题目内容

1．某研究小组模拟工业上以黄铁矿为原料制备硫酸的第一步反应如下：
4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2 进行以下实验，并测定该样品中FeS2样品的纯度（假设其它杂质不参与反应）．
实验步骤：称取研细的样品4.000g放入上图b装置中，然后在空气中进行煅烧．为测定未反应高锰酸钾的量（假设其溶液体积保持不变），实验完成后取出d中溶液10mL置于锥形瓶里，用0.1000mol/L草酸（H2C2O4）标准溶液进行滴定．
（已知：5SO2+2KMnO4+2H2O═K2SO4+2MnSO4+2H2SO4）
请回答下列问题：
（1）称量样品质量能否用托盘天平不能（填“能”或“不能”），取出d中溶液10mL需要用D准确量取（填序号）
A．容量瓶     B．量筒    C．碱式滴定管    D．酸式滴定管
（2）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是促进装置中的二氧化硫气体全部吸收
（3）已知草酸与高锰酸钾酸性溶液作用有CO2和Mn2+等物质生成，则滴定时发生反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O﹔判断滴定到达终点的方法是滴入最后一滴草酸溶液，溶液由紫红色变为无色，且半分钟内不恢复．
（4）已知滴定管初读数为0.10mL，末读数如图1所示，消耗草酸溶液的体积为15.00mL，
下列操作会导致该样品中FeS2的纯度测定结果偏高的是C（填序号）．
A．盛标准溶液的滴定管用蒸馏水洗涤后未用标准液润洗就装液滴定
B．锥形瓶用蒸馏水洗涤后未用待测液润洗
C．读取标准液读数时，滴定前平视，滴定到终点后俯视
D．滴定前滴定管尖嘴处有气泡未排除，滴定后气泡消失
（5）该样品中FeS2的纯度为90%．
（6）若用图2装置替代上述实验装置d，同样可以达到实验目的是②（填编号）．

分析 将空气通入浓硫酸中将空气干燥，在b中氧气和硫化亚铁发生反应为4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2，然后将气体再通入c中，发生的反应为2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，然后将气体通入d中，二氧化硫能被高锰酸钾溶液氧化生成硫酸，
（1）称量样品质量感量为0.001g，托盘天平感量为0.1g；
d中溶液呈酸性，应该用酸式滴定管量取；
（2）二氧化硫有毒不能直接排空，所以实验中应该将装置中二氧化硫排尽；
（3）草酸与高锰酸钾酸性溶液作用有CO2和Mn2+等物质生成，则滴定时发生反应的离子方程式为 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O﹔判断滴定到达终点的方法是滴入最后一滴草酸溶液，溶液由紫红色变为无色，且半分钟内不恢复；
（4）依据滴定管的结构，利用开始和结束的体积差值计算得到消耗草酸溶液的体积；
滴定过程中如果使用的草酸体积偏大，则测定的硫化亚铁的质量分数就偏小；
（5）依据灼烧反应和滴定反应的定量关系计算硫化亚铁的质量分数；
（6）装置d是用于吸收并测定产物中二氧化硫的含量，根据二氧化硫的化学性质进行判断．

