高考实验探究之氧化还原滴定专题含解析打印版.doc

高考实验探究之氧化还原滴定训练一解答题（共9小题）1（2013蚌埠一模）已知Na2SO3易被空气氧化变质，欲用氧化还原滴定法来测定实验室里Na2SO3的纯度取实验室里Na2SO3样品63g，溶于水配成250mL溶液从其中取出25mLNa2SO3溶液用0.4molL1酸性KMnO4溶液滴定，当溶液刚好变为紫色且半分钟不褪色时，用去40mL酸性KMnO4溶液（已知：5SO32+2MnO4+6H+5SO42+2Mn2+3H2O）则实验室里的Na2SO3的纯度为多少？_2（2014浦东新区二模）现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样测定Na2O2纯度的方法很多，如：（1）重量法将样品溶于盐酸，蒸发后测NaCl的质量所得NaCl质量越高，样品中杂质的含量越_（高、低）（2）气体体积法测量样品溶于水后释放的O2的体积若样品为a g，所测O2体积折算为标准状况为b L，则样品中Na2O2的质量分数为_（3）有同学计划采用“氧化还原滴定法”将样品溶于水后，用标准酸性高锰酸钾溶液滴定（紫红色MnO4被还原为接近无色的Mn2+）其实这种计划很难实现，因为_3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TiO2xH2O，经过滤、水洗除去其中的Cl，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2用现代分析仪器测定TiO2粒子的大小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TiO2xH2O的化学方程式为_（2）检验TiO2xH2O中Cl是否被除净的方法是_（3）配制NH4Fe（SO4）2标准溶液时，加入一定量H2SO4的原因是_；使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需要如图中的_（填字母代号）（4）滴定终点的现象是_4（2011扬州三模）硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣，主要化学成分为SiO2（约45%）、Fe2O3（约40%）、Al2O3（约10%）和MgO（约5%）某同学设计了如下方案，分离样品中各种金属元素请回答下列问题（1）写出溶液B的溶质是_（2）参照以下框图形式进一步完成“溶液C”到“Al2O3”的流程（注明试剂、条件和操作）（3）为了分析某硫酸渣中铁元素的含量，先将硫酸渣预处理，把铁元素还原成Fe2+，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定判断到达滴定终点的现象是_某同学称取 2.000g硫酸渣，预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液，移取25.00mL试样溶液，用0.0050molL1KMnO4标准溶液滴定，达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00mL，则残留物中铁元素的质量分数是_5孔雀石主要含Cu2（OH）2CO3，还含少量Fe、Si的化合物实验室以孔雀石为原料制备CuSO45H2O及CaCO3，步骤如下：请回答下列问题：（1）溶液A的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂为_（填代号），检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为_（填代号）aKMnO4 b（NH4）2S cH2O2 dKSCN（2）由溶液C获得CuSO45H2O，需要经过加热蒸发、_、过滤等操作过滤时为了防止滤液飞溅，应_（3）制备CaCO3时，若实验过程中有氨气逸出，应选用下列_装置吸收（填代号）（4）欲测定溶液A中Fe2+的浓度，需要用容量瓶配制KMnO4标准溶液进行氧化还原滴定，配制时等液面接近容量瓶刻度线时，应该继续进行的操作是_滴定时需要用用KMnO4标准溶液润洗滴定管，润洗后的废液应从酸式滴定管的_排出6（2013厦门模拟）用黄铁矿（主要成分FeS2，铁元素化合价为+2）氧化焙烧后产生的硫酸渣制备铁黄颜料（主要成分为FeOOH），工业流程如下：（1）从物质分类的角度，FeOOH属于_（2）步骤被氧化的元素是_（填符号）（3）步骤中用氨水做沉淀剂得到pHt（时间）变化曲线如图已知反应过程中存在沉淀溶解平衡Fe（OH）2Fe2+2OH和氧化还原平衡4Fe2+O2+6H2O4FeOOH+8H+试从平衡移动的角度解释：线段1溶液pH快速下降的原因是_，线段2溶液pH变化缓慢的原因是_，线段3溶液pH急剧下降的原因是_（4）操作是_（5）称取铁黄颜料0.3107g，用稀硫酸溶解后配成100mL溶液，每次取25.00mL溶液，用0.100 