高中化学有关有机物分子式确定的计算实验题

(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）。

(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                                              。

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             。

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              。

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_________________________。

草酸亚铁（FeC₂O₄）常用作分析剂、显影剂以及新型电池材料磷酸亚铁锂的生产。
I．某兴趣小组对草酸亚铁的分解产物进行实验和探究。
（1）已知CO能与氯化钯（PdCl₂）溶液反应生成黑色的钯粉。
将草酸亚铁分解产生的气体依次通过A（澄清石灰水）和B（氯化钯溶液），观察到A中澄清石灰水变浑浊，B中有黑色物质生成。由此说明气体产物中含有                     。
（2）将样品草酸亚铁晶体（FeC₂O₄·2H₂O）在氩气气氛中进行热重分析，结果如下图（TG表示残留固体质量占原样品总质量的百分数）。

①试确定B点对应固体物质的化学式               ；
②写出BC对应的化学方程式             。
II．某草酸亚铁样品（不含结晶水）中含有少量草酸。现用滴定法测定该样品中FeC₂O₄的含量。
实验方案如下：
①将准确称量的0.20g草酸亚铁样品置于250 mL锥形瓶内，加入适量2 mol/L的H₂SO₄溶液，使样品溶解，加热至70℃左右，立即用高锰酸钾溶液滴定至终点。
②向滴定终点混合液中加入适量的Zn粉和过量的2 mol/L的H₂SO₄溶液，煮沸5～8min。用KSCN溶液在点滴板上检验煮沸液，直至溶液不变红，将其过滤至另一个锥形瓶中，用0.02000 mol/L的高锰酸钾标准溶液滴定该溶液至终点，消耗高锰酸钾标准液6.00 ml。
试回答下列问题：
（1）高锰酸钾标准液用            滴定管盛装（填“酸式”或“碱式”）。
（2）在步骤①中，滴加高锰酸钾溶液时观察到有无色气体产生，则高锰酸钾与草酸反应的离子方程式为                                                           。
（3）在步骤②中，下列操作会引起测定结果偏高的是             。

A．滴定管在盛装高锰酸钾前未润洗

B．滴定过程中，锥形瓶震荡的太剧烈，以致部分液体溅出

C．滴定前读数正确，滴定终点时俯视读数

D．滴定前读数正确，滴定终点时仰视读数

（4）0.20g 样品中 FeC₂O₄的质量分数为               。(不考虑步骤②中的损耗)

草酸亚铁(FeC₂O₄·2H₂O)用作分析试剂及显影剂和新型电池材料磷酸亚铁锂的生产。已知:CO能与氯化钯(PdCl₂)溶液反应生成黑色的钯粉。回答下列问题:
Ⅰ:兴趣小组对草酸亚铁的分解产物进行实验和探究。
(1)将气体产物依次通过A、澄清石灰水,B、氯化钯,观察到A中澄清石灰水变浑浊,B中有黑色物质生成,则上述现象说明气体产物中有           。 
(2)探究分解得到的固体产物中铁元素的存在形式。
①提出假设
假设1:           ; 假设2:FeO; 假设3:FeO和Fe的混合物。 
②设计实验方案证明假设3。
限选试剂:1.0 mol·L^-1盐酸、3% H₂O₂溶液、0.1 mol·L^-1CuSO₄溶液、20% KSCN溶液、蒸馏水。

实验步骤	现象与结论
步骤1:向试管中加入少量固体产物,再加入足量       ,充分振荡	若溶液颜色明显改变,且有       生成,则证明有铁单质存在
步骤2:将步骤1中得到的浊液过滤,并用蒸馏水洗涤至洗涤液无色
步骤3:取步骤2得到的少量固体于试管中,滴加

 
Ⅱ:某草酸亚铁样品中含有少量草酸。现用滴定法测定该样品中FeC₂O₄的含量。滴定反应是:5Fe²⁺ +5C₂+3Mn+24H⁺5Fe³⁺ +10CO₂↑+3Mn²⁺+12H₂O实验方案设计为:
①将准确称量的0.20 g草酸亚铁样品置于250 mL锥形瓶内,加入适量2 mol/L的H₂SO₄溶液,使样品溶解,加热至70 ℃左右,立即用浓度为0.020 00 mol/L的高锰酸钾标准溶液滴定至终点,记下滴定管内液面读数为V₁ mL。
②向上述滴定混合液中加入适量的Zn粉和过量的2 mol/L的H₂SO₄溶液,煮沸5～8 min,用KSCN溶液在点滴板上检验点滴液,直至溶液不立刻变红。将滤液过滤至另一个锥形瓶中,继续用0.020 00 mol/L的高锰酸钾标准溶液滴定至终点,记下滴定管内液面读数为V₂ mL。
③重复以上实验1～2次。
若某小组的一次测定数据记录如下:V₁=" 18.90" mL,V₂="6.20" mL。根据数据计算0.20 g样品中:n(Fe²⁺)=       ; n(C₂)=        ;FeC₂O₄的质量分数为       (精确到0.01%)。 