解答 解：将空气通入浓硫酸中将空气干燥，在b中氧气和硫化亚铁发生反应为4FeS2+11O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2，然后将气体再通入c中，发生的反应为2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO，然后将气体通入d中，二氧化硫能被高锰酸钾溶液氧化生成硫酸，
（1）称量样品质量感量为0.001g，托盘天平感量为0.1g，所以不能代替；
d中溶液呈酸性，应该用酸式滴定管量取，故选D，
故答案为：不能；D；
（2）二氧化硫有毒不能直接排空，所以实验中应该将装置中二氧化硫排尽，否则会污染大气，故答案为：促进装置中的二氧化硫气体全部吸收；
（3）草酸与高锰酸钾酸性溶液作用有CO2和Mn2+等物质生成，则滴定时发生反应的离子方程式为 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O﹔判断滴定到达终点的方法是滴入最后一滴草酸溶液，溶液由紫红色变为无色，且半分钟内不恢复，
故答案为：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O；滴入最后一滴草酸溶液，溶液由紫红色变为无色，且半分钟内不恢复；
（4）依据滴定管的结构，利用开始和结束的体积差值计算得到消耗草酸溶液的体积为：15.10mL-0.10mL=15.00mL；
A．盛标准溶液的滴定管用蒸馏水洗涤后未用标准液润洗就装液滴定，导致草酸浓度降低，则使用的草酸体积偏大，导致未与二氧化硫反应的高锰酸钾物质的量偏大，硫化亚铁测定值偏低，故错误；
B．锥形瓶用蒸馏水洗涤后未用待测液润洗，不影响测定，故错误；
C．读取标准液读数时，滴定前平视，滴定到终点后俯视，导致草酸体积偏小，未与二氧化硫反应高锰酸钾物质的量偏大，测定值偏高，故正确；
D．滴定前滴定管尖嘴处有气泡未排除，滴定后气泡消失，导致草酸体积偏大，未与二氧化硫反应的高锰酸钾物质的量偏小，硫化亚铁的测定值偏低，故错误；
故答案为：15.00；C；
（5）依据反应的离子方程式计算与二氧化硫反应的高锰酸钾物质的量，得到二氧化硫的物质的量，结合元素守恒计算硫化亚铁的质量分数，结合反应的离子方程式计算得到：2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，100mL溶液中剩余高锰酸钾物质的量为：$\frac{2}{5}$×0.01500L×0.1000mol/L×10=0.006mol，与二氧化硫反应的高锰酸钾物质的量为：0.3000mol/L×0.1000L-0.006mol=0.024mol，结合反应5SO2+2KMnO4+2H2O═K2SO4+2MnSO4+2H2SO4可得：
5FeS2～10SO2～4KMnO4
5 4
n（FeS2） 0.024mol
n（FeS2）=0.03mol
样品中FeS2的纯度为：$\frac{0.03mol×120g/mol}{4.000g}$×100%=90%，
故答案为：90%；
（6）图2中，只有②能够与二氧化硫反应生成硫酸钡沉淀，可以替代装置d；而①无法吸收二氧化硫，③中空气不溶于水，干扰了二氧化硫的测定，
故答案为：②．

点评 本题考查探究物质组成及其含量测定，为高频考点，明确实验原理及滴定计算是解本题关键，侧重考查学生实验操作、分析及理解应用能力，注意滴定管刻度值特点，题目难度中等．

练习册系列答案
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3．化学与人类生产、生活密切相关，下列有关说法正确的是（　　）
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4．最近科学家成功以CO2为原料制成了一种新型的碳氧化合物，该化合物晶体中每个碳原子均以4个共价单键与氧原子结合为一种空间网状的无限延伸结构，则该晶体中碳原子采用sp3杂化与周围氧原子成键；晶体中碳氧原子个数比为1：2；碳原子数与C-O化学键数之比为1：4．
1．实验室里迅速制备少量氯气可利用以下反应：
2KMnO4+16HCl（浓）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
此反应常温下就可以迅速进行，而且对盐酸的浓度要求不高．
（1）标出上述氧化还原反应中电子转移的方向和数目：．
（2）该反应中，氧化剂是KMnO4还原剂是HCl．当有1mol氧化剂参加反应时，被氧化的还原剂的物质的量是5mol，产生氯气在标准状况下的体积为56L．
（3）HCl在此反应过程中表现出的化学性质有AB．
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（4）结合此反应原理，联系实际思考，实验室处理含MnO${\;}_{4}^{-}$废液时，要铁别注意什么问题？防止与含有Cl-的溶液混合．
8．下列说法中，正确的是（　　）
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B．从Na2CO3溶液中得到Na2C03，可用过滤法
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6．孔雀石主要含Cu2（OH）2CO3，还含少量铁的化合物和硅的化合物．以孔雀石为原料可制备CuCl2•3H2O及纯碱，流程如图所示．

已知：溶液A只含Cu2+、Fe2+、Fe3+三种金属离子，且三种离子沉淀时的pH如表所示．回答下列问题．
金属离子Fe3+Fe2+Cu2+
pH氢氧化物开始沉淀1.97.04.7
氢氧化物安全沉淀3.29.06.7
（1）E、H的化学式依次为CO2、NH4Cl．
（2）图中“试剂1”若为H2O2，它在流程中的具体作用为Fe2+开始沉淀时的pH为7.0，此时Cu2+已完全沉淀．所以欲除去Cu2+中混有的Fe2+，利用双氧水（也可用氯气）先将其氧化为Fe3+．
（3）加入CuO的作用是调节溶液pH，则pH的范围为3.2≤pH＜4.7．
（4）由溶液C获得CuCl2•3H2O，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作，洗涤CuCl2•3H2O晶体需要的主要玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗．
13．四氯化硅是粗硅精炼中的中间产物：熔点-70℃，沸点57.6℃，在潮湿空气中水解生成硅酸和氯化氢．某兴趣小组在实验室里通过如图所示装置制取少量四氯化硅：

