1、1题型三 “组成、含量”测定分析题1(2018淮安、宿迁等高三质检)硫酸亚铁铵(NH4)aFeb(SO4)cdH2O 又称莫尔盐，是浅绿色晶体。用硫铁矿(主要含 FeS2、SiO 2等)制备莫尔盐的流程如下：已知：“还原”时，FeS 2与 H2SO4不反应，Fe 3 通过反应、被还原，反应如下：FeS214Fe 3 8H 2O=15Fe2 2SO 16H 24(1)写出“还原”时 Fe3 与 FeS2发生还原反应的离子方程式：_。实验室检验“还原”已完全的方法是_。(2)“还原”前后溶液中部分离子的浓度见下表(溶液体积变化忽略不计)：离子浓度(molL 1 )离子还原前 还原后SO24 3.2
2、0 3.40Fe2 0.05 2.152请计算反应、中被还原的 Fe3 的物质的量之比为_。(3)称取 11.76 g新制莫尔盐，溶于水配成 250 mL溶液。取 25.00 mL该溶液加入足量的BaCl2溶液，得到白色沉淀 1.398 g；另取 25.00 mL该溶液用 0.020 0 molL1 KMnO4酸性溶液滴定，当 MnO 恰好完全被还原为 Mn2 时，消耗溶液的体积为 30.00 mL。试确定莫尔4盐的化学式(请写出计算过程)_。答案 (1)FeS 22Fe 3 =3Fe2 2S 取少量“还原”后的溶液，向其中滴加数滴 KSCN溶液，如果溶液变红则“还原”未完全，反之，已完全(2
3、)72 (3)原样品中的 n(SO )101.398 g233 gmol 1 0.06 mol24n(MnO )0.020 0 molL 1 0.03 L0.000 6 mol4由得失电子守恒可知：n(Fe2 )5 n(MnO )0.003 mol4原样品中 n(Fe2 )0.03 mol，由电荷守恒可知：原样品中 n(NH )0.06 mol4由质量守恒： n(H2O)0.18 mol化学式为：(NH 4)2Fe(SO4)26H2O或 (NH 4)2SO4FeSO46H2O解析 (1)“还原”时 Fe3 与 FeS2发生还原反应生成 S，反应的离子方程式：FeS22Fe 3 =3Fe2 2S
4、。实验室检验“还原”已完全就是检验 Fe3 不存在，方法是取少量“还原”后的溶液，向其中滴加数滴 KSCN溶液，如果溶液变红则“还原”未完全，反之，已完全。(2)“还原”前后溶液中 c(Fe2 )的变化为 2.10 molL1 ， c(SO )的变化为 0.20 24molL1 ，对应反应的 c(Fe2 )的变化为 1.50 molL1 ，其中被还原的 c(Fe3 )为 1.40 molL1 ，反应的c(Fe2 )的变化为(2.101.50) molL1 0.60 molL1 ，其中被还原的 c(Fe3 )为 0.40 molL1 ，所以反应、中被还原的 Fe3 的物质的量之比为 1.400.
5、4072。2(2018江苏省百校高三 12月大联考)某兴趣小组用碱式碳酸铜CuCO 3Cu(OH)2制取铜3粉并测定铜粉纯度的实验如下：步骤 1：将一定量的碱式碳酸铜置于烧杯中，向烧杯中加入 N2H4的水溶液，边搅拌边加热，有大量的气体生成和红色铜析出，将沉淀过滤、低温干燥得红色粉末。步骤 2：称取 1.960 0 g红色粉末于烧杯中，缓慢加入足量稀硫酸，边加热边通入氧气使粉末完全溶解。冷却，将溶液移入 100 mL 容量瓶中，用水稀释至刻度。步骤 3：准确量取 20.00 mL的溶液，调节溶液呈弱酸性，向其中加入过量的 KI，充分反应后，以淀粉溶液作指示剂，用 0.200 0 molL1 N
6、a2S2O3标准溶液滴定，滴定终点时共消耗Na2S2O3标准溶液 30.00 mL。过程中所发生的反应如下：Cu 2 I CuII (未配平)，3I S 2O =S4O I (未配平)。3 23 26(1)步骤 1中所发生反应的化学方程式为_。(2)步骤 2 中所发生反应的离子方程式为_。(3)步骤 3 中加入过量 KI的作用是_。(4)若铜粉中杂质不参与步骤 3 的反应，通过计算确定红色粉末中含铜的质量分数(写出计算过程)_。答案 (1)CuCO 3Cu(OH)2N 2H4 2CuN 23H 2OCO 2= = = = = (2)2CuO 24H =2Cu2 2H 2O(3)增大 I 的浓度
