- 测定物质组成、成分含量
- 共404题
某铝合金（硬铝）中含有铝、镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，有人设计了如图所示实验：（已知：硅不与盐酸和水反应）
（1）若固体Ⅰ中含有铜和硅，步骤①的试剂X应选择______ （填“NaOH溶液”“盐酸”“FeCl3溶液”）；步骤②的操作是______，得到固体Ⅱ反应的离子方程式为______．
（2）固体Ⅲ的化学式为______；步骤④反应的化学方程式为______．
（3）该铝合金中铝的质量分数是______．
（4）步骤④中的沉淀没有用蒸馏水洗涤时，会使测定结果______（填“偏高”“偏低”“不影响”）．
正确答案
（1）若固体Ⅰ中含有铜和硅，步骤①是将Mg、Al转化为盐溶液，除去不溶的Cu、Si，步骤①的试剂X不能与Cu、Si，NaOH溶液与Si反应，FeCl3溶液与Cu反应，故试剂X应选择盐酸；
由流程图可知，步骤②是将镁离子转化为氢氧化镁沉淀除去，将铝离子转化为偏铝酸根，进行固液分离，应是过滤；
固体沉淀Ⅱ是氢氧化镁，镁离子与氢氧根反应生成氢氧化镁沉淀，反应离子方程式为Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓，
故答案为：盐酸；过滤；Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓；
（2）由流程图可知，步骤②的溶液中，通入二氧化碳，将偏铝酸根转化为氢氧化铝沉淀，加热灼烧氢氧化铝沉淀，氢氧化铝分解生成氧化铝与水，反应方程式为2Al（OH）3↓
故答案为：Al2O3；2Al（OH）3↓
（3）最后的固体bg是氧化铝，氧化铝中铝的质量为bg×
（4）氢氧化铝沉淀会附着碳酸钠、氯化钠等物质，氢氧化铝沉淀没有用蒸馏水洗涤，导致加热生成的氧化铝的质量偏大，使测定的合金中铝的质量增大，测定合金中铝的质量分数偏高，
故答案为：偏高．
A晶体是一种矾，溶于水可电离出三种离子．用A进行如下实验：
①准确称量3.92g晶体溶于适量的稀硫酸，配成100mL浅绿色溶液X
②取少量X于试管中滴加KSCN溶液，无现象，再滴加氯水，溶液呈红色
③取20.00mLX于锥形瓶中，用0.02mol/LKMnO4溶液滴定（酸性KMnO4被还原成Mn2+，Mn2+在溶液中几乎呈无色），当到达终点时，用去KMnO4溶液20.00mL
④取20.00mLX于试管中加入浓NaOH溶液加热，生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝且恰好能被40.00mL0.10mol/LHCl溶液完全吸收
⑤另取20.00mLX向其中加入足量的BaCl2溶液，将沉淀过滤、洗涤，反复烘干并称量得1.00g．
试回答下列问题：
（1）本实验的目的是______．
（2）把A溶于稀硫酸而不直接溶于水的原因是______．
（3）第③步操作中，对滴定管的使用主要有以下几步：a用蒸馏水洗涤；b 必要操作；c装入标准液；d 赶走尖嘴部分的气泡；e 调节液面在“0或0刻度”以下．上述b步骤的必要操作是______；若无此步骤则会使该离子在A晶体中的含量______（填“偏高”、“偏低”或“不变”）．
（4）第⑤步中证明沉淀洗净的操作是______．
（5）此实验中有一步设计错误，它是第______步（填编号），正确地设计应为______．
（6）如果通过实验测得3.92g晶体中含有的阴离子全部形成钡盐沉淀的质量为4.66g，则A的化学式为______．
正确答案
（1）依据题干信息和实验步骤，结合（6）的要求分析，实验目的是沉淀A的组成；
故答案为：测定A晶体的组成；
（2）钒是硫酸盐，配制浅绿色溶液为亚铁离子的颜色；加入酸中溶解是为了抑制亚铁离子的水解，避免亚铁离子水解变浑浊；
故答案为：抑制Fe2+的水解；
（3）滴定管用待装液润洗2-3次，用0.02mol/LKMnO4溶液滴定，高锰酸钾溶液装在酸式滴定管中，所以酸式滴定管需要用0.02mol/LKMnO4溶液润洗滴定管两次；无此操作，直接装液会稀释高锰酸钾溶液，反应过程中消耗的标准液增大，c（待测）=
故答案为：用0.02mol/LKMnO4溶液润洗滴定管两次；偏高；
（4）沉淀为硫酸钡沉淀，是否洗净的检验方法，可以利用洗出液中检验是否含有钡离子检验，所以取洗出液少许，加入稀硫酸，弱无沉淀生成，则证明已经洗净，弱生成沉淀，则说明没有洗净；
故答案为：取最后的洗出液少许滴加稀硫酸，若无沉淀则证明已洗净；
（5）第⑤步直接加入过量氯化钡，沉淀会有其他离子干扰，不一定是硫酸钡沉淀，所以应先加入稀盐酸排除其他离子的干扰，在加入过量氯化钡溶液全部沉淀硫酸根离子生成硫酸钡沉淀，过滤、洗涤后称重；
故答案为：直接取一定量A向其中加入稀盐酸，再加入足量的BaCl2溶液，将沉淀过滤、洗涤，反复烘干并称量沉淀的质量．
（6）①准确称量3.92g晶体溶于适量的稀硫酸，配成100mL浅绿色溶液X，判断溶液中含有亚铁离子；A晶体是一种矾证明是硫酸盐，溶解后溶液中含有硫酸根离子；
②取少量X于试管中滴加KSCN溶液，无现象，再滴加氯水，溶液呈红色，证明晶体中无三价铁离子只含有亚铁离子；
③取20.00mLX于锥形瓶中，用0.02mol/LKMnO4溶液滴定（酸性KMnO4被还原成Mn2+，Mn2+在溶液中几乎呈无色），当到达终点时，用去KMnO4溶液20.00mL；依据5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O，定量关系计算亚铁离子物质的量为0.002mol；则100ml中 含有0.01mol；