0molL1的磺基水杨酸（H2Y）标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为25.50mL，该产品的纯度为_（已知：Fe3+3H2Y=FeY23+6H+）7（2014郑州一模）平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末，其中含有SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物质二氧化铈（CeO2）是一种重要的稀土氧化物，某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如图：（1）第步反应的化学方程式是_，检验滤渣A是否洗净的方法是_（2）第步反应的离子方程式是_（3）萃取是分离稀土元素的常用方法，化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来实验室进行萃取操作需要用到分液漏斗，分液漏斗在使用前需要进行的操作是_；TBP是一种磷酸三丁酯，产物应该从分液漏斗的_（填“上口倒出”或“下口倒出”）（4）取上述流程中得到的Ce（OH）4产品0.5g，加硫酸溶解后，用0.1000molL1FeSO4标准溶液滴定终点时（铈被还原为Ce3+），消耗20.00mL标准溶液，该产品中Ce（OH）4的质量分数为_（保留小数点后一位）8（2010天河区一模）天然大理石通常含有Fe2O3等杂质，工业上用大理石作原料时需要提纯，某研究性学习小组在老师的指导下，对大理石进行了提纯，设计了如下的实验步骤：请回答下列问题：（1）溶解大理石时，用硝酸而不用硫酸的原因是_（2）使用试剂A（溶质是共价化合物）调节pH值目的是让溶液中Fe3+沉淀完全，则试剂A是_，试剂C为铵的正盐，则C是_（3）操作I的名称是_，该操作中用到玻璃棒，玻璃棒在该实验中的作用是_（4）检验溶液B中是否含铁离子的操作方法是_（5）为了分析大理石中铁元素的含量，准确称取大理石，然后再将不溶物E预处理，使铁元素还原成Fe2+，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：5Fe2+MnO4+8H+5Fe3+Mn2+4H2O滴定前是否要滴加指示剂？_（填“是”或“否”），请说明理由_滴定时用_（填仪器编号）盛装KMnO4标准溶液若定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果_（填“偏高”或“偏低”或“不变”）9（2011安庆三模）在生产硫酸的钒废催化剂中，部分钒仍以V2O5形式存在，还有部分以VOSO4形式存在，约占总钒的30%70%工业上对废钒催化剂回收处理的工艺流程如下：回答下列问题：（1）“酸浸”是将钒废催化剂中V2O5转变成可溶于水的VOSO4（完全电离），请写出该反应的离子方程式_；酸浸液经分离净化后与水浸液合并，用氯酸钾氧化，使VOSO4氧化成可溶于水的（VO2）2SO4（VO2）2SO4完全电离，氯元素被还原为Cl，请写出该反应的离子方程式：_（2）加入适量的NH4Cl，钒以偏钒酸铵（NH4VO3）的形式沉淀析出经过滤、焙烧可得到红棕色产品V2O5在整个工业生产中没有涉及到的反应有_（填字母）A化合反应 B分解反应 C复分解反应 D置换反应（3）在含有18.5gV2O5的样品中滴加60.00mL浓度为10.00molL1HCl溶液，恰好完全反应（杂质不与盐酸反应），生成2.24L（标准状况）氯气，则生成物中V的化合价为_（4）上述滴加盐酸过程需要用滴定管，滴定管也常用于测定一定体积溶液中某溶质的含量，如果用蒸馏水洗涤滴定管后，就直接加入标准溶液进行滴定，则对滴定结果的影响是_若锥形瓶用蒸馏水洗涤后，就直接装入待测溶液进行滴定，则对滴定结果的影响是_（以上填“偏高”、“偏低”或“无影响”）高考实验探究之氧化还原滴定训练答案解析1解：25mLNa2SO3溶液中亚硫酸钠消耗的高锰酸钾的物质的量为：0.4mol/L0.040L=0.016mol，根据反应方程式：5SO32+2MnO4+6H+5SO42+2Mn2+3H2O 