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课后作业33物质的定量分析(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题包括12小题,每小题5分,共60分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.电子天平是定量分析中常用的精密仪器,下列关于电子天平的说法正确的是()A.电子天平操作方便、读数稳定、准确度高,不同型号的电子天平具有相同的精确度B.电子天平是电子仪器,十分精密,不需要校准和调零C.电子天平有归零键,烧杯不洁净或潮湿不影响使用D.电子天平使用时,要关上附近的窗户,不要撞击使用天平所在的桌面;读数时,侧门应关闭,防止气流影响称重答案D解析电子天平十分精密,不同型号的电子天平具有不同的精确度;使用时需要校准和调零;烧杯不洁净或者潮湿都不能使用其称量。2.下列关于滴定的说法正确的是()A.所有的滴定实验都需要加指示剂B.滴定实验中待测溶液一定盛放于锥形瓶中C.酸碱中和滴定只适用于强酸或强碱浓度的测定D.所有的滴定都需要用到酸式或碱式滴定管答案D解析A项,用酸性KMnO4溶液进行的氧化还原滴定一般不需再另加指示剂;B项,待测液和标准液都可盛放在锥形瓶中;C项,酸碱中和滴定也可用于弱酸、弱碱浓度的测定;D项,不管哪种滴定都需要用滴定管逐滴滴加液体。3.在25 mL的碱式滴定管中盛有溶液,液面恰好在20 mL刻度处,现将滴定管内溶液全部放出,流入量筒内,所得溶液的体积为()A.5 mLB.20 mLC.大于5 mLD.小于5 mL答案C解析滴定管最上端的刻度为0,且滴定管最下端的一部分溶液并不能通过滴定管刻度反映出来。4.下列有关实验的叙述,正确的是()A.用待测液润洗滴定用的锥形瓶B.用玻璃棒蘸取溶液,点在湿润的pH试纸上测定其pHC.为减小中和滴定误差,锥形瓶应洗净烘干后才能使用D.读取滴定管内液体的体积,俯视读数导致读数偏小答案D解析用待测液润洗锥形瓶相当于增加待测液,会引起滴定误差,A错;pH试纸不能润湿,润湿后会改变待测液的浓度,可能导致测定结果不准,B错;C项中,锥形瓶不需要烘干,洗净即可。5.已知常温、常压下,饱和CO2的水溶液的pH=3.9,则可推断用标准盐酸滴定NaHCO3溶液时,适宜选用的指示剂及滴定终点时颜色变化的情况是()A.石蕊,由蓝变红B.甲基橙,由橙变黄C.酚酞,红色褪去D.甲基橙,由黄变橙答案D解析甲基橙的变色范围在pH=3.14.4,与该滴定后溶液的pH(3.9)接近,故应选择甲基橙作指示剂;因滴定时溶液的pH由大到小,故甲基橙由黄变橙。6.(2018温州选考二模)某兴趣小组进行某补血剂中铁元素含量测定实验流程如下:补血剂10片滤液红褐色悬浊液氧化铁固体w g下列说法不正确的是()A.步骤研磨时研杵应保持垂直,小心压碎或研磨试样B.步骤加入H2O2(aq)的作用是将Fe2+完全氧化C.步骤中的多步操作为过滤、洗涤、灼烧、冷却、称重D.每片补血剂中铁元素的质量为0.7w g答案D解析将补血剂研细,向药片中加入稀硫酸,然后过滤得到沉淀,向滤液中加入双氧水,发生反应2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O,向溶液中加入过量氨水生成红褐色沉淀,将红褐色沉淀灼烧得到红棕色固体Fe2O3。步骤研磨时研杵应保持垂直,小心压碎或研磨试样,以防研磨时固体飞出研钵,故A正确;步骤加入H2O2溶液的作用是将Fe2+完全氧化成铁离子,便于沉淀,故B正确;步骤中的一系列操作依次是过滤;洗涤;灼烧;冷却;称量;恒重操作确保氢氧化铁完全分解成了氧化铁,故C正确;wg固体为氧化铁,固体中m(Fe)=112g160gmol-1w=0.7wg,每片补血剂中铁元素的质量为0.07wg,故D错误。7.下列几种情况,对中和滴定结果无影响的是()A.滴定前标准液在零刻度以上B.盛未知浓度溶液的锥形瓶里有少量蒸馏水C.滴定管用蒸馏水冲洗后即注入标准液D.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度答案B解析A.由于滴定前标准液在零刻度以上,滴定中用去的零刻度以上那部分的标准液的体积不在滴定后读出的V标的体积内,也就是实际用去的标准溶液的体积比V标要大,所以这样操作测得的待测溶液浓度偏小。B.盛装待测液的锥形瓶内有水的话,虽然使锥形瓶内的溶液浓度变稀了,但待测溶液中溶质的物质的量没有变化,因而对测定结果无影响。C.滴定管用蒸馏水冲洗后,未用标准溶液润洗,使滴定管内的标准溶液变稀,V标变大,导致待测溶液浓度偏大。D.滴定管滴定前读数正确,滴定后,读数时视线俯视,使V标读数变小,结果使所测溶液浓度偏低。