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例析江蘇高考化學(xué)綜合計(jì)算題的命題特點(diǎn)

2014-09-09 07:36譚仁滿楊學(xué)軍
中學(xué)化學(xué) 2014年4期
關(guān)鍵詞:標(biāo)準(zhǔn)溶液方程式樣品

譚仁滿+楊學(xué)軍

江蘇高考化學(xué)計(jì)算題考查熱點(diǎn):Ⅰ以NA為載體的計(jì)算;Ⅱ守恒計(jì)算,如質(zhì)量守恒、電量守恒等;Ⅲ多步反應(yīng)的計(jì)算尋找計(jì)量關(guān)系,多見于氧化還原反應(yīng);Ⅳ反應(yīng)熱和蓋斯定律;Ⅴ化學(xué)平衡常數(shù)和用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等。

例1(2011年)Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì),可通過下列方法制備:在KOH加入適量AgNO3溶液,生成Ag2O沉淀,保持反應(yīng)溫度為80℃,邊攪拌邊將一定量K2S2O8溶液緩慢加到上述混合物中,反應(yīng)完全后,過濾、洗滌、真空干燥得到固體樣品?;瘜W(xué)方程式為:

2AgNO3+4KOH+K2S2O8△

Ag2O2↓+2KNO3+2K2SO4+2H2O

回答下列問題:

(1)上述制備過程中,檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是。

(2)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,電池放電時(shí)正極的Ag2O2 轉(zhuǎn)化為Ag,負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4,寫出該電池反應(yīng)方程式:。

(3)準(zhǔn)確稱取上述制備的樣品(設(shè)僅含Ag2O2和Ag2O)2.558 g,在一定的條件下完全分解為Ag和O2,得到224.0 mL O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。計(jì)算樣品中Ag2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位)。

解析該題是以“銀鋅堿性電池正極活性物質(zhì)Ag2O2的制備和含量分析”為載體而設(shè)計(jì)的綜合性計(jì)算題。試題涉及檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法、銀鋅堿性電池反應(yīng)方程式的書寫、樣品中Ag2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定計(jì)算等內(nèi)容,考查學(xué)生化學(xué)原理的掌握程度、化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能和化學(xué)計(jì)算技能的應(yīng)用能力。該題將對(duì)學(xué)生化學(xué)計(jì)算技能的考查置于具有真實(shí)應(yīng)用的背景中,充分體現(xiàn)了化學(xué)計(jì)算服務(wù)于化學(xué)問題解決的基本觀點(diǎn),引導(dǎo)中學(xué)化學(xué)教學(xué)重視化學(xué)計(jì)算在解決化學(xué)實(shí)際問題中應(yīng)用的教學(xué)。

參考答案:(1)取少許最后一次洗滌濾液,滴入1~2滴Ba(NO3)2溶液,若不出現(xiàn)白色渾濁,表示已洗滌完全(或取少許最后一次洗滌濾液,滴入1~2滴酚酞溶液,若溶液不顯紅色,表示已洗滌完全)

(2)Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O

2K2Zn(OH)4+2Ag

(3)n(O2)=224.0 mL22.4 L·mol-1×1000 mL·L-1=1.000×10-2 mol

設(shè)樣品中Ag2O2的物質(zhì)的量為x, Ag2O的物質(zhì)的量為y

248 g·mol-1×x+232 g·mol-1 ×y=2.588 g

x+12y=1.000×10-2 mol

x=9.500×10-3 mol

y=1.000×10-3 mol

w(Ag2O2)=m(Ag2O2)m(樣品)

=9.500×10-3mol×248 g/mol2.588 g=0.91

例2(2012年)硫酸鈉-過氧化氫加合物(xNa2SO4·yH2O2·zH2O)的組成可通過下列實(shí)驗(yàn)測(cè)定:①準(zhǔn)確稱取1.7700 g樣品,配制成100 mL溶液A。②準(zhǔn)確量取25.00 mL溶液A,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,過濾、洗滌、干燥至恒重,得到白色固體0.5825 g。③準(zhǔn)確量取25.00 mL溶液A,加入適量稀硫酸酸化后,用0.02000 mol·L-1 KMnO4溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液25.00 mL。H2O2與KMnO4反應(yīng)的離子方程式如下:

