高中化学有关有机物分子式确定的计算实验题

乙二酸俗名草酸，下面是化学学习小组的同学对草酸晶体（H₂C₂O₄•xH₂O）进行的探究性学习的过程，请你参与并协助他们完成相关学习任务。
该组同学的研究课题是：探究测定草酸晶体（H₂C₂O₄•xH₂O）中x的值。通过查阅资料和网络查寻得，草酸易溶于水，水溶液可以用酸性KMnO₄溶液进行滴定：
2MnO₄^－＋5H₂C₂O₄＋6H^＋＝2Mn^2＋＋10CO₂↑＋8H₂O
学习小组的同学设计了滴定的方法测定x值。
①称取1.260 g纯草酸晶体，将其制成100.00 mL水溶液为待测液。
②取25.00 mL待测液放入锥形瓶中，再加入适量的稀H₂SO₄
③用浓度为0.1000 mol·L^－1的KMnO₄标准溶液进行滴定，达到终点时消耗了10.00mL。
请回答下列问题：
（1）滴定时，将酸性KMnO₄标准液装在如图中的      （填“甲”或“乙”）滴定管中。

（2）本实验滴定达到终点的标志是                                 。
（3）通过上述数据，求得x＝              。讨论：
①若滴定终点时俯视滴定管，则由此测得的x值会      （填“偏大”、“偏小”或“不变”，下同）。
②若滴定时所用的酸性KMnO₄溶液因久置而导致浓度变小，则由此测得的x值会       。

亚硝酸钠（NaNO₂）是一种常见的食品添加剂，使用时必须严格控制其用量，某兴趣小组进行下面实验探究，查阅资料知道：
①2NO + Na₂O₂ = 2NaNO₂
②2NO₂ + Na₂O₂ = 2NaNO₃
③酸性KMnO₄溶液可将NO₂^－氧化为NO₃^－，MnO₄^－还原成Mn²⁺。
Ⅰ.产品制备与检验：用如下装置制备NaNO₂：

（1）写出装置A烧瓶中发生反应的化学方程式并标出电子转移
的方向和数目                          。
（2）B装置的作用是                              。
（3）有同学认为装置C中产物不仅有亚硝酸钠，还有碳酸钠和氢氧化钠，为制备纯净NaNO₂应在B、C装置间增加一个装置，请在框内画出增加的装置图，并标明盛放的试剂。

（4）试设计实验检验装置C中NaNO₂的存在（写出操作、现象和结论）                。
Ⅱ.含量的测定
称取装置C中反应后的固体4.000g溶于水配成250mL溶液，取25.00mL溶液于锥形瓶中，用0.1000mol/L酸性KMnO₄溶液进行滴定，实验所得数据如下表所示：

滴定次数	1	2	3	4
KMnO4溶液体积/mL	20.60	20.02	20.00	19.98

（5）第一组实验数据出现异常，造成这种异常的原因可能是        （双项选择）。
A．酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗  
B．锥形瓶洗净后未干燥
C．滴定终了仰视读数                        
D．滴定终了俯视读数
（6）根据表中数据，计算所得固体中亚硝酸钠的质量分数                    。
（结果保留4位有效数字）

实验室采用MgCl₂、AlCl₃的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl₂O₄二主要流程如下:

（1）制备MgAl₂O₄过程中，高温焙烧时发生反应的化学方程式             。
（2）如图所示，过滤操作中的一处错误是                。

判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是           。高温焙烧时，用于盛放固  体的仪器名称是           。
（3）在25℃下，向浓度均为0．01 mol・L^-1的MgCl₂和AlCl₃混合溶液中逐滴加入氨水，先生成_________________沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离子方程式_____________________（已知25℃时K_sp[Mg(OH)₂]=1.8×10^-11，K_sp[Al(OH)₃]="3×10" ^-34。）
（4）无水AlCl₃(183℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。

装置B中盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是         ；F中试剂的作用是        ；用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为                   。
（5）将Mg、Cu组成的3.92g混合物投入过量稀硝酸中，充分反应后，固体完全溶解时收集到还原产物NO气体1.792L（标准状况），向反应后的溶液中加入4mol/L的NaOH溶液80mL时金属离子恰好完全沉淀。则形成沉淀的质量为                       g。

半导体生产中常需要控制掺杂，以保证控制电阻率，三氯化磷（PCl₃）是一种重要的掺杂剂。实验室要用黄磷（即白磷）与干燥的Cl₂模拟工业生产制取PCl₃，装置如下图所示：（部分夹持装置略去）

