高中化学有关有机物分子式确定的计算实验题

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_________________________。

(15分)加碘食盐中加入的碘酸钾是一种白色结晶粉末，常温下很稳定，加热至560℃开始分解。工业生产碘酸钾的流程如下：

（1）检验加碘食盐中的碘元素，学生甲利用碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生反应。用四氯化碳检验所生成的碘时，主要用到的玻璃仪器有       　　 　    　　      。
（2）从滤液中得到KIO₃成品的操作为             ，操作时除不断用玻璃棒搅拌外，还需要注意的事项有                                                                       
                                                                      。
（3）某探究学习小组测定加碘食盐中碘的含量，设计的实验步骤如下：
①准确称取w g食盐，加适量蒸馏水使其完全溶解；
②用稀硫酸酸化所得溶液，加入过量KI溶液，使KIO₃与KI反应完全；反应的方程式如下，请配平
  KIO₃＋  KI＋  H₂SO₄ ="=="    K₂SO₄＋  I₂＋  H₂O；
③生成的碘单质用Na₂S₂O₃溶液滴定，反应的离子方程式为：I₂＋2S₂O₃^2－ ="==" 2I^－＋S₄O₆^2－。
滴定时，选择        为指示剂，眼睛应该注视                                         ，达到滴定终点时的现象为                                                            ，加入物质的量浓度为2.0×10^－3 mol·L^－1的Na₂S₂O₃溶液10.0mL时，恰好反应完全。
（4）该加碘食盐样品中的碘元素含量是              mg/kg（以含w的代数式表示）。

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________________             __。

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。

(17分)黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS₂，现有一种天然黄铜矿(含少量脉石SiO₂)，为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：

称取研细的黄铜矿样品1.150g，在空气存在的条件下进行煅烧。实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中，用0.05mo1/L标准碘溶液进行滴定，初读数为0.10mL，终读数如右上图所示。
（1）黄铜矿煅烧的反应为8CuFeS₂+21O₂高温8Cu+4FeO+2Fe₂O₃+16SO₂，该反应中被还原的元素是___（填元素符号）。
（2）标准碘溶液应盛放在(填“碱式”或“酸式”)________滴定管中；装液之前，滴定管要用标准碘溶液润洗2—3次，润洗的操作是：                                        。请用化学方程式表示滴定的原理：                                               。
（3）滴定终点的读数为        mL；通过计算可知，该黄铜矿的纯度为                 。
（4）若去掉c装置，会使测定结果              (填“偏低”“偏高”或“无影响”)。
（5）假设实验操作均正确，测得黄铜矿的纯度偏低，可能的原因主要有                   。

下图是实验室制取并收集Cl₂的装置。A是Cl₂发生装置，E是硬质玻璃管中装有铜丝网；F为干燥的广口瓶，烧杯G为尾气吸收装置。

（1）A中发生的化学反应的离子方程式为               。
（2）C中盛装的药品__________；
（3）E反应方程式为                 。
（4）写出G中反应的离子方程式                             。
（5）若将Cl₂与SO₂等物质的量通入水中则无漂白作用，试写出化学方程式                   。
（6）KMnO₄的氧化性比MnO₂强得多，实验室也可以用KMnO₄固体和浓盐酸反应制取氯气，反应方程式如下：2KMnO₄+16HCl＝2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O。
①当有0．2mole^-转移时被氧化的HCl的质量是           ；
②如果将20ml 12mol·L^－1的浓盐酸与足量KMnO₄充分反应，实际能收集到的氯气在标准状况下的体积将            。

A．≥1．68L

B．＞1．68L

C．≤1．68L

D．＜1．68L

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            。

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。

(14分)黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS₂，现有一种天然黄铜矿(含少量脉石SiO₂)，为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：

现称取研细的黄铜矿样品1.150 g，在空气存在下进行煅烧，生成Cu、Fe₂O₃、FeO和SO₂气体，实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中，用0.05000 mol·L^-1标准碘溶液进行滴定，初读数为0.10 mL，末读数如右图所示。
（1）冶炼铜的反应为8CuFeS₂+ 21O₂ 高温8Cu + 4FeO + 2Fe₂O₃+ 16SO₂，若CuFeS₂中Fe的化合价为＋2，反应中被还原的元素是      （填元素符号）。
（2）装置a的作用是             。

