题目内容

9．三草酸合铁酸钾晶体{K3[Fe（C2O4）3]•xH2O}是一种光敏材料，为测定该晶体中铁的含量，某实验小组做了如下实验：
步骤一：称量4.00g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250mL溶液．
步骤二：取所配溶液25.00mL于锥形瓶中，加稀H2SO4酸化，滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳，同时，MnO4-被还原成Mn2+．向反应后的溶液中加入一小匙锌粉，加热至黄色刚好消失，过滤，洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时，溶液仍呈酸性．
步骤三：用0.010mol/L KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点，消耗KMnO4溶液20.02mL，滴定中MnO4-被还原成Mn2+．
重复步骤二、步骤三操作，滴定消耗0.010mol/L KMnO4溶液19.98mL．
请回答下列问题：
（1）配制三草酸合铁酸钾溶液的操作步骤依次是：称量、溶解、转移、洗涤并转移、定容、摇匀．
（2）加入锌粉的目的是将Fe3+恰好还原成Fe2+，使Fe2+在步骤三中与KMnO4发生氧化还原反应．
（3）写出步骤三中发生反应的离子方程式：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O．
（4）实验测得该晶体中铁的质量分数为14%．在步骤二中，若加入的KMnO4溶液的量不够，则测得的铁含量偏高．（选填“偏低”、“偏高”或“不变”）

分析 （1）根据配制一定物质的量浓度的溶液的操作步骤判断：在配制物质的量浓度的溶液时，要经过：计算→称量→溶解→移液、洗涤→振荡→定容→摇匀等步骤；
（2）锌粉能与Fe3+反应，加入锌粉的目的是将Fe3+恰好还原成Fe2+；
（3）步骤三KMnO4溶液滴定，将二价铁氧化成三价铁离子，据此书写离子方程式；
（4）根据离子方程式计算，n（Fe）=5n（MnO4-），晶体中铁的质量分数=$\frac{m（铁）}{m（总）}$×100%计算，若在步骤二中滴入酸性高锰酸钾溶液不足，则会有部分草酸根离子未被氧化，在步骤三中则会造成消耗酸性高锰酸钾溶液的量偏大，从而计算出的铁的量增多，含量偏高．

解答 解：（1）在配制物质的量浓度的溶液时，要经过：计算→称量→溶解→移液、洗涤→振荡→定容→摇匀等步骤，故答案为：溶解；定容；
（2）加入锌粉的目的是将Fe3+恰好还原成Fe2+，故答案为：将Fe3+恰好还原成Fe2+，使Fe2+在步骤三中与KMnO4发生氧化还原反应；
（3）在步骤三中KMnO4溶液滴定，将二价铁氧化成三价铁离子，发生的离子反应为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，故答案为：5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O；
（4）根据步骤三中的离子反应可知：n（Fe）=5n（MnO4-）=5×19.98×10-3×0.01 mol•L-1×10=0.00999mol，m（Fe）=56 g•mol-1×0.0099mol=0.5594g．晶体中铁的质量分数=$\frac{0.5594g}{4g}$×100%=14%，若在步骤二中滴入酸性高锰酸钾溶液不足，则会有部分草酸根离子未被氧化，在步骤三中则会造成消耗酸性高锰酸钾溶液的量偏大，从而计算出的铁的量增多，含量偏高，故答案为：14%；偏高．

点评 本题考查较为综合，涉及到溶液的配制、滴定和结晶等操作，注意基础实验知识的积累，把握实验步骤、原理和注意事项等问题，题目难度中等．

练习册系列答案
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10．现有可逆反应mA（g）+nB（g）=wC（g），在体积和温度不变的条件下测得在同一时间内A每分钟减少0.15mol•L-1，B每半分钟减少0.05mol•L-1，C每分钟增加0.2mol•L-1，则下列叙述正确的是（　　）
A．反应达到平衡后，其他条件不变，只改变压强，平衡不移动
B．上述反应过程中的平均相对分子质量增大
C．单位时间内反应物浓度的减少等于生成物浓度的增加
D．若在前10s内B减少了xmol，则在前20s内A减少小于2xmol
20．碳循环是地球上重要的物质循环，碳循环包含石油及石油制品的研发应用．石油工业上用两步法生产二甲醚，其工艺流程如下：

反应室Ⅰ：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）
反应室Ⅱ：2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）
（1）欲提高反应室Ⅰ中CO的转化率，可以采取的方法有增大氢气浓度、不断分离出甲醇或者加压．
（2）反应室Ⅰ（恒容10L）中有关反应数据如下：
序号温度（°C）  起始浓度（mol•L-1）  平衡浓度（mol•L-1）
COH2CH3OHCOH2CH3OH
①T1300.21.40.8
②T 1.5 4.6 0.1b1b2b3
③T+30130 0.251.5 0.75
①图1表示反应室Ⅰ中不同温度下序号1（曲线m）和序号3（曲线n） 反应中CO转化率随时间变化的曲线，请在答题纸上的图4中补画出曲线n．
②判断：$\frac{{b}_{3}}{{b}_{1}}$＞4（填“＞”、“＜”或“=”）．