已知黄磷与少量Cl₂反应生成PCl₃，与过量Cl₂反应生成PCl₅。PCl₃遇水会强烈水解生成H₃PO₃和HCl；遇O₂会生成POCl₃，POCl₃溶于PCl₃。PCl₃、POCl₃的熔沸点见下表：

请回答下列问题：
（1）A装置中制氯气的离子方程式为     。
（2）B中所装试剂是         ，E中冷水的作用是               ，F中碱石灰的作用是      。
（3）实验时，检查装置气密性后，先打开K₃通入干燥的CO₂，再迅速加入黄磷。通干燥CO₂的作用是               。
（4）粗产品中常含有POC1₃、PCl₅等。加入黄磷加热除去PCl₅后．通过      （填实验操作名称），即可得到较纯净的PCl₃。
（5）通过下面方法可测定产品中PCl₃的质量分数
①迅速称取1．00g产品，加水反应后配成250 mL溶液；
②取以上溶液25．00mL，向其中加入10．00 mL 0．1000 mol/L碘水，充分反应；
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液，用0．1000 mol／L的Na₂S₂O₃，溶液滴定
④重复②、③操作，平均消耗Na₂S₂O₃，溶液8．40ml
已知：                                                                      ，假设测定过程中没有其他反应。根据上述数据，该产品中PCl₃的质量分数为          。

由软锰矿制备高锰酸钾的主要反应如下：
熔融氧化    3MnO₂+KClO₃+6KOH3K₂MnO₄+KCl+3H₂O
加酸歧化    3K₂MnO₄+2CO₂2KMnO₄+MnO₂↓+2K₂CO₃
已知相关物质的溶解度（20℃）

物质	K2CO3	KHCO3	K2SO4	KMnO4
溶解度g/100g	111	33.7	11.1	6.34

完成下列填空：
（1）在实验室进行“熔融氧化”操作时，应选用铁棒、坩埚钳和       。（填序号）
a．表面皿       b．蒸发皿       c．铁坩埚       d．泥三角
加酸时不宜用硫酸的原因是：                ；不宜用盐酸的原因是(       )    
（2）K₂MnO₄的转化2K₂MnO₄+2H₂O2KMnO₄+2KOH+H₂↑。与原方法相比，电解法的优势为       。
（3）草酸钠滴定法测定高锰酸钾的质量分数步骤如下：
已知 涉及到的反应：Na₂C₂O₄+ H₂SO₄→H₂C₂O₄(草酸)+Na₂SO₄
5H₂C₂O₄+ 2MnO₄^—+6H⁺→2Mn²⁺+10CO₂↑+ 8H₂O
Ⅰ 称取0.80 g的高锰酸钾产品，配成50 mL溶液。
Ⅱ 称取0.2014 gNa₂C₂O₄，置于锥形瓶中，加入蒸馏水使其溶解，再加入少量硫酸酸化。
Ⅲ 将瓶中溶液加热到75～80 ℃，趁热用Ⅰ中配制的高锰酸钾溶液滴定至终点。消耗高锰酸钾溶液8.48mL，则样品中高锰酸钾的质量分数为                   （保留3位小数）。达到滴定终点的标志是                            。
（4）加热温度大于90℃，部分草酸发生分解，会导致测得产品纯度        。（填“偏高”、“偏低”或“无影响”） 
（5）将一定量高锰酸钾溶液与酸化的草酸钠溶液混合，测得反应溶液中Mn²⁺的浓度随反应时间t的变化如图，

其原因可能为                   。

氯酸镁[Mg(ClO₃)₂]常用作催熟剂、除草剂等，实验室制备少量Mg(ClO₃)₂•6H₂O的流程如下：

已知：
①卤块主要成分为MgCl₂•6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等杂质。
②四种化合物的溶解度（S）随温度（T）变化曲线如下图所示。

（1）“调节pH=4”可选用的试剂是            （填编号）。
①MgO     ②CuO     ③MgCO₃     ④Mg 
（2）加入BaCl₂的目的是除去杂质离子，检验杂质离子已沉淀完全的方法是            。
（3）“滤渣”的主要成分为                      。
（4）加入NaClO₃饱和溶液发生反应为：MgCl₂+2NaClO₃═===Mg(ClO₃)₂+2NaCl，再进一步制取Mg(ClO₃)₂•6H₂O的实验步骤依次为：①蒸发、浓缩、结晶；②        ；③         ；④过滤、洗涤、干燥。
（5）将产品先用水洗涤，再用无水乙醇清洗。无水乙醇的作用是                  。
（6）产品中Mg(ClO₃)₂•6H₂O含量的测定：
步骤1：准确称量3.00g产品配成100mL溶液。
步骤2：取10mL于锥形瓶中，加入10mL稀硫酸和20mL 1.000mol•L^-1的FeSO₄溶液，微热。
步骤3：冷却至室温，用0.100mol•L^-1 K₂Cr₂O₇溶液滴定至终点，此过程中反应的离子方程式为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺===2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O。
步骤4：将步骤2、3重复两次，平均消耗K₂Cr₂O₇溶液15.00mL。
①写出步骤2中发生反应的离子方程式：                         。
②产品中Mg(ClO₃)₂•6H₂O的质量分数为                        。