7、，提高 Cu2 的转化率(4)n(Na2S2O3)0.200 0 molL1 0.030 00 L0.006 0 mol，根据2Cu2 5I 2CuII ，I 2S 2O =S4O 3I ，有 2Cu2 I 2S 2O ，则3 3 23 26 3 23n(Cu2 ) n(Na2S2O3)0.006 0 mol，因此红色粉末中铜的质量为 0.006 0 mol64 gmol1 1.920 0 g，铜的质量分数为 100%97.96%100 mL20 mL 1.920 0 g1.960 0 g解析 (1)步骤 1：将一定量的碱式碳酸铜置于烧杯中，向烧杯中加入 N2H4的水溶液，边搅拌边加热，有大量
8、的气体生成和红色铜析出，根据氧化还原反应的规律，Cu 元素化合价降4低，则 N元素化合价升高，根据题意应该生成氮气，反应的化学方程式为 CuCO3Cu(OH)2N 2H4 2CuN 23H 2OCO 2。= = = = = (3)步骤 3 中加入过量 KI，可以增大 I 的浓度，使 Cu2 I CuII 平衡正向移动，3提高 Cu2 的转化率。3(2018盐城市高三上学期期中)Fe 2(OH)n(SO4)3 n/2m (聚合硫酸铁，PFS) 广泛用于饮用水等的净化处理。一种制备 PFS 并测定其盐基度的步骤如下：称取一定量的 FeSO47H2O溶于适量的水和浓硫酸中。不断搅拌下，以一定的滴速滴
9、入 30%的 H2O2溶液，至 FeSO4充分氧化。经聚合、过滤等步骤制得液态产品：PFS 溶液。称取步骤产品 1.500 0 g 置于 250 mL 锥形瓶中，加入适量稀盐酸，加热至沸，趁热加入稍过量的 SnCl2溶液(Sn 2 2Fe 3 =2Fe2 Sn 4 )，多余的 SnCl2用 HgCl2氧化除去，再加入硫酸磷酸组成的混酸及指示剂，立即用 0.100 0 molL1 K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2 (K2Cr2O7被还原为 Cr3 )直至终点，消耗 K2Cr2O7溶液 20.00 mL。另称取步骤产品 1.500 0 g 置于 250 mL 聚乙烯锥形瓶中，加入 25 mL 0
10、.500 0 molL1 盐酸、20 mL煮沸后冷却的蒸馏水，摇匀并静置，再加入 10 mL KF溶液(足量，掩蔽 Fe3 )，摇匀，然后加入酚酞指示剂，用 0.500 0 molL1 的 NaOH溶液滴定过量的盐酸直至终点，消耗 NaOH溶液 16.00 mL。(1)步骤采用“滴入”而不是一次性加入 H2O2氧化 Fe2 的操作，是因为_。(2)步骤K 2Cr2O7溶液滴定 Fe2 时发生反应的离子方程式为_。(3)步骤用 NaOH 溶液滴定时，已达滴定终点的判断依据是_。(4)盐基度( B)是衡量聚合硫酸铁质量的一个重要指标聚合硫酸铁Fe 2(OH)n(SO4)3 n/2 m中B 100%
11、 。通过计算确定产品的盐基度(写出计算过程 )nOH 3nFe3 _5_。答案 (1)减少 H2O2分解损失(2)Cr2O 6Fe 2 14H =2Cr3 6Fe 3 7H 2O 27(3)当滴入最后一滴 NaOH溶液时，溶液由无色变为(浅)红色且半分钟内红色不褪去(4)n(Fe3 )6 n(Cr2O )60.100 0 molL 1 20.00103 L1.20010 2 mol，27n(OH )0.500 0 molL1 25.00103 L0.500 0 molL1 16.00103 L4.50010 3 mol， B 100%12.50% ，产品的盐基度为4.50010 3 mol31
12、.20010 2 mol12.50%解析 (1)步骤采用“滴入”而不是一次性加入 H2O2氧化 Fe2 的操作，是因为生成的Fe3 能催化 H2O2的分解，从而达到减少 H2O2分解损失的目的。4K 3Fe(C2O4)3(三草酸合铁酸钾)可用于摄影和蓝色印刷。工业上以 H2C2O4(草酸)、FeC2O4(草酸亚铁)、K 2C2O4(草酸钾)、双氧水等为原料制备 K3Fe(C2O4)3的反应原理如下：氧化：6FeC 2O43H 2O26K 2C2O4=4K3Fe(C2O4)32Fe(OH) 3 转化：2Fe(OH) 33K 2C2O43H 2C2O4=2K3Fe(C2O4)36H 2O (1)制
