题文
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B
C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)
题型:未知 难度:其他题型
答案
Ⅰ(1) CO、CO2(对一个计1分)
(2) ① FeC2O4 ②FeC2O4 = FeO+CO↑+CO2↑
Ⅱ(1) 酸式
(2) 2MnO4- + 5H2C2O4 +6H+ = 2Mn2+ + 10CO2↑+ 8H2O
(3)A D (对一个计1分,有错计0分)
(4) 43.2% (3分)
解析
Ⅰ(1)A中澄清石灰水变浑浊说明气体中含CO2,B中有黑色物质生成,说明含CO气体,答案是CO、CO2
(2)①由图可知,B点时固体质量减少20%,而FeC2O4·2H2O固体中水的含量为20%,所以B点对应固体的化学式为FeC2O4
②从B到C固体质量减少一半,且温度升高,固体质量不再变化,说明此时分解完全,对应的化学方程式为FeC2O4 = FeO+CO↑+CO2↑
Ⅱ(1)高锰酸钾溶液的氧化性很强,易腐蚀碱式滴定管的胶管,应用酸式滴定管盛放
(2)草酸亚铁与H2SO4溶液反应生成草酸和硫酸亚铁,草酸是弱酸与高锰酸钾溶液反应的离子方程式中不能写成离子形式,则高锰酸钾与草酸反应的离子方程式为2MnO4-+ 5H2C2O4 +6H+ = 2Mn2+ + 10CO2↑+ 8H2O
(3)A、滴定管在盛装高锰酸钾前未润洗会造成高锰酸钾溶液的浓度降低,所用溶液体积增大,滴定结果偏高,正确;B、部分液体溅出会导致结果偏低,错误;C、滴定终点时俯视读数,会使末读数数值偏 小,结果偏低,错误;D、滴定终点时仰视读数,会使末读数数值偏大,结果偏高,正确,答案选A、D。
(4)用KSCN溶液在点滴板上检验煮沸液,直至溶液不变红,说明溶液中不含Fe3+,用0.02000 mol/L的高锰酸钾标准溶液滴定该溶液发生的离子方程式为:MnO4-+5Fe2++ 8H+ = Mn2+ +5Fe3++4 H2O,用去高锰酸钾的物质的量为6×10-3L×0.02000 mol/L,则草酸亚铁的质量为6×10-3L×0.02000 mol/L×5×144g/mol=0.0864g,则样品中 FeC2O4的质量分数为0.0864g/0.2g×100%=43.2%
考点
据考高分专家说,试题“草酸亚铁(FeC2O4)常用作分析剂、显.....”主要考查你对 [氧化还原反应的配平 ]考点的理解。
氧化还原反应的配平
配平简介:
化学反应方程式严格遵守质量守恒定律,书写化学反应方程式写出反应物和生成物后,往往左右两边各原子数目不相等,不满足质量守恒定律,这就需要通过配平来解决。
配平原则:
(1)电子守恒原则:反应中还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电子的总数相等
(2)电荷守恒原则:若为离子反应,反应前后离子所带正负电荷总数相等
(3)质量守恒原则:反应前后各元素的原子个数相等
配平步骤:
(1)一标:标明反应前后化合价有变化的元素的化合价
(2)二等:通过求最小公倍数使化合价升降总值相等
(3)三定:确定氧化剂与还原剂的化学计量数
氧化剂(还原剂)化学计量数=降(升)价的最小公倍数÷1mol氧化剂(还原剂)降(升)价总数
(4)四平:用观察法配平其他物质的化学计量数
(5)五查:检查质量与电荷、电子是否分别守恒
配平技巧:
(1)逆向配平法:部分氧化还原反应、自身氧化还原反应等可用逆向配平法,即选择氧化产物、还原产物为基准物来配平(一般从反应物很难配平时,可选用逆向配平法)
例:
通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降,确定CrCl3、Cl2的计量数为2和3,然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法:设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1,其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例:P4O+Cl2→POCl3+P2Cl6
可令P4O前的系数为1,Cl2的系数为x,则
1P4O+xCl2→POCl3+3/2P2Cl6 ,再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法:先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价,然后计算出各元素化合价的升降值,并使元素化合价升降总数相等,最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例:Fe3C+HNO3=Fe(NO3)3+CO2↑+NO2↑+H2O
复杂化合物Fe3C按照常规方法分析,无法确定其Fe和C的具体化合价,此时可令组成物质的各元素化合价为零价,根据化合价升降法配平。
通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降,确定CrCl3、Cl2的计量数为2和3,然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法:设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1,其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例:P4O+Cl2→POCl3+P2Cl6
可令P4O前的系数为1,Cl2的系数为x,则
1P4O+xCl2→POCl3+3/2P2Cl6 ,再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法:先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价,然后计算出各元素化合价的升降值,并使元素化合价升降总数相等,最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例:Fe3C+HNO3=Fe(NO3)3+CO2↑+NO2↑+H2O
复杂化合物Fe3C按照常规方法分析,无法确定其Fe和C的具体化合价,此时可令组成物质的各元素化合价为零价,根据化合价升降法配平。
再用观察法确定物质的化学计量数。
(4)整体标价法:当某元素的原子在某化合物中有数个时,可将它作为一个整体对待,根据化合物中元素化合价代数和为零原则予以整体标价。
例:S+Ca(OH)2→CaSx+Ca2S2O3+H2O
生成物CaSx、Ca2S2O3中的Sx、S2作为一个整体标价为-2、+4价,则化合价升降关系为:
Sx 0→-2 降2×2
S2 0→+4 升4×1
即可配平。
(5)缺项配平法:一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量系数,再通过比较反应物与生成物,确定缺项(一般为H2O、H+或OH-),最后观察配平。
(6)有机氧化还原反应的配平:有机物中元素的化合价一般来讲,氢元素显+1价,氧元素显-2价,然后再根据化合价的代数和为零求酸碳元素的平均化合价。
氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤:
- 一般方法:从左向右配。
- 步骤:标变价,找变化,求总数,配系数。
- 标出元素化合价变化的始态和终态
- 求升价元素或降价元素化合价的变化数
- 求化合价变化数的最小公倍数,分别作为氧化剂或还原剂的系数
- 配平变价元素
- 用观察法配平其他元素
- 检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律(离子方程式还要看电荷是否守恒)
如:
特殊技巧:
配平时若同一物质内既有元素的化合价上升又有元素的化合价下降,若从左向右配平较困难,可以采用从右向左配平,成为逆向配平法。
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