-0.073 75 g-0.045 00 g-0.240 0 g18 g·mol-1
=1.250×10-2 mol
x∶y∶m∶n=n(NH+4)∶n(Ni2+)∶n(SO2-4)∶n(H2O)=2∶1∶2∶10
硫酸镍铵的化学式为(NH4)2Ni(SO4)2·10H2O。
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1.已知黄钠铁矾[NaxFey(SO4)m(OH)n]具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特点。某研究小组先将某废水中Fe2+氧化为Fe3+,再加入Na2SO4使其生成黄钠铁矾而除去。该小组为测定黄钠铁矾的组成,进行了如下实验:
①称取4.850 g样品,加盐酸完全溶解后,配成100.00 mL溶液A。
②量取25.00 mL溶液A,加入足量的KI,用0.250 0 mol·L-1 Na2S2O3溶液进行滴定(反应为I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6),消耗30.00 mL Na2S2O3溶液至终点。
③另取25.00 mL溶液A,加足量BaCl2溶液充分反应后,过滤、洗涤、干燥后得沉淀1.165 g。
(1)该小组不采用生成Fe(OH)3沉淀的方法除去铁元素,是因为生成的Fe(OH)3________________________________________________________________________。
(2)用Na2S2O3溶液进行滴定时,使用的指示剂为______,滴定到终点的颜色变化为_______________________________________________________________________________。
(3)通过计算确定黄钠铁矾的化学式(写出计算过程)。 精 品 试 卷
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2.通过血液中的钙离子的检测能够帮助判断多种疾病。某研究小组为测定血液样品中Ca2+的含量(100 mL血液中含Ca2+的质量),实验步骤如下:
①准确量取5.00 mL血液样品,处理后配制成50.00 mL溶液;
②准确量取溶液10.00 mL,加入过量(NH4)2C2O4溶液,使Ca2+完全转化成CaC2O4沉淀;
③过滤并洗净所得CaC2O4沉淀,用过量稀硫酸溶解,生成H2C2O4和CaSO4稀溶液;
④加入12.00 mL 0.001 0 mol·L-1的KMnO4溶液,使H2C2O4完全被氧化,离子方程式为
2MnO-4+5H2C2O4+6H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O;
⑤用0.002 0 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定过量的KMnO4溶液,消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液20.00 mL。
(1)已知室温下CaC2O4的Ksp=2.0×10-9,欲使步骤②中c(Ca2+)≤1.0×10-5 mol·L-1,应保持溶液中c(C2O2-4)≥________________ mol·L-1。
(2)步骤⑤中有Mn2+生成,发生反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(3)若步骤⑤滴定管在使用前未用标准(NH4)2Fe(SO4)2溶液洗涤,测得血液中Ca2+的含量将________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(4)计算血样中Ca2+的含量(写出计算过程)。
3.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种高效多功能水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产,反应原理为在碱性条件下,利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4,过滤得到粗产品,再用NaOH溶液溶解,重结晶,用有机溶剂脱碱,低温烘干得到固体样品。反应方程式为3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH===2Na2FeO4↓+3NaCl+6NaNO3+5H2O 精 品 试 卷
推荐下载 (1)上述制备过程中,用NaOH溶液溶解粗产品而不用水的原因是________________________________________________________________________
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(2)高铁酸钠电池是一种新型可充电电池,电解质为NaOH溶液,放电时负极材料为Zn,正极产生红褐色沉淀,写出该电池反应方程式_________________________________________
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(3)生产Na2FeO4的原料之一Fe(NO3)3用黑色粉末Fe(含有Fe3O4)与稀硝酸反应制备。准确称取该黑色粉末13.12 g,加入200 mL 4 mol·L-1 HNO3搅拌,固体完全溶解,共收集到标准状况下2 688 mL的气体,经分析其中只含有NO,并测得此时溶液中c(H+)=0.4 mol·L-1(设反应前后溶液体积不变)。通过以上数据,计算该黑色粉末中Fe的质量分数。(写出计算过程,结果保留两位小数)
4.(2015·通、扬、泰、淮四市三模)Mn(OH)2常用作油漆催干剂。向MnSO4溶液加入NaOH溶液,待沉淀完全后,过滤,洗涤,烘干即可制得Mn(OH)2。
(1)已知:常温下Mn(OH)2的Ksp=1.0×10-15。如果要使溶液中Mn2+沉淀完全,则应该保持溶液中c(OH-)≥_________mol·L-1[当c(Mn2+)≤10-5mol·L-1时,即可认为溶液中Mn2+沉淀完全]。
(2)Mn(OH)2还可以通过MnO2与SO2气体充分接触,再与石灰乳反应制得,写出该反应的总的化学方程式:
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(3)一种含Mn2+的结晶水合物组成为AxMnyBz·mH2O(A表示一种阳离子,B表示一种阴离子)。现称取39.10 g 晶体配成100 mL溶液X,取20 mL溶液X,向其中加入足量的氢氧化钠溶液,加热,得到896 mL气体(标准状况);另