2MnO-4 +5H2O2+6H+

2Mn2++8H2O+5O2↑

(1)已知室溫下BaSO4的Ksp=1.1×10-10,欲使溶液中c(SO2-4)≤1.0×10-6 mol·L-1 ,應(yīng)保持溶液中c(Ba2+)≥ mol·L-1 。

(2)上述滴定不加稀硫酸酸化,MnO-4 被還原成MnO2,其離子方程式為:。

(3)通過計(jì)算確定樣品的組成(寫出計(jì)算過程)。

解析本題屬于物質(zhì)組成分析與綜合計(jì)算題,既運(yùn)用元素原子守恒進(jìn)行推理計(jì)算,又利用氧化還原滴定進(jìn)行分析;兼有溶度積常數(shù)的計(jì)算,但非常簡(jiǎn)單,同時(shí)還考查了陌生氧化還原反應(yīng)中離子方程式的正確書寫。

這樣的考題既重視考查考生對(duì)中學(xué)化學(xué)課程的學(xué)習(xí)水平,又關(guān)注對(duì)考生進(jìn)入高等學(xué)校繼續(xù)學(xué)習(xí)潛力的評(píng)價(jià)。

參考答案:(1) 1.1×10-4

(2)2MnO-4+3H2O2

2MnO2+2H2O+3O2↑+2OH-

(3) n(BaSO4)=0.5825 g/233 g·mol-1

=2.50×10-3 mol

n(H2O2)=52×0.0200 mol· L-1

×25.00 mL×10-3 L·m L-1=1.25×10-3 mol

m(Na2SO4)=142 g·mol-1×2.50×10-3mol

=0.355 g

m(H2O2)=34 g·mol-1×1.25×10-3mol

=0.0425 g

n(H2O)=(1.7700 g×25.00 mL/100 mL-0.355 g-0.0425 g)/18 g·mol-1

=2.5×10-3 mol

x∶y∶z=n(Na2SO4)∶n(H2O2)∶n(H2O)=2∶1∶2

硫酸鈉-過氧化氫加合物的化學(xué)式為:2Na2SO4·H2O2·2H2O

例3(2013江蘇第18題)硫酸鎳銨[(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O]可用于電鍍、印刷等領(lǐng)域。某同學(xué)為測(cè)定硫酸鎳銨的組成,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):①準(zhǔn)確稱取2.3350 g樣品,配制成100.00mL溶液A;②準(zhǔn)確量取25.00 mL溶液A,用0.04000 mol·L-1的EDTA(Na2H2Y)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定其中的Ni2+(離子方程式為Ni2++H2Y2-=NiY2-+2H+ ),消耗EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液31.25 mL;③另取25.00 mL溶液A,加足量的NaOH溶液并充分加熱,生成NH3 56.00 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

(1)若滴定管在使用前未用EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗,測(cè)得的Ni2+含量將(填“偏高”、或“偏低”或“不變”)。

(2)氨常用 檢驗(yàn),現(xiàn)象是 。

(3)通過計(jì)算確定硫酸鎳銨的化學(xué)式(寫出計(jì)算過程)。

解析該題涉及絡(luò)合滴定誤差的分析,未用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗的后果是:由于管壁上沾有水珠,則標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度變小,所以消耗的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏大,則Ni2+含量偏高;

氨是中學(xué)階段唯一的堿性氣體,用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙來檢驗(yàn);

這些考點(diǎn)都是中學(xué)化學(xué)常識(shí),這樣的考題既關(guān)注普通高中課程改革實(shí)踐的實(shí)際情況,又能發(fā)揮高考命題的導(dǎo)向作用,有力地指導(dǎo)新課程的課堂教學(xué)改革。