5 2 n 0.016moln（SO32）=0.04mol，250mL亚硫酸钠溶液中含有亚硫酸钠的物质的量为：0.04mol=0.4mol，样品中含有的亚硫酸钠的质量为：m（SO32）=126g/mol0.4mol=50.4g，（SO32）=100%=80%，故答案为：80%2解：（1）氧化钠中钠元素的含量高于过氧化钠，故氯化钠的质量越高，说明样品中钠元素的质量越大，样品中杂质氧化钠的含量越高，故答案为：高；（2）设样品中过氧化钠的质量为m g，则：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2，278g 22.4Lm g b L278 g：m g=22.4L：b L解得m=样品中过氧化钠的质量分数=，故答案为：；（3）Na2O2溶于水后已迅速释放O2，发生自身氧化还原反应，反应很难实现，故答案为：Na2O2溶于水后已迅速释放O2，发生自身氧化还原反应3解：（1）设TiCl4的系数为1，根据元素守恒，TiO2xH2O的系数为1，HCl的系数为4；再根据O元素守恒，可知H2O的系数为（2+x），故答案为：TiCl4+（x+2）H2OTiO2xH2O+4HCl；（2）溶液中生成TiO2xH2O沉淀，固体具有较强的吸附能力，会吸附溶液中的Cl离子，可通过检验Cl离子的方法检验沉淀是否被洗净，检验沉淀是否洗净的方法是，取少量洗涤液，检验溶液中溶解的离子是否还存在，故答案为：取少量最后一次水洗液，滴加AgNO3溶液，不产生白色沉淀，说明Cl已除净；（3）铁离子易水解，配制溶液时先加一些硫酸，使溶液呈酸性，抑制NH4Fe（SO4）2水解，配制一定物质的量浓度的溶液，配制溶液使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒、容量瓶和胶头滴管等，故答案为：抑制NH4Fe（SO4）2水解；a、c；（4）因为是用KSCN作指示剂，终点时NH4Fe（SO4）2不再反应，生成血红色的Fe（SCN）3，故答案为：溶液变为红色，且半分钟不褪4解：（1）废渣主要化学成分为SiO2（约45%）、Fe2O3（约40%）、Al2O3（约10%）和MgO（约5%）；加入过量盐酸，Fe2O3碱性氧化物，Al2O3两性氧化物、MgO碱性氧化物都和过量的盐酸反应生成的溶液中含有溶质为：MgCl2、AlCl3、FeCl3和过量HCl；故答案为：MgCl2、AlCl3、FeCl3、HCl；（2）依据废渣溶于过量盐酸得到溶液B中含有溶质为：MgCl2、AlCl3、FeCl3和过量HCl；B溶液中加入氢氧化钠溶液，调节溶液PH=3.7后，生成氢氧化铁沉淀；和滤液MgCl2、AlCl3和过量HCl；在加入过量氢氧化钠溶液，过滤得到滤液中为NaCl，NaAlO2；通入二氧化碳气体生成氢氧化铝沉淀，过滤得到氢氧化铝沉淀，灼烧得到Al2O3；依据流程图画出；，故答案为：；（3）因KMnO4标准溶液本身就是一种指示剂，滴入最后一滴溶液变为紫色；故答案为：与滴下最后一滴KMnO4标准溶液时，溶液颜色变为紫红色，且在半分钟内不褪色；利用关系式法计算：5Fe2+MnO42105mol 1.000102molL10.01L4铁元素的质量为：2103mol56g/mol=1.12101g；铁元素的质量分数为 100%=5.6%，故答案为：5.6%；5解：（1）由溶液B加入CuO可生成氢氧化铁沉淀可知，B应为含Fe3+的溶液，则试剂应将Fe2+氧化为Fe3+，为不引入新的杂质，可用H2O2为氧化剂，可用KSCN检验Fe3+，故答案为：c；d；（2）由溶液制取晶体，需经过加热浓缩，冷却结晶才可得到，过滤时为了防止滤液飞溅，应使漏斗下端玻璃管与烧杯壁紧靠，故答案为：冷却结晶；使漏斗下端玻璃管与烧杯壁紧靠；（3）氨气极易溶于水，且氨气有刺激性气味，防止污染大气，要有尾气处理装置，选用倒置的漏斗且紧贴水面，目的是防止倒吸，故答案为：b；（4）配制溶液时要进行定容，可用胶头滴管向容量瓶中滴加蒸馏水，至溶液的凹液面正好与刻度线相平，润洗滴定管时，为充分润洗，应将润洗液从下口排出，故答案为：用胶头滴管向容量瓶中滴加蒸馏水，至溶液的凹液面正好与刻度线相平；下口6解：（1）根据铁黄的组成，从物质的分类的角度看FeOOH为纯净物或化合物，故答案为：纯净物或化合物；（2）从流程图中可知，第步反应物为FeS2和Fe3+，产物为Fe2+和S，所以根据元素化合价变化可知被氧化的元素是S，故答案为：S；（3）根据流程图可知步骤中，添加的反应物是氨水和空气，所以线段1溶液的pH快速下降的原因是沉淀溶解平衡Fe（OH）2Fe2+2OH向生成Fe（OH）2的方向移动，pH快速下降，随着空气的通入，溶液中沉淀溶解平衡：Fe（OH）2Fe2+2OH和氧化还原反应平衡：4Fe2+O2+6H2O4FeOOH+8H+，两个平衡生成的OH和H+的速率相当，所以线段2溶液pH的变化缓慢；由图示可知，线段3的pH最终小于7，则 