④取20.00mLX于试管中加入浓NaOH溶液加热，生成的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，证明含有铵根离子，且恰好能被40.00mL0.10mol/LHCl溶液完全吸收，发生反应NH3+HCl=NH4Cl，则溶液中含铵根离子物质的量为0.004mol；则100ml溶液中含NH4+物质的量为0.02mol；
通过实验测得3.92g晶体中含有的阴离子全部形成钡盐沉淀的质量为4.66g，通过以上分析判断阴离子为硫酸根离子生成沉淀为硫酸钡沉淀，计算含有硫酸根离子物质的量为0.02mol；
3.92g晶体中含Fe2+离子物质的量为0.01mol，质量为0.56g；NH4+物质的量为0.02mol，质量为0.36g；SO42-物质的量0.02mol，质量为1.92g；依据晶体质量可知含结晶水的质量=3.92g-0.56g-0.36g-1.92g=1.08g；物质的量为0.06mol，则化学式为n（NH4+）：n（Fe2+）：n（SO42-）：n（H2O）=0.02：0.01：0.02：0.06=2：1：2：6，则化学式为：（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O；
故答案为：（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O；
Ⅰ．硬铝废料（含90%铝、2.5%镁、7.5%铜）可以制取明矾KAl（SO4）2．12H2O，某探究小组设计了下列实验．
请回答以下问题：
（1）写出步骤③的离子方程式______．
（2）步骤④包括三个环节，分别是______、冷却结晶、______．
（3）步骤⑤不直接用水洗的原因是______．
Ⅱ．某课题小组同学测量液态奶含氮量的实验过程如下：
原理：液态奶
步骤：
①在烧杯中加入10.00mL液态奶和辅助试剂，加热充分反应；
②将反应液转移到大试管中；
③按如下装置用水蒸气将NH3吹出，并用H3BO3溶液吸收（加热装置未画出）；
④取下锥形瓶，滴加指示剂，用0.1000mol•L-1盐酸标准液滴定；
⑤重复测定两次，再用10.00mL蒸馏水代替液态奶进行上述操作．
数据记录如下：
回答下列问题：
（1）滴定时（NH4）2B4O7重新转化为H3BO3，反应的化学方程式为______．
（2）步骤③的实验装置中需要加热的仪器是______（填仪器名称），长导管的作用是______．
（3）设计4号空白对照实验的目的是______．
（4）计算该液态奶的含氮量为______mg•mL-1．
正确答案
Ⅰ．（1）氢氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝和水，离子方程式为Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O，
故答案为：Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O；
（2）向硫酸铝溶液中加入硫酸钾，得混合溶液，通过蒸发、结晶、过滤制得明矾，故答案为：蒸发；过滤；
（3）明矾在酒精中的溶解度小，用酒精洗涤减少产品的损失，故答案为：减少产品的损失；
Ⅱ．（1）硼的化合价未变化，发生类似复分解反应，反应方程式为（NH4）2B4O7+2HCl+5H2O=4 H3BO3+2NH4Cl，
故答案为：（NH4）2B4O7+2HCl+5H2O=4 H3BO3+2NH4Cl；
（2）加热圆底烧瓶产生水蒸气，进入试管中将生成的氨气吹出；加热产生水蒸气，装置内压强增加，长导管防止装置中压力过大而发生危险，冷却时防止发生倒吸，起安全管作用，
故答案为：圆底烧瓶；安全管；
（3）对照使用目的是消除其他试剂、实验操作等因素引起的误差，故答案为：消除其他试剂、实验操作等因素引起的误差；
（4）盐酸的体积为
令10ml该液态奶的含氮量的质量为mg，则
2N～（NH4）2B4O7～2HCl
28g 2mol
mg 0.03200L×0.1000mol/L
所以m=28g×
该液态奶的含氮量为
故答案为：4.48．
铝镁合金已成为飞机制造、化工生产等行业的重要材料．研究性学习小组的同学，为测定某含镁3%-5%的铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量分数，设计下列两种不同实验方案进行探究．填写下列空白．
【方案一】
将铝镁合金与足量NaOH溶液反应，测定剩余固体质量．实验中发生反应的化学方程式是______．
（1）称取5.4g铝镁合金粉末样品，溶于V mL 2.0mol/L NaOH溶液中．为使其反应完全，则NaOH溶液的体积V≥______．
（2）过滤、洗涤、干燥、称量固体．该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
【方案二】
将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体在通常状况（约20℃，1.01×105Pa）的体积．
（1）同学们拟选用下列实验装置完成实验如图1：
①你认为最简易的装置其连接顺序是：A接______接______接______（填接口字母，可不填满．）
②实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，一会儿后稀硫酸也不能顺利滴入锥形瓶．请你帮助分析原因______．