確定硫酸鎳銨的化學(xué)式時(shí),各個(gè)擊破,由電荷守恒計(jì)算硫酸根離子,最后由質(zhì)量守恒計(jì)算結(jié)晶水的物質(zhì)的量。

參考答案:(1)偏高 (2)濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙?jiān)嚰堫伾杉t變藍(lán)

(3)n(Ni2+)=0.04000 mol·L-1×31.25 mL×10-3L·mL-1 =1.250×10-3 mol

n(NH+4)=56.00 mL×10-3 L·mL-1/22.4 L·mol-1=2.500×10-3 mol

n(SO2-4)=2n(Ni2+)+n(NH+4)2

=2×1.25×10-3 mol+2.500×10-3 mol2

=2.500×10-3mol

m(Ni2+)=59 g·mol-1×1.250×10-3 mol

=0.07375 g

m(NH+4)=18 g·mol-1×2.500×10-3 mol

=0.04500 g

m(SO2-4)=96 g·mol-1×2.500×10-3 mol

=0.2400 g

n(H2O)=

2.3350 g×25.00 mL100.00 mL-0.07375 g-0.04500 g-0.2400 g18 g·mol-1

=1.250×10-2 mol

x∶y∶m∶n=n(NH+4)∶n(Ni2+)∶n(SO2-4)∶n(H2O)

=2∶1∶2∶10

硫酸鎳銨的化學(xué)式為(NH4)2Ni(SO4)2·10H2O

(收稿日期:2013-09-13)

江蘇高考化學(xué)計(jì)算題考查熱點(diǎn):Ⅰ以NA為載體的計(jì)算;Ⅱ守恒計(jì)算,如質(zhì)量守恒、電量守恒等;Ⅲ多步反應(yīng)的計(jì)算尋找計(jì)量關(guān)系,多見于氧化還原反應(yīng);Ⅳ反應(yīng)熱和蓋斯定律;Ⅴ化學(xué)平衡常數(shù)和用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等。

例1(2011年)Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì),可通過下列方法制備:在KOH加入適量AgNO3溶液,生成Ag2O沉淀,保持反應(yīng)溫度為80℃,邊攪拌邊將一定量K2S2O8溶液緩慢加到上述混合物中,反應(yīng)完全后,過濾、洗滌、真空干燥得到固體樣品。化學(xué)方程式為:

2AgNO3+4KOH+K2S2O8△

Ag2O2↓+2KNO3+2K2SO4+2H2O

回答下列問題:

(1)上述制備過程中,檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是。

(2)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,電池放電時(shí)正極的Ag2O2 轉(zhuǎn)化為Ag,負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4,寫出該電池反應(yīng)方程式:。

(3)準(zhǔn)確稱取上述制備的樣品(設(shè)僅含Ag2O2和Ag2O)2.558 g,在一定的條件下完全分解為Ag和O2,得到224.0 mL O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。計(jì)算樣品中Ag2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位)。

解析該題是以“銀鋅堿性電池正極活性物質(zhì)Ag2O2的制備和含量分析”為載體而設(shè)計(jì)的綜合性計(jì)算題。試題涉及檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法、銀鋅堿性電池反應(yīng)方程式的書寫、樣品中Ag2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定計(jì)算等內(nèi)容,考查學(xué)生化學(xué)原理的掌握程度、化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能和化學(xué)計(jì)算技能的應(yīng)用能力。該題將對(duì)學(xué)生化學(xué)計(jì)算技能的考查置于具有真實(shí)應(yīng)用的背景中,充分體現(xiàn)了化學(xué)計(jì)算服務(wù)于化學(xué)問題解決的基本觀點(diǎn),引導(dǎo)中學(xué)化學(xué)教學(xué)重視化學(xué)計(jì)算在解決化學(xué)實(shí)際問題中應(yīng)用的教學(xué)。