天津港“8.12”爆炸事故中，因爆炸冲击导致氰化钠泄漏，可以通过喷洒双氧水或硫代硫酸钠溶液来处理，以减轻污染。
资料：氰化钠化学式NaCN(C元素+2价，N元素-3价)，白色结晶颗粒、易潮解、有微弱的苦杏仁气味、剧毒、易溶于水、易水解生成氰化氢、水溶液呈碱性。
（1）氰化钠(NaCN）溶液呈碱性，其原因是____________（用离子方程式解释）。
（2）“8.12”爆炸事故后，当地政府组织群众用双氧水喷洒，用双氧水处理NaCN产生一种酸式盐和一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体，写出该反应的化学方程式____          。
某化学兴趣小组在实验室制备硫代硫酸钠，并检测用硫代硫酸钠溶液处理后的氰化钠废水能否达标排放。
【实验一】实验室通过如右图所示装置制备Na₂S₂O₃。

（3）右图a装置中盛装Na₂SO₃
固体的仪器名称是______________；
b装置的作用是________________。
（4）装置c中的产物有Na₂S₂O₃和C0₂气体等，实验结束后，装置d中的溶质有NaOH、Na₂CO₃，还可能有________________________。
（5）实验结束后，在e处最好连接盛______________（选填“NaOH溶液”、“水”、“CCl₄”中任一种）的注射器，再关闭K2打开K1，防止拆除装置时污染空气。
【实验二】测定用硫代硫酸钠溶液处理后的废水中氰化钠的含量。已知：
①废水中氰化钠的最高排放标准为0.50 mg/L。
②AgI呈黄色，且CN ^-优先与Ag⁺反应。
实验如下：
取25.00 mL处理后的氰化钠废水于锥形瓶中并滴加几滴KI溶液作指示剂，用1.000 ×10^-4 mol/L的标准AgNO₃溶液滴定，消耗AgNO₃溶液的体积为2.50 mL。
（6）滴定终点的判断方法是_______________。
（7）处理后的废水中氰化钠的含量为_____________mg/L。

铁的单质和化合物在实验和实际生产中都有重要作用。
Ⅰ．某同学将Cl₂通入FeCl₂和KSCN混合溶液中，现象为：

操作	现象
	现象1：A中溶液变红 现象2：稍后，溶液由红色变为黄色

（1）B装置中反应的化学方程式____________  _   _______________      _______。
（2）A中溶液变红的原因是____________________   _  _________________________。
（3）为探究产生现象2的原因，该同学进行如下实验：
①取少量A中黄色溶液于试管加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，则溶液中一定存在_  _。
②取少量A中黄色溶液于试管中，加入过量KSCN溶液，最终得到血红色溶液。
实验说明，Fe³⁺与SCN^－生成红色Fe（SCN) ₃的反应    可逆反应（是或不是）。
（4）该同学根据实验猜想，SCN^－可能被氯水氧化。查资料得知SCN^－的电子式为，
离子反应为：SCN^－+８Cl₂+9H₂O＝SO₄^2－+NO₃^－+16Cl^－+18H⁺ + CO₂ ；
①上述反应中，0.5molSCN^－被氧化时转移的电子总数为    个。
②若要检验产物中含有SO₄^2－，常用的化学试剂是________（写试剂名称）。
Ⅱ．高铁电池因原料丰富、绿色环保而倍受关注。Zn－K₂FeO₄碱性电池的某电极的放电产物为FeOOH，该极电极为______极，电极反应式为________________             __。

绿矾（FeSO₄·7H₂O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑（含少量锡、氧化铁等杂质）为原料生产纯净绿矾的一种方法：