说明反应体系中已经没有Fe（OH）2，残留Fe2+促使氧化还原平衡向右移动，产生大量的H+，故答案为：沉淀溶解平衡Fe（OH）2Fe2+2OH向生成Fe（OH）2的方向移动，pH快速下降；溶液中沉淀溶解平衡产生的OH和氧化还原平衡产生H+的速率相当；体系中已经没有Fe（OH）2，残留Fe2+促使氧化还原平衡向右移动，产生大量的H+；（4）根据流程图中的提示信息“向滤渣加水”，应为洗涤沉淀的操作，故答案为：洗涤；（5）n（H2Y）=0.0255L0.100 0molL1=0.00255mol，根据反应的方程式Fe3+3H2Y=FeY23+6H+，可知100mL溶液含有n（Fe3+）=，m（Fe3+）=89g/mol=0.3026g，则样品纯度=97.4%，故答案为：97.4%7解：废玻璃粉末中含有SiO2、Fe2O3、CeO2，向其中加入稀盐酸，Fe2O3反应变成FeCl3，溶于水，滤渣A的成分为SiO2、CeO2（第步），第步向滤渣A中加稀硫酸和H2O2，SiO2不反应，CeO2反应变成Ce3+，加碱以Ce（OH）3形式沉淀出（第步），Ce（OH）3和氧气反，生成Ce（OH）4，经过滤、洗涤、干燥得到纯净的Ce（OH）4；（1）第步中只有Fe2O3和盐酸发生反应，反应方程式为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；Fe2O3反应变成FeCl3，溶于水，滤渣A的成分为SiO2、CeO2，检验滤渣A是否洗净，只要检验最后一次洗涤液中是否还含有Fe3+即可，若含有Fe3+证明没有洗涤干净，方法：取最后一次洗涤液，滴加KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净，反之，未洗净；故答案为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；取最后一次洗涤液，滴加KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净，反之，未洗净；（2）第步反应物有CeO2和H2O2，在酸性条件下反应，分析化合价：Ce由+4价下降到+3价，那么H2O2中一定要有化合价升高的元素，O由1价升高到0价，有O2生成，该反应在酸性条件下进行，方程式为：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3+O2+4H2O，故答案为：2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3+O2+4H2O；（3）分液漏斗在使用前需要进行的操作是：检查是否漏液；萃取分液后，下层液体从下口流出，上层液体从上口倒出，化合物TBP作萃取剂将铈离子从水溶液中萃取出来，TBP的密度比水小，故分液后铈离子的TBP溶液在上层，从分液漏斗的上口倒出，故答案为：检查是否漏液；上口倒出；（4）Ce（OH）4产品加硫酸溶解后，Ce（OH）4溶解成Ce4+，和FeSO4发生反应：Ce4+Fe2+=Ce3+Fe3+，由原子守恒知n（Ce（OH）4）=n（Ce4+）=n（FeSO4）=0.1000molL10.02000L=0.002000mol；m（Ce（OH）4）=n（Ce（OH）4）M（Ce（OH）4）=0.002000mol209gmol1=0.418g该产品中Ce（OH）4的质量分数=100%=100%=83.2%，故答案为：83.2%8解：（1）大理石和硝酸反应生成可溶性的硝酸钙，硫酸和大理石反应生成微溶的硫酸钙阻止了进一步的反应，所以溶解大理石时，用硝酸而不用硫酸故答案为：硫酸钙微溶于水（2）使用试剂A（溶质是共价化合物）调节pH值目的是让溶液中Fe3+沉淀完全，则试剂A应是呈碱性的共价化合物氨水；试剂C为铵的正盐，且能和钙离子反应生成碳酸钙，所以试剂C是碳酸铵故答案为：氨水，碳酸铵（3）分离固体和液体的方法是过滤；玻璃棒有引流的作用故答案为：过滤，引流（4）三价铁离子用硫氰化钾溶液检验，检验方法是：取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3+，溶液变红色，说明滤液中含Fe3+故答案为：检验方法是