參考答案:(1)取少許最后一次洗滌濾液,滴入1~2滴Ba(NO3)2溶液,若不出現(xiàn)白色渾濁,表示已洗滌完全(或取少許最后一次洗滌濾液,滴入1~2滴酚酞溶液,若溶液不顯紅色,表示已洗滌完全)

(2)Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O

2K2Zn(OH)4+2Ag

(3)n(O2)=224.0 mL22.4 L·mol-1×1000 mL·L-1=1.000×10-2 mol

設(shè)樣品中Ag2O2的物質(zhì)的量為x, Ag2O的物質(zhì)的量為y

248 g·mol-1×x+232 g·mol-1 ×y=2.588 g

x+12y=1.000×10-2 mol

x=9.500×10-3 mol

y=1.000×10-3 mol

w(Ag2O2)=m(Ag2O2)m(樣品)

=9.500×10-3mol×248 g/mol2.588 g=0.91

例2(2012年)硫酸鈉-過氧化氫加合物(xNa2SO4·yH2O2·zH2O)的組成可通過下列實(shí)驗(yàn)測(cè)定:①準(zhǔn)確稱取1.7700 g樣品,配制成100 mL溶液A。②準(zhǔn)確量取25.00 mL溶液A,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,過濾、洗滌、干燥至恒重,得到白色固體0.5825 g。③準(zhǔn)確量取25.00 mL溶液A,加入適量稀硫酸酸化后,用0.02000 mol·L-1 KMnO4溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液25.00 mL。H2O2與KMnO4反應(yīng)的離子方程式如下:

2MnO-4 +5H2O2+6H+

2Mn2++8H2O+5O2↑

(1)已知室溫下BaSO4的Ksp=1.1×10-10,欲使溶液中c(SO2-4)≤1.0×10-6 mol·L-1 ,應(yīng)保持溶液中c(Ba2+)≥ mol·L-1 。

(2)上述滴定不加稀硫酸酸化,MnO-4 被還原成MnO2,其離子方程式為:。

(3)通過計(jì)算確定樣品的組成(寫出計(jì)算過程)。

解析本題屬于物質(zhì)組成分析與綜合計(jì)算題,既運(yùn)用元素原子守恒進(jìn)行推理計(jì)算,又利用氧化還原滴定進(jìn)行分析;兼有溶度積常數(shù)的計(jì)算,但非常簡(jiǎn)單,同時(shí)還考查了陌生氧化還原反應(yīng)中離子方程式的正確書寫。

這樣的考題既重視考查考生對(duì)中學(xué)化學(xué)課程的學(xué)習(xí)水平,又關(guān)注對(duì)考生進(jìn)入高等學(xué)校繼續(xù)學(xué)習(xí)潛力的評(píng)價(jià)。

參考答案:(1) 1.1×10-4

(2)2MnO-4+3H2O2

2MnO2+2H2O+3O2↑+2OH-

(3) n(BaSO4)=0.5825 g/233 g·mol-1

=2.50×10-3 mol

n(H2O2)=52×0.0200 mol· L-1

×25.00 mL×10-3 L·m L-1=1.25×10-3 mol

m(Na2SO4)=142 g·mol-1×2.50×10-3mol

=0.355 g

m(H2O2)=34 g·mol-1×1.25×10-3mol

=0.0425 g

n(H2O)=(1.7700 g×25.00 mL/100 mL-0.355 g-0.0425 g)/18 g·mol-1

=2.5×10-3 mol

x∶y∶z=n(Na2SO4)∶n(H2O2)∶n(H2O)=2∶1∶2

硫酸鈉-過氧化氫加合物的化學(xué)式為:2Na2SO4·H2O2·2H2O

例3(2013江蘇第18題)硫酸鎳銨[(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O]可用于電鍍、印刷等領(lǐng)域。某同學(xué)為測(cè)定硫酸鎳銨的組成,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):①準(zhǔn)確稱取2.3350 g樣品,配制成100.00mL溶液A;②準(zhǔn)確量取25.00 mL溶液A,用0.04000 mol·L-1的EDTA(Na2H2Y)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定其中的Ni2+(離子方程式為Ni2++H2Y2-=NiY2-+2H+ ),消耗EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液31.25 mL;③另取25.00 mL溶液A,加足量的NaOH溶液并充分加熱,生成NH3 56.00 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