13、备 1 mol 三草酸合铁酸钾至少需要 H2O2的物质的量为_。(2)制备过程中需防止草酸被 H2O2氧化，写出草酸被 H2O2氧化的化学方程式：_。(3)K3Fe(C2O4)3xH2O(三草酸合铁酸钾晶体)是一种光敏材料，为测定该晶体中草酸根的含量和结晶水的含量，某实验小组进行了如下实验：称量 9.820 g三草酸合铁酸钾晶体，配制成 250 mL溶液。取所配溶液 25.00 mL于锥形瓶中，滴加 KMnO4溶液至 C2O 全部转化成 CO2时，恰好消24耗 24.00 mL 0.100 0 molL1 KMnO4溶液。计算该晶体的化学式，并写出计算过程_。答案 (1)0.5 mol(2)H
14、2C2O4H 2O2=2CO22H 2O 6(3)消耗 KMnO4的物质的量为 0.100 0 molL1 0.024 L0.002 4 mol，依据化学方程式：5C 2O 2MnO 16H =2Mn2 8H 2O10CO 2，24 4可知： n(C2O ) mol50.006 mol。240.002 42250 mL原溶液中 C2O 的物质的量为 0.006 mol100.06 mol，24则 nK3Fe(C2O4)30.06 mol 0.02 mol。139820 g 三草酸合铁酸钾晶体中结晶水的质量为 9.820 g437 gmol 1 0.02 mol1.08 g，则 n(H2O) 0
15、.06 mol。1.08 g18 gmol 1综上所述，该晶体的化学式为 K3Fe(C2O4)33H2O解析 根据反应：6FeC 2O43H 2O26K 2C2O4=4K3Fe(C2O4)32Fe(OH) 3和 2Fe(OH)33K 2C2O43H 2C2O4=2K3Fe(C2O4)36H 2O得关系式：3H 2O26K 3Fe(C2O4)3，则制备 1 mol三草酸合铁酸钾至少需要 H2O2的物质的量为 0.5 mol。5(2018苏州高三调研)纳米材料镍粉(Ni)是一种高性能电极材料。其制备过程如下：步骤：取 0.2 molL1 的硝酸镍溶液，调节 pH除铁后，加入活性炭过滤。步骤：向所得
16、滤液中滴加 1.5 molL1 的 NaHCO3溶液使 Ni2 完全沉淀，生成xNiCO3yNi(OH)2zH2O。步骤：将产生的沉淀用大量高纯水清洗并用离心机甩干。步骤：加入稍过量的肼溶液(N 2H4H2O)，使上述沉淀还原完全，将生成的 Ni水洗后，再用 95%的乙醇浸泡后晾干。(1)步骤 中去除杂质 Fe3 (使其浓度10 6 molL1 )，需调节溶液 pH的范围为_。( KspNi(OH)2210 15 ， KspFe(OH)3110 39 )(2)当 x y z111 时，写出步骤中产生沉淀的离子方程式：_。(3)步骤中采用 95%的乙醇浸泡的目的是_。(4)为测定 xNiCO3y
17、Ni(OH)2zH2O的组成，进行如下实验：准确称取 7.54 g样品与过量的肼溶液(N 2H4H2O)充分反应，共收集到 1.12 L N2和 CO2混合气体(已换算成标准状况)。7另取等质量的样品充分灼烧，冷却后称得残留固体 NiO的质量为 4.5 g。通过计算确定 xNiCO3yNi(OH)2zH2O的化学式(写出计算过程)。答案 (1)37(2)2Ni2 4HCO =NiCO3Ni(OH)2H2O3CO 23(3)除去水，便于快速晾干(4)n(CO2) n(N2) 0.05 mol； n(NiO) 0.06 mol。1.12 L22.4 Lmol 1 4.5 g75 gmol 1设 7
18、.54 g样品中含有 NiCO3、Ni(OH) 2的物质的量分别为 a、 b，则有： a 0.05 a b2mol， a b0.06 mol；解得： a0.02 mol、 b0.04 mol754 g样品中含有结晶水的物质的量： n(H2O)(7.54 g0.02 mol119 gmol1 0.04 mol93 gmol1 )18 gmol1 0.08 mol， n(NiCO3) nNi(OH)2n(H2O)0.02 mol0.04 mol0.08 mol124 ，故该样品的化学式为 NiCO32Ni(OH)24H2O解析 (1)根据 KspNi(OH)2210 15 ， KspFe(OH)3110 39 ，Ni 2 开始沉淀的pH14 14 14lg(110 7 )7，Fe 3( lgKspNiOH2cNi2 ) ( lg210 150.2 )沉淀完全时的pH14 14 14lg(110 11 )3，步骤( lg3KspFeOH3cFe3 ) ( lg3110 39110 6)中去除杂质 Fe3 ，需调节溶液 pH的范围为 37。
