高考特训5 四大滴定计算
1. (2024·如东)H3BO3溶液的酸性很弱,不能直接用NaOH溶液测定,必须先用物质A强化生成酸性相对较强的配合酸B(反应如下),然后再用NaOH溶液进行测定。
为测定上述流程所制得的H3BO3纯度,实验方案如下:称取4.000 g H3BO3样品,用热水完全溶解后,加水定容至250 mL。取25.00 mL溶液,加入适量A,再用0.250 0 mol/L NaOH进行测定,完全反应时消耗NaOH 20.00 mL。
(1) 画出B中阴离子X-的结构:___。
(2) 根据实验数据,计算样品中H3BO3的纯度(写出计算过程,B—11)。
2. (2023·如皋一中)测定石膏渣中Cu元素含量。称取50.00 g石膏渣,加入足量稀硫酸充分溶解,过滤并洗涤滤渣,将滤液转移至250 mL容量瓶中,加水稀释至刻度;准确量取25.00 mL稀释后的溶液于锥形瓶中,加入足量KI溶液(2Cu2++4I-===2CuI↓+I2),用0.020 00 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点(2S2O+I2===S4O+2I-),平行滴定3次,平均消耗Na2S2O3标准溶液23.50 mL。计算石膏渣中Cu元素质量分数(写出计算过程)。
3. (2023·海安)测定氧化锌样品纯度(杂质不参与反应):称取1.000 g样品,酸溶后,配制成250 mL溶液。用移液管移取25.00 mL溶液于锥形瓶,调节pH至7~8,加入几滴铬黑T(用X-表示)作指示剂,用0.080 00 mol/L的EDTA(Na2H2Y)标准液滴定其中的Zn2+(离子方程式为Zn2++X-===ZnX+,Zn2++H2Y2-===ZnY2-+2H+),平行滴定三次,平均消耗EDTA标准液15.12 mL。已知:X-呈蓝色、ZnY2-呈无色、ZnX+呈酒红色。
(1) 滴定终点时的现象为_____________________________________________________________。
(2) 计算ZnO样品的纯度(保留四位有效数字,写出计算过程)。
4. (2024·苏州三模)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(摩尔质量为491 g/mol)粗品纯度的测定:
称取a g晶体粗品溶于100 mL水中配成溶液,取20 mL溶液于锥形瓶中,用c mol/L的酸性K2Cr2O7标准溶液进行滴定(已知Cr2O被还原为Cr3+且粗品中的杂质不参与反应),进行了三次平行实验,达到滴定终点时平均消枆标准溶液V mL。
(1) 所得粗品的纯度为_________%(用含V、c、a的代数式表示)。
(2) 下列情况会导致产品纯度测定结果偏高的有___(填字母)。
A. 产品中含有(NH4)2Fe(SO4)2
B. 滴定终点读数时滴定管尖嘴有气泡(滴定前无气泡)
C. 盛装酸性K2Cr2O7溶液的滴定管未润洗
D. 产品干燥不充分
5. (2023·连云港一调)为测定某NiC2O4·2H2O产品的纯度,现进行如下实验:准确取2.400 g样品,用足量硫酸溶解后,加水稀释到250 mL,取25.00 mL所配溶液于锥形瓶中,加入12.00 mL 0.050 0 mol/L标准KMnO4溶液,振荡使其充分反应;向反应后的溶液滴加0.030 00 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液与过量的KMnO4反应,恰好完全反应时消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液体积为20.00 mL,计算NiC2O4·2H2O产品的纯度(写出计算过程,杂质不参与反应,Ni—59),实验过程中发生反应如下:H++C2O+MnO——Mn2++CO2↑+H2O(未配平);H++Fe2++MnO——Mn2++Fe3++H2O(未配平)。
高考特训5 四大滴定计算
1. (2024·如东)H3BO3溶液的酸性很弱,不能直接用NaOH溶液测定,必须先用物质A强化生成酸性相对较强的配合酸B(反应如下),然后再用NaOH溶液进行测定。
为测定上述流程所制得的H3BO3纯度,实验方案如下:称取4.000 g H3BO3样品,用热水完全溶解后,加水定容至250 mL。取25.00 mL溶液,加入适量A,再用0.250 0 mol/L NaOH进行测定,完全反应时消耗NaOH 20.00 mL。
(1) 画出B中阴离子X-的结构:。
(2) 根据实验数据,计算样品中H3BO3的纯度(写出计算过程,B—11)。
n(H3BO3)=n(NaOH)=0.250 0 mol/L×20×10-3L=5.0×10-3 mol
原4.000 g H3BO3样品中n(H3BO3)=5.0×10-3 mol×=0.050 mol
m(H3BO3)=0.050 mol×62 g/mol=3.1 g
样品中w(H3BO3)=×100%=77.5%