8.已知锌能溶解在NaOH溶液中,生成Na2Zn(OH)4和H2。某同学据此设计了测定镀锌铁皮锌镀层厚度的实验方案,将单侧面积为S、质量为m1的镀锌铁皮与石墨用导线相连,放入6 molL-1 NaOH溶液中,当石墨棒上不再有气泡产生时,取出铁片用水冲洗、烘干后称量,质量为m2。下列说法正确的是()A.设锌镀层厚度为h,锌的密度为,则m1-m2S=hB.锌电极上的电极反应式为Zn+4OH-2e-Zn(OH)42-C.锌和石墨形成原电池,外电路中电流从锌流向石墨D.当石墨电极上不再产生气泡时,如不立即取出铁皮,会使测定结果偏低答案B解析通过题意可知,金属减小的质量就是Zn的质量,所以通过质量体积厚度的关系可得到答案,但要注意,金属有两面,故其厚度为m1-m22S=h,A项错误;因为发生电化学反应,Zn电极上的电极反应为Zn+4OH-2e-Zn(OH)42-,B项正确;C项,外电路中,电流从电池正极流向负极,故从石墨流向Zn,C项错误;D项,铁与NaOH溶液不反应,故对测定结果不会有影响,D项错误。9.用已知物质的量浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作会导致测定结果偏低的是()酸式滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗碱式滴定管用蒸馏水洗后未用待测液润洗滴定前酸式滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失取待测碱液时滴定管尖嘴处未充满溶液锥形瓶用蒸馏水洗后再用待测液润洗滴定时摇晃锥形瓶时将液体溅出瓶外滴定过程中,滴定管活塞处漏出液体读取标准溶液体积时,滴定前仰视,滴定后俯视A.B.C.D.答案D解析用盐酸滴定NaOH溶液时:c(NaOH)=c(HCl)V(HCl)V(NaOH),主要分析c(HCl)、V(HCl)、V(NaOH)对c(NaOH)的影响。使标准盐酸稀释必然消耗更多盐酸,即V(HCl)偏大,c(NaOH)偏大;使待测碱液稀释,滴定时消耗盐酸体积减小,因而c(NaOH)偏小;中滴定后将有部分盐酸补满尖嘴,即V(HCl)偏大,则c(NaOH)偏大;将出现待测液实际偏小,消耗V(HCl)偏小,则c(NaOH)偏小;将使待测液量增多,滴定时用去标准盐酸的体积增大,则c(NaOH)偏大;将使待测液量减少,滴定时用去标准盐酸的体积减小,则c(NaOH)偏小;读取的标准盐酸的体积增大,则c(NaOH)偏大;中读取标准盐酸时,滴定前仰视,滴定后俯视,这样读取的标准盐酸的体积减小,则c(NaOH)偏小。10.某化学小组,将剪下的一块镀锌铁放入试剂瓶中,并滴入食盐水浸湿,再加数滴酚酞溶液,按如图装置进行实验,数分钟后观察,下列现象不可能出现的是()A.乙中导气管中产生气泡B.乙中导气管里形成一段水柱C.金属片剪口处溶液变红D.锌被腐蚀答案A解析镀锌铁在中性溶液中剪口处可以发生吸氧腐蚀,锌为负极被腐蚀,溶解在NaCl溶液中的氧气得电子生成OH-。11.为测定某镁铝合金样品中铝的含量,进行下列实验:取一定量合金,加入100 mL 0.3 molL-1稀硫酸,合金完全溶解,产生标准状况下的气体560 mL;再加入0.2 molL-1 NaOH溶液至沉淀质量恰好不再变化,用去350 mL NaOH溶液。则所取样品中铝的物质的量为()A.0.005 molB.0.01 molC.0.025 molD.0.03 mol答案B解析加入0.2molL-1NaOH溶液至沉淀质量恰好不再变化时,含钠离子的物质只有硫酸钠和NaAl(OH)4。溶液中含硫酸钠0.03mol,因此,含NaAl(OH)40.01mol,由此推得原镁铝合金中含铝0.01mol。12.用下图装置测定水中氢、氧元素的质量比,其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和U形管的质量差,实验测得m(H)m(O)18。下列对导致这一结果的原因的分析中,一定错误的是()A.、装置之间缺少干燥装置B.CuO没有全部被还原C.装置中玻璃管内有水冷凝D.装置后缺少干燥装置答案B解析通氢气前后玻璃管的质量差为反应的CuO中O的质量,反应前后U形管的质量差为反应生成的水的质量。、装置之间没有干燥装置,则使中反应带出的水蒸气进入U形管使水的质量增大,则H质量增加,导致m(H)m(O)18。若装置有水冷凝,则使测得的水的质量减小,设冷凝水质量为m,则H质量减小m9,但装置质量增加m,即测得O质量减小m,由于m(H)m(O)=18,若设m(H)=n,则m(O)=8n,则测得的m(H)m(O)=n-m98n-m=18+m72(8n-m)18,因此测得m(H)m(O)18。