(1)若滴定管在使用前未用EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗,測(cè)得的Ni2+含量將(填“偏高”、或“偏低”或“不變”)。

(2)氨常用 檢驗(yàn),現(xiàn)象是 。

(3)通過計(jì)算確定硫酸鎳銨的化學(xué)式(寫出計(jì)算過程)。

解析該題涉及絡(luò)合滴定誤差的分析,未用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗的后果是:由于管壁上沾有水珠,則標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度變小,所以消耗的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏大,則Ni2+含量偏高;

氨是中學(xué)階段唯一的堿性氣體,用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙來檢驗(yàn);

這些考點(diǎn)都是中學(xué)化學(xué)常識(shí),這樣的考題既關(guān)注普通高中課程改革實(shí)踐的實(shí)際情況,又能發(fā)揮高考命題的導(dǎo)向作用,有力地指導(dǎo)新課程的課堂教學(xué)改革。

確定硫酸鎳銨的化學(xué)式時(shí),各個(gè)擊破,由電荷守恒計(jì)算硫酸根離子,最后由質(zhì)量守恒計(jì)算結(jié)晶水的物質(zhì)的量。

參考答案:(1)偏高 (2)濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙?jiān)嚰堫伾杉t變藍(lán)

(3)n(Ni2+)=0.04000 mol·L-1×31.25 mL×10-3L·mL-1 =1.250×10-3 mol

n(NH+4)=56.00 mL×10-3 L·mL-1/22.4 L·mol-1=2.500×10-3 mol

n(SO2-4)=2n(Ni2+)+n(NH+4)2

=2×1.25×10-3 mol+2.500×10-3 mol2

=2.500×10-3mol

m(Ni2+)=59 g·mol-1×1.250×10-3 mol

=0.07375 g

m(NH+4)=18 g·mol-1×2.500×10-3 mol

=0.04500 g

m(SO2-4)=96 g·mol-1×2.500×10-3 mol

=0.2400 g

n(H2O)=

2.3350 g×25.00 mL100.00 mL-0.07375 g-0.04500 g-0.2400 g18 g·mol-1

=1.250×10-2 mol

x∶y∶m∶n=n(NH+4)∶n(Ni2+)∶n(SO2-4)∶n(H2O)

=2∶1∶2∶10

硫酸鎳銨的化學(xué)式為(NH4)2Ni(SO4)2·10H2O

(收稿日期:2013-09-13)

江蘇高考化學(xué)計(jì)算題考查熱點(diǎn):Ⅰ以NA為載體的計(jì)算;Ⅱ守恒計(jì)算,如質(zhì)量守恒、電量守恒等;Ⅲ多步反應(yīng)的計(jì)算尋找計(jì)量關(guān)系,多見于氧化還原反應(yīng);Ⅳ反應(yīng)熱和蓋斯定律;Ⅴ化學(xué)平衡常數(shù)和用化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等。

例1(2011年)Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì),可通過下列方法制備:在KOH加入適量AgNO3溶液,生成Ag2O沉淀,保持反應(yīng)溫度為80℃,邊攪拌邊將一定量K2S2O8溶液緩慢加到上述混合物中,反應(yīng)完全后,過濾、洗滌、真空干燥得到固體樣品?;瘜W(xué)方程式為:

2AgNO3+4KOH+K2S2O8△

Ag2O2↓+2KNO3+2K2SO4+2H2O

回答下列問題:

(1)上述制備過程中,檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是。

(2)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,電池放電時(shí)正極的Ag2O2 轉(zhuǎn)化為Ag,負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4,寫出該電池反應(yīng)方程式:。