已知：室温下饱和H₂S溶液的pH约为3.9，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5。
（1）通入硫化氢的作用是：
①除去溶液中的Sn²⁺离子
②除去溶液中的Fe³⁺，其反应的离子方程式为          ；操作II，在溶液中用硫酸酸化至pH＝2的目的是   。
（2）操作IV的顺序依次为：     、     、过滤、洗涤、干燥。
（3）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：
①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；
②        。
（4）测定绿矾产品中Fe²⁺含量的方法是：
a.称取一定质量绿矾产品，配制成250.00mL溶液；
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；
c.用硫酸酸化的0.01000 mol/LKMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为20.00mL。滴定时发生反应的离子方程式为：5Fe²⁺＋MnO₄^—＋8H⁺=5Fe³⁺＋Mn²⁺＋4H₂O）。
①用硫酸酸化的0.01000 mol/LKMnO₄溶液滴定时，左手把握酸式滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视      。
②判断此滴定实验达到终点的方法是       。
③若用上述方法测定的样品中FeSO₄·7H₂O的质量分数偏低（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有      。

人体血液里Ca²⁺的浓度一般采用mg/cm³来表示。抽取一定体积的血样，加适量的草酸铵[(NH₄)₂C₂O₄]溶液，可析出草酸钙（Ca₂C₂O₄）沉淀，将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸（H₂C₂O₄），再用酸性KMnO₄溶液定量反应即可测定血样样品中Ca²⁺的浓度。某研究性学习小组设计如下实验步骤测定血液样品中Ca²⁺的浓度。

【实验探究一】配制酸性KMnO₄标准溶液。如上图所示是配制100mL 酸性KMnO₄标准溶液的过程示意图。
（1）请你观察图示判断其中不正确的操作有____________（填序号）；
（2）其中确定100mL溶液体积的容器是____________（填名称）；
（3）如果按照图示的操作所配制溶液进行实验，在其他操作均正确的情况下，所得KMnO₄溶液浓度将_________（填“偏大”或“偏小”）。
【实验探究二】测定血液样品中Ca²⁺的浓度，抽取血样20.00mL，经过上述处理后得到草酸，再用0.020mol/L 酸性KMnO₄溶液与之反应，使草酸转化成CO₂逸出，这时共消耗12.00mL KMnO₄溶液。
（4）已知草酸跟KMnO₄反应的离子方程式为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn^x++10CO₂↑+8H₂O则式中的x=_________
（5）经过计算，血液样品中Ca²⁺的浓度为___________ mg/cm³。

(15分)电石的主要成分为CaC₂，易与水反应生成C₂H₂，故C₂H₂俗称电石气。某同学设计如下方案测定电石中CaC₂的纯度(杂质不参加反应）。
实验原理：CaC₂＋2H₂O=Ca(OH)₂＋C₂H₂↑
通过测定生成的气体的体积(标准状况），可确定样品中CaC₂的含量。
实验步骤：
①取样品1.2g；
②把1.2 g样品放入气密性良好的气体发生装置，如图所示；

③向样品中滴入水，至不再产生气泡，用量筒排水集气，量筒内液面在360mL处恰与水槽内液面相平
④作为反应器的烧瓶中有24 mL液体。
请回答下列问题：
（1）上述实验所用的玻璃仪器有导管、水槽、       、       、       。
（2）若实验前有1000 mL、500 mL、250 mL的量筒备用，则应选用      mL的量筒。
（3）生成气体体积是       mL,为保证生成气体体积的准确性，读取量筒刻度时应注意的问题是   。
（4）若将C₂H₂通入KMnO₄溶液中，KMnO₄溶液的紫红色会变浅，配平并完成化学方程式

若该实验生成的C₂H₂完全被KMnO₄溶液氧化，至少需0.1 mol • L^-1的KMnO₄溶液     mL。
（5）通过以上数据计算，可得样品中CaC₂的纯度为            。

氧化还原滴定实验同中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。现有0．01 mol·L^－1KMnO₄酸性溶液和未知浓度的无色NaHSO₃溶液。反应离子方程式是2MnO₄^-＋5HSO₃^-＋H^＋2Mn^2＋＋5SO₄^2-＋3H₂O。填空回答问题：
（1）滴定过程中用到的玻璃仪器除了酸式滴定管、碱式滴定管外还缺少_____________________
（2）不用________(填“酸”或“碱”)式滴定管盛放高锰酸钾溶液。试分析原因：
（3）选何种指示剂，说明理由                ，到达终点时颜色变化
（4）当用酸滴定碱时，下列操作使测定结果（碱的浓度）偏高的是
① 酸式滴定管滴至终点，俯视读数  
② 碱液移入锥形瓶后，加入10mL蒸馏水
③ 酸式滴定管注入酸溶液后，尖嘴有气泡时便开始滴定，滴定后无气泡
④ 酸式滴定管用蒸馏水润洗后，未用标准液润洗
（5）有关数据记录如下：