（1）如何检验如图气体发生装置的气密性：堵住导管出口，打开分液漏斗活塞，向分液漏斗中注入蒸馏水，过一会，如果分液漏斗中液面不再下降，则气密性良好；
（2）A装置中发生反应的离子方程式为：MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O；
（3）A装置中玻璃实验仪器名称为（写出两种即可）：分液漏斗和圆底烧瓶；
（4）B中的液体为：饱和食盐水，F中碱石灰的作用为：①吸收多余氯气②防止空气中水蒸气从末端进入D中
（5）先加热图中哪个装置：A原因：利用A所产生的氯气排尽装置中的空气等，防止硅与空气反应若实验中用12mol•L-1浓盐酸10mL与足量的MnO2反应，生成Cl2的物质的量总是小于0.03mol，试分析可能存在的原因是：随着反应进行，浓盐酸会变稀，稀盐酸不和二氧化锰反应．
10．某同学用下图所示装置制取溴苯和溴乙烷．
已知：（CH3CH2OH+HBr-CH3CH2Br+H2O）溴乙烷为无色液体，难溶于水，沸点为38.4℃，熔点为-119℃．

主要实验步骤如下：
①组装好装置，检查其气密性．
②向烧瓶中加入一定量苯和液溴，向锥形瓶中加入乙醇至稍高于进气导管口处，向U型管中加入蒸馏水封住管底，向水槽中加入冰水．
③将A装置中的纯铁丝小心向下插入苯和液溴的混合液中．
④点燃B装置中的酒精灯，用小火缓缓对锥形瓶加热10分钟．
请填写下列空白：
（1）请写出A装置中所发生的有机反应化学方程式A：+Br2$\stackrel{Fe}{→}$+HBr
（2）简述步骤①检验装置气密性的具体做法（不包括D）组装好装置后，在U型右边导管口连接一个管带有胶管的玻璃导管，将导管放入水面下，加热烧瓶，若导管口处有气泡产生，停止加热后导管内有一段水柱产生，证明装置的气密性良好
（3）C装置中U型管内部用蒸馏水封住管底的作用是溶解吸收溴化氢气体，防止溴化氢及产物逸出污染环境
（4）反应完毕后，U型管内液体分层，溴乙烷在下（填：上或下）层．
（5）为证明溴和苯的上述反应是取代反应而不是加成反应，该学生用装置D代替装置B、C直接与A相连重新操作实验．
①装置D的锥形瓶中，小试管内的液体是苯（或四氯化碳）（任填一种符合题意试剂的名称），其主要作用是吸收挥发出来的溴蒸气．
②反应后向锥形瓶中滴加硝酸银溶液（或紫色石蕊试液）（任填一种符合题意试剂的名称），若有淡黄色沉淀产生（或紫色石蕊试液变红）证明该反应为取代反应．
（6）要检验某溴乙烷中的溴元素，正确的实验方法是D
A．加入新制的氯水振荡，再加入少量CCl4振荡，观察下层是否变为橙红色
B．滴入硝酸银溶液，再加入稀硝酸使溶液呈酸性，观察有无浅黄色沉淀生成
C．加入NaOH溶液共热，冷却后加入硝酸银溶液，观察有无浅黄色沉淀生成
D．加入NaOH溶液共热，冷却后加入稀硝酸使溶液呈酸性，再滴入硝酸银溶液，观察有无浅黄色沉淀生成．
11．某温度下，向2L恒容密闭容器中充入1.0mol A和1.0mol B，反应A（g）+B（g）?C（g）经过一段时间后达到平衡．反应过程中测定的部分数据见下表，下列说法正确的是（　　）
t/s05152535
n（A）/mol1.00.850.810.800.80
A．反应在前5s的平均速率v（A）=0.17mol•L-1•s-1
B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c（A）=0.41mol•L-1，则反应的△H＞0
C．相同温度下，起始时向容器中充入2.0mol C，达到平衡时，C的转化率大于80%
D．相同温度下，起始时向容器中充入0.20mol A、0.20mol B和1.0mol C，反应达到平衡前v（正）＜v（逆）

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