③实验结束时，在读取测量实验中生成氢气的体积时，你认为合理的是______．
A．待实验装置冷却后再读数
B．上下移动量筒F，使其中液面与广口瓶中液面相平
C．上下移动量筒G，使其中液面与广口瓶中液面相平
D．视线与凹液面的最低点水平读取量筒中水的体积
（2）仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：稀硫酸 滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小．于是他们设计了图2所示的实验装置．
①装置中导管a的作用是______．
②实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL．则产生氢气的体积为______mL．
正确答案
方案一：铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与氢气，反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
故答案为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；
（1）含镁为3%时，金属铝的含量最高，5.4g合金中铝的质量为，5.4g×（1-3%）=5.4×97%g，则：
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
54g 2mol
5.4g×97%g V×10-3L×2.0mol/L
所以54g：（5.4g×97%g）=2mol：（V×10-3L×2.0mol/L），解得：V=97，故V（NaOH溶液）≥97mL；
故答案为：97mL；
（2）镁上会附着偏铝酸钠等物质，未洗涤导致测定的镁的质量偏大，镁的质量分数偏高；
故答案为：偏高；
方案二：（1）①装置的组装顺序：合金与水反应，用排水量气法测定氢气的体积，其中盛水的试剂瓶导管一定要短进长出，利用增大压强原理将水排出，量筒中水的体积就是生成氢气的体积，量筒内导管应伸入量筒底部，故连接顺序为：（A）接（E）（D）接（G）；
故答案为：E、D、G；
②镁、铝与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体压强变大，导致硫酸不能顺利滴入锥形瓶；
故答案为：镁、铝与稀硫酸反应放热且生成气体，使锥形瓶中气体压强变大；
③反应放热导致氢气的温度偏高，故应冷却后再进行读取氢气的体积，读取实验中生成氢气的体积时上下移动量筒，使其中液面与广口瓶中液面相平，视线与凹液面的最低点水平读取氢气的体积；
故选ACD；
（2）①装置中导管a的作用是：保持分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下，滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差；
故答案为：保持分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下，滴入锥形瓶的稀硫酸体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差；
②滴定管的数值零刻度在上方，两次的体积之差为测定的氢气的体积，收集氢气后滴定管内液面读数减小，故测定氢气的体积为V1-V2；
故答案为：V1-V2．
铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题：
（1）生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸的溶液中含有的大量阳离子是________________；
（2）某溶液中有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋等四种离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是________；
A．Mg2＋ B．Fe2＋ C．Al3＋ D．Cu2＋（3）氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：
回答下列问题：
①操作Ⅰ的名称是________，操作Ⅱ的方法为__________________________________。
②Na2CO3溶液可以除油污，原因是(用离子方程式表示)______________________；
③请完成生成FeCO3沉淀的离子方程式____________________________。
（4）有些同学认为KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定(5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O)。
①实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需__________________________________。
②某同学设计的下列滴定方式，最合理的是________。(夹持部分略去)(填字母序号)
正确答案
（1）Fe2＋、Fe3＋、H＋
（2）BC
（3）①过滤；在漏斗中加入适量蒸馏水，浸没过沉淀，让蒸馏水自然流下，重复数次；
②CO32－＋H2O
（4）①250 mL容量瓶；②b
扫码查看完整答案与解析