实验序号	待测液体积（mL）	所消耗KMnO4酸性溶液的体积（mL）
滴定前	滴定后
1	20.00	0.50	20.60
2	20.00	6.00	25.90
3	20.00	1.40	24.20

则NaHSO₃溶液的物质的量浓度为______________mol/L。

纳米TiO₂在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。制备纳米TiO₂的方法之一是TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O，经混合物过滤、水洗除去其中的Cl^-，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO₂。用氧化还原滴定法测定TiO₂的质量分数：一定条件下，将TiO₂溶解并还原为Ti³⁺，再以KSCN溶液作指示剂，用NH₄Fe(SO₄)₂标准溶液滴定Ti³⁺至全部生成Ti⁴⁺。请回答下列问题：
（1）TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O的化学方程式为_______________________________；
（2）配制NH₄Fe(SO₄)₂标准溶液时，加入一定量H₂SO₄的原因是                     ；
（3）在配制标准溶液时，使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需要下图中的        （填字母代号）。

滴定终点的现象是__________________________________。
（4）判断下列操作对TiO₂质量分数测定结果的影响（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）： 若在配制标准溶液过程中，烧杯中的NH₄Fe(SO₄)₂溶液有少量溅出，使测定结果_________________________。
（5）滴定分析时，称取TiO₂（摩尔质量为M g·mol^－1）试样w g，消耗c mol·L^－1 NH₄Fe(SO₄)₂标准溶液V mL，则TiO₂质量分数表达式为_________________________。

Cl₂是一种重要的化工原料，结合氯气的相关知识解决下列问题。
（1）运输氯气的钢瓶上应贴的标签为_____________。

A．腐蚀品

B．爆炸品

C．有毒品

D．易燃品

（2）工业上将氯气通入石灰乳制取漂白粉，写出该反应的化学方程式                  。
（3）漂白粉的有效成分是（填化学式）_____________。
（4）实验室可以用KMnO₄与浓盐酸在常温下制备Cl₂。高锰酸钾溶液常用于物质的定性检验与定量分析。某化学兴趣小组在实验室里欲用KMnO₄固体来配制500 mL 0.1mol/L的KMnO₄溶液。
①需用的仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、                   。
②下列操作会导致实验结果偏小的是            （填字母）。
a．转移时没有洗涤烧杯、玻璃棒
b．容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理
c．颠倒摇匀后发现凹液面低于刻度线又加水补上
d．加水定容时俯视刻度线
③用配好的该浓度的KMnO₄溶液与300mL 0.2mol/L的KI溶液恰好反应，生成等物质的量的I₂和KIO₃，则消耗KMnO₄的体积为          mL。(已知MnO₄^－在此条件被还原为Mn^2＋)
（5）氯水中含有多种成分，因而具有很多性质，根据氯水分别与如图四种物质发生的反应填空（a、b、c、d重合部分代表物质间反应，且氯水足量，已知：Cl₂ + 2Br^－＝2Cl^－+ Br₂）。

①能证明氯水具有漂白性的是__________(填“a”、“b”、“c”或“d”)，现象是               。
②a中发生反应的离子方程式是             。

三草酸合铁酸钾晶体（K₃[Fe(C₂O₄)₃]·xH₂O）是一种光敏材料，在110℃可完全失去结晶水。为测定该晶体中铁的含量，某实验小组做了如下实验：
Ⅰ．称量4.910g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250mL溶液。
Ⅱ．取所配溶液25.00mL于锥形瓶中，加稀硫酸酸化，滴加KMnO₄溶液至草酸根(C₂O₄²⁻)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，加热至溶液的黄色刚好消失，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。
Ⅲ．用0.01000mol/L KMnO₄溶液滴定步骤Ⅱ所得溶液至终点，消耗KMnO₄溶液20.02mL，滴定中MnO₄⁻被还原成Mn²⁺ 。
Ⅳ．重复步骤Ⅱ、步骤Ⅲ操作，滴定消耗0.01000mol/L KMnO₄溶液19.98mL
请回答下列问题：
（1）滴定过程中需添加的指示剂是（若不需要请说明理由）                     
（2）加入锌粉的目的是                                    。
（3）写出步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式                            。
（4）实验测得该晶体中铁的质量分数为         ；X=                。
（5）在步骤Ⅱ中，若加入的KMnO₄的溶液的量不够，则测得的铁含量            ；（选填“偏低”“偏高”“不变”，下同）若加入的锌粉的量不够，则测的铁的含量            。