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            。

(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

(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                                              。

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              。

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             。

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                

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_______。

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       。

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                   。

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）

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          。

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。

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                        。