(3)準(zhǔn)確稱取上述制備的樣品(設(shè)僅含Ag2O2和Ag2O)2.558 g,在一定的條件下完全分解為Ag和O2,得到224.0 mL O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。計(jì)算樣品中Ag2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位)。

解析該題是以“銀鋅堿性電池正極活性物質(zhì)Ag2O2的制備和含量分析”為載體而設(shè)計(jì)的綜合性計(jì)算題。試題涉及檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法、銀鋅堿性電池反應(yīng)方程式的書寫、樣品中Ag2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定計(jì)算等內(nèi)容,考查學(xué)生化學(xué)原理的掌握程度、化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能和化學(xué)計(jì)算技能的應(yīng)用能力。該題將對(duì)學(xué)生化學(xué)計(jì)算技能的考查置于具有真實(shí)應(yīng)用的背景中,充分體現(xiàn)了化學(xué)計(jì)算服務(wù)于化學(xué)問題解決的基本觀點(diǎn),引導(dǎo)中學(xué)化學(xué)教學(xué)重視化學(xué)計(jì)算在解決化學(xué)實(shí)際問題中應(yīng)用的教學(xué)。

參考答案:(1)取少許最后一次洗滌濾液,滴入1~2滴Ba(NO3)2溶液,若不出現(xiàn)白色渾濁,表示已洗滌完全(或取少許最后一次洗滌濾液,滴入1~2滴酚酞溶液,若溶液不顯紅色,表示已洗滌完全)

(2)Ag2O2+2Zn+4KOH+2H2O

2K2Zn(OH)4+2Ag

(3)n(O2)=224.0 mL22.4 L·mol-1×1000 mL·L-1=1.000×10-2 mol

設(shè)樣品中Ag2O2的物質(zhì)的量為x, Ag2O的物質(zhì)的量為y

248 g·mol-1×x+232 g·mol-1 ×y=2.588 g

x+12y=1.000×10-2 mol

x=9.500×10-3 mol

y=1.000×10-3 mol

w(Ag2O2)=m(Ag2O2)m(樣品)

=9.500×10-3mol×248 g/mol2.588 g=0.91

例2(2012年)硫酸鈉-過氧化氫加合物(xNa2SO4·yH2O2·zH2O)的組成可通過下列實(shí)驗(yàn)測(cè)定:①準(zhǔn)確稱取1.7700 g樣品,配制成100 mL溶液A。②準(zhǔn)確量取25.00 mL溶液A,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,過濾、洗滌、干燥至恒重,得到白色固體0.5825 g。③準(zhǔn)確量取25.00 mL溶液A,加入適量稀硫酸酸化后,用0.02000 mol·L-1 KMnO4溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液25.00 mL。H2O2與KMnO4反應(yīng)的離子方程式如下:

2MnO-4 +5H2O2+6H+

2Mn2++8H2O+5O2↑

(1)已知室溫下BaSO4的Ksp=1.1×10-10,欲使溶液中c(SO2-4)≤1.0×10-6 mol·L-1 ,應(yīng)保持溶液中c(Ba2+)≥ mol·L-1 。

(2)上述滴定不加稀硫酸酸化,MnO-4 被還原成MnO2,其離子方程式為:。

(3)通過計(jì)算確定樣品的組成(寫出計(jì)算過程)。

解析本題屬于物質(zhì)組成分析與綜合計(jì)算題,既運(yùn)用元素原子守恒進(jìn)行推理計(jì)算,又利用氧化還原滴定進(jìn)行分析;兼有溶度積常數(shù)的計(jì)算,但非常簡(jiǎn)單,同時(shí)還考查了陌生氧化還原反應(yīng)中離子方程式的正確書寫。

這樣的考題既重視考查考生對(duì)中學(xué)化學(xué)課程的學(xué)習(xí)水平,又關(guān)注對(duì)考生進(jìn)入高等學(xué)校繼續(xù)學(xué)習(xí)潛力的評(píng)價(jià)。