装置后缺少干燥装置,会导致CaCl2吸收空气中的水蒸气,导致测得水的质量增加,m(H)m(O)18。只有B中CuO没有被完全还原,对m(H)m(O)的测定没有影响,因此一定错误。二、非选择题(本题包括3小题,共40分)13.(14分)(2018山西太原高三三模)三氯氧磷(POCl3)常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料,实验室制备POCl3并测定产品含量的实验过程如下:.制备POCl3。采用氧气氧化液态PCl3法制取POCl3,实验装置(加热及夹持仪器略)如图所示:已知:Ag+SCN-AgSCN;Ksp(AgCl)Ksp(AgSCN);磷酸银溶于硝酸。PCl3和POCl3的相关信息如下表:物质熔点/沸点/相对分子质量其他PCl3-112.076.0137.5两者互溶,均为无色液体,遇水均剧烈反应生成含氧酸和氯化氢POCl32.0106.0153.5(1)POCl3遇水反应的化学方程式为。(2)装置B的作用除干燥O2外,还有的作用。干燥管的作用是。(3)反应温度要控制在6065 ,原因是。.测定POCl3产品的含量。实验步骤:制备POCl3实验结束后,待三颈烧瓶中的液体冷却至室温,准确称取30.7 g POCl3产品,置于盛有60.00 mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成100.00 mL溶液。取10.00 mL溶液于锥形瓶中,加入10.00 mL 3.2 molL-1 AgNO3标准溶液。加入少许硝基苯用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖。以X为指示剂,用0.2 molL-1 KSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液,达到滴定终点时共用去10.00 mL KSCN溶液。(4)步骤中加入硝基苯的作用是。若无此操作,所测产品中氯元素的质量分数将会(填“偏大”“偏小”或“不变”)。(5)步骤中X为,产品中POCl3的质量分数为。答案(1) POCl3+3H2OH3PO4+3HCl(2)平衡压强、观察O2的流速防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶(3)温度过低,反应速率太慢;温度过高,PCl3易挥发,利用率低(4)防止在滴加KSCN溶液时,将AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀偏小(5)Fe(NO3)350%解析.(1)POCl3遇水会发生水解,根据原子守恒可知反应的方程式为:POCl3+3H2OH3PO4+3HCl。(2)B装置导管和大气相连,则B还有平衡压强、观察O2的流速的作用;POCl3遇水会发生反应,干燥管可以防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶与POCl3发生反应。(3)PCl3的沸点为76.0,若温度过低,反应速率太慢;温度过高,PCl3易挥发,导致PCl3的利用率低,所以反应温度要控制在6065。.(4)实验过程中加入硝基苯的目的是覆盖氯化银,防止沉淀转化生成AgSCN沉淀而导致数据不准确。如无此操作,部分AgCl沉淀会转化为Ag+,使所测Cl元素含量偏小。(5)由于是用KSCN溶液滴定溶液中过量的Ag+,而Fe(SCN)3溶液是血红色溶液,所以可用含有Fe3+的Fe(NO3)3溶液作指示剂,当溶液中Ag+反应完全后,再滴加的KSCN溶液就会与溶液中的Fe3+作用,使溶液变为血红色;根据物质的元素组成及关系式可知POCl33HCl3Ag+,n(Ag+)=0.032mol-0.002mol=0.03mol,n(POCl3)=0.01mol,所以三氯氧磷的含量为0.01mol153.5gmol-11001030.7g100%=50%。14.(14分)(2018江西抚州临川一中期中考试)氯酸镁Mg(ClO3)2常用作小麦催熟剂、除草剂等,实验室制备少量Mg(ClO3)26H2O的流程如下:已知:卤块主要成分为MgCl26H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。回答下列问题:(1)调pH时,加入MgO的原因。(2)加入BaCl2溶液的目的是除去SO42-,如何检验SO42-已沉淀完全?。(3)加入NaClO3饱和溶液后发生反应的类型为,再进一步制取Mg(ClO3)26H2O的实验步骤依次为:蒸发浓缩、;过滤、洗涤。(4)产品中Mg(ClO3)26H2O含量的测定:步骤1:准确称量4.00 g产品配成100 mL溶液。