2. (2023·如皋一中)测定石膏渣中Cu元素含量。称取50.00 g石膏渣,加入足量稀硫酸充分溶解,过滤并洗涤滤渣,将滤液转移至250 mL容量瓶中,加水稀释至刻度;准确量取25.00 mL稀释后的溶液于锥形瓶中,加入足量KI溶液(2Cu2++4I-===2CuI↓+I2),用0.020 00 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点(2S2O+I2===S4O+2I-),平行滴定3次,平均消耗Na2S2O3标准溶液23.50 mL。计算石膏渣中Cu元素质量分数(写出计算过程)。
根据2S2O+I2===S4O+2I-、2Cu2++4I-===2CuI↓+I2,得关系式:2Cu2+~I2~2S2O,
25.00 mL稀释后的溶液中:
n(Cu2+)=0.020 00 mol/L×23.5×10-3 L=
4.700×10-4 mol,
石膏渣中铜元素的质量为4.700×10-4 mol×64 g/mol×=0.300 8 g,
石膏渣中Cu元素质量分数=×100%=0.601 6%
3. (2023·海安)测定氧化锌样品纯度(杂质不参与反应):称取1.000 g样品,酸溶后,配制成250 mL溶液。用移液管移取25.00 mL溶液于锥形瓶,调节pH至7~8,加入几滴铬黑T(用X-表示)作指示剂,用0.080 00 mol/L的EDTA(Na2H2Y)标准液滴定其中的Zn2+(离子方程式为Zn2++X-===ZnX+,Zn2++H2Y2-===ZnY2-+2H+),平行滴定三次,平均消耗EDTA标准液15.12 mL。已知:X-呈蓝色、ZnY2-呈无色、ZnX+呈酒红色。
(1) 滴定终点时的现象为溶液由酒红色变为蓝色,30 s溶液颜色不变化。
(2) 计算ZnO样品的纯度(保留四位有效数字,写出计算过程)。
根据反应可得关系式:
ZnO~Zn2+~H2Y2-
n(ZnO)=15.12×10-3 L×0.080 00 mol/L×=1.209 6×10-2 mol
w(ZnO)=×100%≈97.98%
4. (2024·苏州三模)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(摩尔质量为491 g/mol)粗品纯度的测定:
称取a g晶体粗品溶于100 mL水中配成溶液,取20 mL溶液于锥形瓶中,用c mol/L的酸性K2Cr2O7标准溶液进行滴定(已知Cr2O被还原为Cr3+且粗品中的杂质不参与反应),进行了三次平行实验,达到滴定终点时平均消枆标准溶液V mL。
(1) 所得粗品的纯度为%(用含V、c、a的代数式表示)。
(2) 下列情况会导致产品纯度测定结果偏高的有C(填字母)。
A. 产品中含有(NH4)2Fe(SO4)2
B. 滴定终点读数时滴定管尖嘴有气泡(滴定前无气泡)
C. 盛装酸性K2Cr2O7溶液的滴定管未润洗
D. 产品干燥不充分
【解析】 (1) K3[Fe(C2O4)3]·3H2O与酸性K2Cr2O7标准溶液进行滴定,Cr2O被还原为Cr3+,C2O被氧化为CO2,滴定反应的关系式为3C2O~Cr2O,
n(K3[Fe(C2O4)3]·3H2O)=cV×10-3 mol×,=5cV×10-3 mol
粗品纯度=×100%
=%。
(2) 等质量(NH4)2Fe(SO4)2消耗的K2Cr2O7比
K3[Fe(C2O4)3]·3H2O少,标准液用量偏小,测定结果偏低,A错误;滴定终点有气泡导致标准液用量偏小,测定结果偏低,B错误;盛装重铬酸钾溶液的滴定管未润洗,标准液用量偏大,测定结果偏高,C正确;产品干燥不充分,标准液用量偏小,测定结果偏低,D错误。
5. (2023·连云港一调)为测定某NiC2O4·2H2O产品的纯度,现进行如下实验:准确取2.400 g样品,用足量硫酸溶解后,加水稀释到250 mL,取25.00 mL所配溶液于锥形瓶中,加入12.00 mL 0.050 0 mol/L标准KMnO4溶液,振荡使其充分反应;向反应后的溶液滴加0.030 00 mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液与过量的KMnO4反应,恰好完全反应时消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液体积为20.00 mL,计算NiC2O4·2H2O产品的纯度(写出计算过程,杂质不参与反应,Ni—59),实验过程中发生反应如下:H++C2O+MnO——Mn2++CO2↑+H2O(未配平);H++Fe2++MnO——Mn2++Fe3++H2O(未配平)。
根据关系式MnO~5Fe2+,
过量的n(KMnO4)=×0.030 00 mol/L×20×10-3 L
=1.200 0×10-4 moL,
则与NiC2O4·2H2O产品反应的n(KMnO4)=
12.00×10-3 L×0.050 0 moL/L-1.200 0×10-4 mol=
4.8×10-4 mol
再由关系式:5C2O~2MnO可知,
n(NiC2O4·2H2O)=×4.8×104 mol×=0.012 mol
则产品纯度=×100%=91.5%