（3）图2表示甲醇或二甲醚体积分数随氢碳比$\frac{n（{H}^{2}）}{n（CO）}$的变化情况，从图中可以得到的结论是C．
A．提高氢碳比可以加快反应速率
B．提高氢碳比可以提高氢气的转化率
C．按方程式系数比投料时甲醇或二甲醚体积分数最大
D．对于同一反应氢碳比越大，生成物浓度越大
（4）已知某温度下下列热化学方程式：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H1=-100.46kJ•mol-1
2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2=-20.59kJ•mol-1，则2CO（g）+4H2（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H3=-221.51kJ•mol-1．
17．现有含淀粉、NaCl、Na2SO4、CaCl2的混合溶液，选择适当的试剂和方法从中提纯出NaCl晶体．相应的实验过程如图：

（1）操作①是利用胶体不能通过半透膜而把淀粉胶体和溶液进行分离．
（2）写出上述实验过程中所用试剂的化学式：试剂①BaCl2；试剂③HCl．
（3）判断试剂①已过量的操作是：静置，向上层清液中滴加少量氯化钡溶液，无白色沉淀产生，说明氯化钡溶液已过量．
（4）控制试剂③适量的方法是：当溶液中不产生气泡时，就可以停止加盐酸．
（5）试剂②的作用（用化学方程式表示）：Ba2++CO32-=BaCO3↓．
4．燃料的使用和防污染是社会发展中一个无法回避的矛盾话题．
（1）我国北方冬季烧煤供暖所产生的废气是雾霾的主要来源之一．经研究发现将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧，能够降低燃煤时NO的排放，主要反应为：
2NO（g）+2CO（g）═N2（g）+2CO2（g）△H
若①N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H1=+180.5kJ•mol-1
②2CO（g）═2C（s）+O2（g）△H2=+221kJ•mol-1
③C（s）+O2（g）═CO2（g）△H3=-393.5kJ•mol-1
则△H=-746.5kJ•mol-1．
（2）为了提高燃料的利用率，可以将甲醇设计为燃料电池，写出熔融K2CO3做电解质时，甲醇燃料电池的负极反应式：CH3OH-6e-+3CO32-=2H2O+4CO2↑；该电池负极与水库的铁闸相连时，可以保护铁闸不被腐蚀，这种方法叫做外加电流的阴极保护法．
（3）含有甲醇的废水随意排放会造成水污染，可用ClO2将其氧化为CO2，然后再加碱中和即可．写出处理甲醇酸性废水过程中，ClO2与甲醇反应的离子方程式：6ClO2+5CH3OH=6Cl-+5CO2+6H++7H2O．
（4）机动车的尾气也是雾霾形成的原因之一．

①近几年有人提出在催化剂条件下，利用汽油中挥发出来的C3H6催化还原尾气中的NO气体生成三种无污染的物质．请写出该过程的化学方程式：2C3H6+18NO=6CO2+9N2+6H2O；
②电化学气敏传感器法是测定汽车尾气常用的方法之一．其中CO传感器的工作原理如上图所示，则对电极的电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O．
14．用98%的浓硫酸（其密度为1.84g/cm3）配制100mL 1.0mol•L-1稀硫酸，若实验仪器有：A、100mL量筒 B、托盘天平 C、玻璃棒 D、50mL容量瓶 E、10mL量筒 F、胶头滴管G、50mL烧杯 H、100mL容量瓶
（1）需量取浓硫酸的体积为5.4mL．
（2）实验时选用的仪器有CEFGH （填字母）
（3）下列操作会导致所配溶液浓度偏低的是①②④（填序号）
①在烧杯中搅拌溶液时，有少量液体溅出
②定容摇匀后，发现溶液液面低于刻度线，又滴加蒸馏水至刻度线
③容量瓶使用前未进行干燥
④没有洗涤溶解时所用的烧杯和玻璃棒．
1．下列物质中氧原子数目与11.7g Na2O2中氧原子的数目一定相等的是（　　）
A．4.2 g COB．6.6 g CO2C．8 g SO2D．9.8 g H2SO4
18．氯气贮运不方便，且具有一定的危险性，目前正逐渐被其他性能优越的消毒产品所替代．请回答：
（1）氯碱工业生产氯气的化学方程式为2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑．
（2）84消毒液与氯气相比具有贮运方便等优点，用氯气与烧碱溶液反应制备84消毒液的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O．
（3）二氧化氯是目前国际上公认的最新一代的高效、广谱、安全的杀菌、保鲜剂．我国科学家研发了用氯气氧化亚氯酸钠（NaClO2）固体制备二氧化氯的方法，其化学方程式为Cl2+2NaClO2=2ClO2+2NaCl．
（4）一位同学设计了一套用浓盐酸和KMnO4固体制取少量氯气并比较氯气与碘单质的氧化性强弱的微型装置（如图）．
①下列溶液能吸收Cl2的是BC（填字母序号）．
A．饱和食盐水        B．饱和Na2SO3溶液C．饱和NaOH溶液    D．浓硫酸
②能说明Cl2的氧化性强于I2的实验现象是湿润淀粉碘化钾试纸变蓝，从原子结构角度解释Cl2的氧化性强于I2的原因：同主族元素从上到下，原子半径依次变大，得电子能力依次减弱，氧化能力依次减弱．
19．下列电离方程式中正确的是（　　）
A．Al2（SO4）3═2Al3++3SO42-B．FeCl2═Fe2++3Cl-
C．H2SO4═H2++SO42-D．Ca（OH）2═Ca2++2（OH-）

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