步骤2:取10 mL于锥形瓶中,加入10 mL稀硫酸和30.00 mL 1.000 molL-1的FeSO4溶液,微热。步骤3:冷却至室温,用0.100 molL-1 K2Cr2O7溶液滴定至终点,此过程中反应的离子方程式为:Cr2O72-+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O。步骤4:将步骤2、3重复两次,平均消耗K2Cr2O7溶液30.00 mL。滴定时应用(“酸式”或“碱式”)滴定管。步骤2中发生反应的离子方程式为。产品中Mg(ClO3)26H2O的质量分数为。答案(1)能与H+反应增大pH,不引入新的杂质(2)静置,取上层清液加入BaCl2溶液,若无白色沉淀,则SO42-沉淀完全(3)复分解反应趁热过滤冷却结晶(4)酸式C1O3-+6Fe2+6H+6Fe3+C1-+3H2O74.75%解析(1)根据流程,加入高锰酸钾的目的是把Fe2+氧化成Fe3+;加入BaCl2溶液的目的是除去SO42-;加入MgO的目的是除去Fe3+,原理是加入MgO与H+反应,增大pH,使Fe3+以氢氧化铁形式沉淀出来,同时不引入新的杂质。(2)检验SO42-已完全除去的方法:静置,取上层清液加入BaCl2溶液,若无白色沉淀,则SO42-沉淀完全。(3)根据实验目的,加入NaClO3饱和溶液,发生复分解反应,生成Mg(ClO3)2;根据溶解度随温度变化曲线,采取蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤。(4)酸式滴定管盛放酸性溶液和具有强氧化性的溶液,碱式滴定管只能盛放碱性溶液,K2Cr2O7溶液具有强氧化性,因此用酸式滴定管盛放;ClO3-具有强氧化性,Fe2+具有还原性,发生氧化还原反应,ClO3-被还原成Cl-,Fe2+被氧化成Fe3+,因此离子反应方程式为:ClO3-+6Fe2+6H+6Fe3+Cl-+3H2O;发生的离子反应为Cr2O72-+6Fe2+14H+2Cr3+6Fe3+7H2O,此时消耗的Fe2+是与ClO3-反应剩下的Fe2+,剩下的Fe2+的物质的量为3010-30.16mol=1.810-2mol,与ClO3-反应的Fe2+物质的量为(30.0010-31.000-1.810-2)mol=1.210-2mol,因此消耗ClO3-物质的量为210-3mol,即Mg(ClO3)26H2O物质的量为110-3mol,即Mg(ClO3)26H2O质量分数为110-3mol299gmol-1100104.00g100%=74.75%。15.(12分)硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。(1)采用装置A,在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。气体a的成分是。若钢样中硫以FeS的形式存在,A中反应:3FeS+5O21+3。(2)将气体a通入测硫装置中(如下图),采用滴定法测定硫的含量。H2O2氧化SO2的化学方程式:。用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗z mL NaOH溶液,若消耗1 mL NaOH溶液相当于硫的质量为y g,则该钢样中硫的质量分数:。(3)将气体a通入测碳装置中(如下图),采用重量法测定碳的含量。气体a通过B和C的目的是。计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是。答案(1)O2、SO2、CO2Fe3O4SO2(2)H2O2+SO2H2SO4yzx(或yzx100%)(3)排除SO2对CO2测定的干扰吸收CO2前、后吸收瓶的质量解析(1)钢样中的碳、硫在装置A中高温加热条件下生成CO2和SO2,还有未反应的O2,故气体a的成分为O2、SO2、CO2。根据得失电子守恒和质量守恒定律配平化学方程式:3FeS+5O2Fe3O4+3SO2。(2)H2O2和SO2发生氧化还原反应:H2O2+SO2H2SO4。根据题意,消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为yg,则消耗zmLNaOH溶液,相当于硫的质量为yzg,所以钢样中硫的质量分数为yzx或yzx100%。(3)气体a中含有O2、SO2和CO2,在吸收CO2测定碳的含量时,也可能吸收SO2,故气体a通过装置B和C的目的是排除SO2对CO2测定的干扰。计算钢样中碳的质量分数,应测量吸收CO2前、后吸收瓶的质量,其质量差为CO2的质量。
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