题目内容

重铬酸钠(Na2Cr2O7·2H2O)俗称红矾钠,是一种重要的无机盐产品,可作氧化剂,在印染、颜料、电镀、医药等工业方面有广泛的用途。某化学兴趣小组设计实验测定市场上的红矾钠中Na2Cr2O7的质量分数,其步骤如下:

I.称取Wg红矾钠,溶于酸配成l00mL溶液;

Ⅱ.用cmol·L-1的标准KMnO4酸性溶液滴定20.00mL一定浓度的FeSO4溶液,消耗KMnO4溶液20.00rnL;

Ⅲ。取20.00mL Na2Cr2O7溶液,用上述FeSO4溶液滴定,达到滴定终点时,消耗24.00mLFeSO4溶液;

查阅资料知:Cr2O72-在酸性条件下具有强氧化性,易被还原为Cr3+

回答下列问题:

(1)Na2Cr2O7与FeSO4的反应离子方程式为            .

(2)步骤Ⅱ中的滴定过程,滴定终点的现象为        ;选用       (填“酸式”或“碱式”)滴定管。

(3)已知:MnO4-+5Fe2++8H+==Mn2++5Fe3++4H2O,此红矾钠中Na2Cr2O7的质量分数的表达式为          

(4)判断下列操作对Na2Cr2O7的质量分数测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”):

①步骤Ⅲ中的滴定过程,滴定终点读数时俯视读数      

②配制c mol·L-1的KMnO4标准溶液时,转移时有少量溶液洒出       

(5)[实验探究]有同学提出FeSO4有很强的还原性,在空气中易被氧化而变质,因此对测定结果会造成影响,请你分析后指出,如果FeSO4变质,对测定结果的影响是       (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

请设计一个简单实验检验FeSO4溶液是否变质              

 

【答案】

(16分)

(1)Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O  (3分)

(2)溶液由浅绿色刚变浅紫色,并保持半分钟不变(2分)      酸式(1分)

(3)%。(2分)

(4)偏低(2分)  偏高(2分)

(5)无影响(2分)取少量FeSO4溶液,向其中滴入KSCN溶液,若溶液变红,则说明FeSO4溶液已变质,反之,说明FeSO4溶液没有变质(2分)

【解析】

试题分析:

(1)根据题意确定氧化还原反应中反应物、生成物并配平;

(2)由元素及化合物性质知待测液中Fe2+浅绿色,当滴定完成时MnO-4为浅紫色;盛放酸性、氧化性试剂应该选择酸式滴定管。

(3)根据题中比例关系,可知c(Na2Cr2O7)= cmol·L-1,Na2Cr2O7的质量分数为= %。

(4)①中俯视读数会使V(FeSO4)偏小。②中溶液洒出,会使c(FeSO4)偏大,

(5)即使FeSO4变质,用KMnO4标准溶液也可准确测出溶液中FeSO4真实浓度,故对结果无影响。

考点:本题以探究实验为基础,考查了元素及化合物性质、探究基本方法、氧化还原反应以及滴定,化学计算知识。

 

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重铬酸钠(Na2Cr2O7)主要用于印染、制革、医药、电镀等.工业上以铬铁矿(主要成分FeO?Cr2O3)、碳酸钠、氧气和硫酸为原料生产重铬酸钠(Na2Cr2O7?2H2O)的主要反应如下:
①4FeO?Cr2O3+8Na2CO3+7O2
高温
.
.
8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
②2Na2CrO4+H2SO4═Na2SO4+Na2Cr2O7+H2O
(1)反应①是在回转窑中进行,反应时需不断搅拌,其目的是
使反应物充分接触,加快反应速率
使反应物充分接触,加快反应速率