參考答案:(1) 1.1×10-4

(2)2MnO-4+3H2O2

2MnO2+2H2O+3O2↑+2OH-

(3) n(BaSO4)=0.5825 g/233 g·mol-1

=2.50×10-3 mol

n(H2O2)=52×0.0200 mol· L-1

×25.00 mL×10-3 L·m L-1=1.25×10-3 mol

m(Na2SO4)=142 g·mol-1×2.50×10-3mol

=0.355 g

m(H2O2)=34 g·mol-1×1.25×10-3mol

=0.0425 g

n(H2O)=(1.7700 g×25.00 mL/100 mL-0.355 g-0.0425 g)/18 g·mol-1

=2.5×10-3 mol

x∶y∶z=n(Na2SO4)∶n(H2O2)∶n(H2O)=2∶1∶2

硫酸鈉-過氧化氫加合物的化學(xué)式為:2Na2SO4·H2O2·2H2O

例3(2013江蘇第18題)硫酸鎳銨[(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O]可用于電鍍、印刷等領(lǐng)域。某同學(xué)為測(cè)定硫酸鎳銨的組成,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):①準(zhǔn)確稱取2.3350 g樣品,配制成100.00mL溶液A;②準(zhǔn)確量取25.00 mL溶液A,用0.04000 mol·L-1的EDTA(Na2H2Y)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定其中的Ni2+(離子方程式為Ni2++H2Y2-=NiY2-+2H+ ),消耗EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液31.25 mL;③另取25.00 mL溶液A,加足量的NaOH溶液并充分加熱,生成NH3 56.00 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

(1)若滴定管在使用前未用EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗,測(cè)得的Ni2+含量將(填“偏高”、或“偏低”或“不變”)。

(2)氨常用 檢驗(yàn),現(xiàn)象是 。

(3)通過計(jì)算確定硫酸鎳銨的化學(xué)式(寫出計(jì)算過程)。

解析該題涉及絡(luò)合滴定誤差的分析,未用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗的后果是:由于管壁上沾有水珠,則標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度變小,所以消耗的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏大,則Ni2+含量偏高;

氨是中學(xué)階段唯一的堿性氣體,用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙來檢驗(yàn);

這些考點(diǎn)都是中學(xué)化學(xué)常識(shí),這樣的考題既關(guān)注普通高中課程改革實(shí)踐的實(shí)際情況,又能發(fā)揮高考命題的導(dǎo)向作用,有力地指導(dǎo)新課程的課堂教學(xué)改革。

確定硫酸鎳銨的化學(xué)式時(shí),各個(gè)擊破,由電荷守恒計(jì)算硫酸根離子,最后由質(zhì)量守恒計(jì)算結(jié)晶水的物質(zhì)的量。

參考答案:(1)偏高 (2)濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙?jiān)嚰堫伾杉t變藍(lán)

(3)n(Ni2+)=0.04000 mol·L-1×31.25 mL×10-3L·mL-1 =1.250×10-3 mol

n(NH+4)=56.00 mL×10-3 L·mL-1/22.4 L·mol-1=2.500×10-3 mol

n(SO2-4)=2n(Ni2+)+n(NH+4)2

=2×1.25×10-3 mol+2.500×10-3 mol2

=2.500×10-3mol

m(Ni2+)=59 g·mol-1×1.250×10-3 mol

=0.07375 g

m(NH+4)=18 g·mol-1×2.500×10-3 mol

=0.04500 g

m(SO2-4)=96 g·mol-1×2.500×10-3 mol

=0.2400 g

n(H2O)=

2.3350 g×25.00 mL100.00 mL-0.07375 g-0.04500 g-0.2400 g18 g·mol-1

=1.250×10-2 mol

x∶y∶m∶n=n(NH+4)∶n(Ni2+)∶n(SO2-4)∶n(H2O)

=2∶1∶2∶10

硫酸鎳銨的化學(xué)式為(NH4)2Ni(SO4)2·10H2O

(收稿日期:2013-09-13)

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