实验室用MnO₂和浓盐酸共热来制氯气：MnO₂ + 4HCl (浓) ="= " MnCl₂ + Cl₂↑+ 2H₂O
⑴该反应中的还原产物是          
⑵在反应方程式中标明电子转移的方向和数目                                   
⑶如反应中转移了0.4mol电子，则产生的气体在标准状况下体积为                

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

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）

A             B           C              D       E
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HC1。遇O₂会生成POCl₃,POCl₃溶于PCl₃,PCl₃、POCl₃的熔沸点见下表：

物质	熔点/℃	沸点/℃
PCl3	-112	75.5
POCl3	2	105.3

 
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,检査装置气密性后,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POCl₃、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：H₃PO₃+H₂O+I₂="=" H₃PO₄+2HI，I₂+2Na₂S₂O₃==2NaI+Na₂S₄O₆,假设测定过程中没有其他反应。根据上述数据,该产品中PC1₃的质量分数为_______。

水中因含有机物而具有较高的化学耗氧量。常用酸性KMnO₄氧化有机物测其含量。主要操作步骤如下：

（1）仪器A为       （填酸式或碱式）滴定管；要顺利完成实验，步骤Ⅲ中溶液颜色应为            。
（2）完善步骤Ⅳ涉及的离子方程式：
   C₂O₄^2—+   MnO₄^—+        =   Mn²⁺+   CO₂↑+       
该步骤中KMnO₄溶液紫色会逐渐褪去．某探究小组测得某次实验（恒温）时溶液中Mn²⁺物质的量与时间关系如图．

请解释n（Mn²⁺）在反应起始时变化不大、一段时间后快速增大的原因：                             
（3）若步骤Ⅳ中所用Na₂C₂O₄溶液为20.00ml，已知滴定后的液面如图所示，请写出滴定前的液面读数            。

（4）若实验测量结果比实际有机物含量偏高，分别从以下两个方面猜想：
猜想1：水样中Cl^—影响
猜想2：配制Na₂C₂O₄标液定容时              。
（5）若猜想1成立，请根据资料卡片补充完善上述实验以消除Cl^—影响。（限选试剂：AgNO₃溶液、Ag₂SO₄溶液、KMnO₄溶液、Na₂C₂O₄溶液）                                    。
资料卡片：
1、有机物可被HNO₃氧化。
2、AgCl不与酸性KMnO₄溶液反应。
3、Ag₂C₂O₄可被酸性KMnO₄溶液氧化。

（共18分）如图中，A是氯气的发生装置，B、C是净化气体的装置，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）通过B是为了除去     ，在B中应加入        ；通过C是为了除去          。
（3）写出D、F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：
①写出A中发生反应的化学方程式，并标出A中的电子转移情况             。
②消耗MnO₂的物质的量         。
③被氧化的HCl的物质的量           。

(10分)将5.6 g Fe加入到100 mL的稀硫酸中溶液中，恰好完全反应。
（1）写出该反应的化学方程式，并标出电子转移方向和数目。
（2）试求生成气体在标准状况下的体积和稀硫酸的物质的量浓度。
（3）计算反应中转移的电子数目。

化合物K_xFe(C₂O₄)_y·3H₂O(Fe为＋3价)是一种光敏材料，实验室可以用如下方法来制备这种材料并测定这种材料的组成：

（1）结晶时应将溶液用冰水冷却置于在黑暗处等待晶体的析出，这样操作的原因是：________________________________________________________________________。
（2）操作Ⅰ的名称是______________________。
（3）称取一定质量的晶体置于锥形瓶中，加入足量的蒸馏水和稀H₂SO₄，将C₂O₄^2-转化为H₂C₂O₄后用0.100 0 mol·L^－1KMnO₄溶液滴定，当消耗KMnO₄溶液24.00 mL时恰好完全反应，H₂C₂O₄与酸性KMnO₄溶液反应的化学方程式是：__________________________。再向溶液中加入适量的还原剂，恰好将Fe^3＋完全转化为Fe^2＋，用KMnO₄溶液继续滴定。当Fe^2＋完全氧化时，用去KMnO₄溶液4.00 mL，此滴定反应的离子方程式是____________。
（4）配制100 mL 0.100 0 mol·L^－1KMnO₄溶液及滴定实验中所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒、锥形瓶外还有________(填仪器名称)。滴定终点时溶液颜色为________色，且30秒内不变色。
（5）经计算，化合物K_xFe(C₂O₄)_y·3H₂O中，x＝________。