(2)右图是红矾钠(Na2Cr2O7?2H2O)和Na2SO4的溶解度曲线.从Na2Cr2O7和Na2SO4的混合溶液中提取Na2Cr2O7晶体的操作:先将混合溶液蒸发浓缩,趁热过滤.趁热过滤的目的是
有利于硫酸钠结晶析出,可以防止Na2Cr2O7?2H2O结晶析出
有利于硫酸钠结晶析出,可以防止Na2Cr2O7?2H2O结晶析出
;然后将滤液
冷却结晶
冷却结晶
,从而析出红矾钠.
(3)Na2Cr2O7与KCl或K2SO4进行复分解反应可制取K2Cr2O7,现用Na2Cr2O7与KCl来制备K2Cr2O7,简述操作步骤(有关物质的溶解度见右表):
较高温度下将Na2Cr2O7与KCl配成饱和溶液后混合,再降低温度到0℃冷却结晶,过滤洗涤,可得K2Cr2O7
较高温度下将Na2Cr2O7与KCl配成饱和溶液后混合,再降低温度到0℃冷却结晶,过滤洗涤,可得K2Cr2O7
 温度  0℃  100℃
 溶解度
 物质
 K2Cr2O7  4.6g 94.1g 
 KCl  28g 55g 
 NaCl  35g 39g 
(4)重铬酸钾可用于铁矿石中铁的含量测定,实验步骤如下:
步骤1:将mg铁矿石加浓盐酸加热溶解
步骤2:加入SnCl2溶液将Fe3+还原至黄色消失
步骤3:将所得溶液冷却,加入HgC2溶液,将过量的Sn2+氧化为Sn4+
步骤4:加入15mL硫酸和磷酸的混合酸及5滴O.2%二苯胺磺酸钠指示剂
步骤5:立即用cmol?L.重铬酸钾溶液滴定至溶液呈稳定紫色,即为终点,消耗重铬酸钾溶液VmL
①写出SnCl2还原Fe3+的离子方程式
2Fe3++Sn2+=Sn4++2Fe2+
2Fe3++Sn2+=Sn4++2Fe2+

②如省去步骤③,则所测定的铁的含量
偏高
偏高
(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).
③步骤5使用的玻璃仪器有
酸式滴定管、锥形瓶
酸式滴定管、锥形瓶
(2012?江苏一模)重铬酸铵[(NH42Cr2O7]是一种桔黄色结晶,可用作有机合成催化剂、实验室制纯净的N2及Cr2O3等.实验室可由工业级铬酸钠(Na2CrO4)为原料制取.有关物质溶解度如图所示.实验步骤如下:
步骤1:将铬酸钠溶于适量的水,加入一定量浓硫酸酸化,使铬酸钠转化为重铬酸钠.
步骤2:将上述溶液蒸发结晶,并趁热过滤.
步骤3:将步骤二得到的晶体再溶解,再蒸发结晶并趁热过滤.
步骤4:将步骤三得到的滤液冷却至40℃左右进行结晶,用水洗涤,获得重铬酸钠晶体.
步骤5:将步骤四得到的重铬酸钠和氯化铵按物质的量之比1:2溶于适量的水,加热至105~110℃时,让其充分反应.
(1)步骤1是一个可逆反应,该反应的离子方程式为
2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O
2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O

(2)步骤2、3的主要目的是
除去硫酸钠杂质
除去硫酸钠杂质

(3)步骤4在40℃左右结晶,其主要目的是
尽量使硫酸钠不析出
尽量使硫酸钠不析出

(4)步骤5中获得(NH42Cr2O7还需补充的操作有
冷却结晶、过滤、洗涤及干燥
冷却结晶、过滤、洗涤及干燥

(5)(NH42Cr2O7受热分解制取Cr2O3的化学方程式为
(NH42Cr2O7═Cr2O3+N2↑+4H2O
(NH42Cr2O7═Cr2O3+N2↑+4H2O

(6)对上述产品进行检验和含量测定.
①检验产品中是否有K+,其操作方法及判断依据是
用洁净的铂丝在酒精灯上灼烧至无色,然后蘸取晶体或者其溶液少许,在酒精灯火焰上灼烧,通过蓝色钴玻璃观察,若火焰显示蓝色说明含有钾离子,否则不含
用洁净的铂丝在酒精灯上灼烧至无色,然后蘸取晶体或者其溶液少许,在酒精灯火焰上灼烧,通过蓝色钴玻璃观察,若火焰显示蓝色说明含有钾离子,否则不含

②为了测定上述产品中(NH42Cr2O7的含量,称取样品0.150g,置于锥形瓶中,加50mL水,再加入2gKI(过量)及稍过量的稀硫酸溶液,摇匀,暗处放置10min,然后加150mL蒸馏水并加入3mL 0.5%淀粉溶液,用0.1000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液30.00mL,则上述产品中(NH42Cr2O7的纯度为
84%
84%
(假定杂质不参加反应,已知:Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O,I2+2S2O
 
2-
3
═2I-+S4O
 
2-
6

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