A．有利于空气中氧气充分反应	B．除去空气中的水蒸气
C．有利于气体混合	D．有利于观察空气流速

（3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是                                 。
（4）滴定时，标准碘溶液所耗体积为         mL。用化学方程式表示滴定的原理：             。
（5）通过计算可知，该黄铜矿的纯度为              。

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      。

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             。

某校化学实验兴趣小组在“探究卤素单质的氧化性”的系列实验中发现，在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，振荡后溶液呈黄色。
(1)提出问题：Fe^3＋、Br₂谁的氧化性更强？
(2)提出猜想：
①甲同学认为氧化性：Fe^3＋>Br₂，故上述实验现象不是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是因为含有       (填化学式，下同)。
②乙同学认为氧化性：Br₂>Fe^3＋，故上述实验现象是发生化学反应所致，则溶液呈黄色是因为含有       。
(3)设计实验并验证：丙同学为验证乙同学的观点，选用下列某些试剂设计出两种方案进行实验，并通过观察实验现象，证明了乙同学的观点是正确的。
供选用的试剂：
a.酚酞试液        b．四氯化碳       c．无水酒精       d．硫氰化钾溶液
请你在下列表格中写出丙同学选用的试剂及实验中观察到的现象(试剂填序号)。

	选用试剂	实验现象
方案1
方案2

 
(4)应用与拓展：
①在足量的稀氯化亚铁溶液中，加入1～2滴溴水，溶液呈黄色，所发生的反应的离子方程式为                                          。
②在100 mL FeBr₂溶液中通入2.24 L Cl₂(标准状况)，溶液中有的Br^－被氧化成Br₂，则原FeBr₂溶液中FeBr₂的物质的量浓度为       。

如图中，A是氯气的发生装置，B、C是净化气体的装置，B装置中装有饱和食盐水，D中装铁丝网；反应后E的底部有棕色固体聚集；F是吸收多余气体的装置。

（1）上述装置中有一处错误，请指出是        处（用字母表示）。
（2）B装置的作用是                  ，C装置中需要加入               。
（3）写出A中发生反应的离子方程式                                          ，写出D中发生反应的化学方程式                                          。
（4）如果A中产生氯气3.36L（标准状况），请计算:被氧化的HCl的物质的量              。

(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            。

(15分)过二硫酸钾(K₂S₂O₈)是一种无色结晶，易溶于水，不溶于乙醇，有强氧化性，易分解。实验室制备过二硫酸钾可通过低温电解KHSO₄溶液得到。
实验步骤如下：
步骤1．称取KHSO₄溶解蒸馏水，倒入大试管，试管浸在冰水浴中(装置见图9)，并冷却到5℃以下。
步骤2. 电解2h，每隔约半小时补一次冰
步骤3．过滤
步骤4.                       
步骤5．干燥、称重
（1）电解时溶液温度控制在5℃以下的原因是                。
（2）电解时阳极反应式为                    。电解过程中， 阳极产生微量且能使湿润的KI-淀粉变蓝的单质气体，该气体可能是          (填化学式)。
（3）步骤4操作是                                        。
（4）取得到的样品0.2500g溶于30mL水，加4gKI，塞住瓶塞，振荡，静止15min，加入1mL冰醋酸，再用cmol·L^{- 1}Na₂S₂O₃溶液滴定。
(S₂O₈^2- +3I^- =2SO₄^2- +I₃^-；I₃^-I₂+I^-；2S₂O₃^2-+I₂=2I^- + S₄O₆^2-)
①溶解时，加入KI后需塞住瓶塞，其目的是                  。
②本实验所用的指示剂为                   。
③若本次滴定消耗Na₂SO₃溶液VmL，由本次结果计算，样品中K₂S₂O₈的纯度为           (用含c、V的代数式表示)。
（5）分析化学上检验Mn²⁺在Ag⁺催化下K₂S₂O₈溶液将Mn²⁺氧化为紫色的MnO₄^-，该反应的离子方程式为                                              。