培优 易错 难题化水溶液中的离子平衡辅导专题训练附详细答案一、水溶液中的离子平衡1．三草酸合铁酸钾K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 是一种绿色晶体，易溶于水，难溶于乙醇等有机溶剂，光照或受热易分解。

实验室要制备K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 并测定2-24C O 的含量。

请回答下列相关问题。

I ．FeC 2O 4·2H 2O 的制备向烧杯中加入5.0g(NH 4)2Fe(SO 4)2·6H 2O 、15mL 蒸馏水、1mL3moL/L 的硫酸，加热溶解后加入25mL 饱和H 2C 2O 4溶液，继续加热并搅拌一段时间后冷却，将所得FeC 2O 4·2H 2O 晶体过滤、洗涤。

（1）制备FeC 2O 4·2H 2O 时，加入3mol ／L 硫酸的作用是________________________。

II ．K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 的制备向I 中制得的FeC 2O 4·2H 2O 晶体中加入10mL 饱和K 2C 2O 4溶液，水浴加热至40℃，缓慢加入过量3％的H 2O 2溶液并不断搅拌，溶液中产生红褐色沉淀，H 2O 2溶液完全加入后将混合物加热煮沸一段时间，然后滴加饱和H 2C 2O 4溶液使红褐色沉淀溶解。

向溶液中再加入10mL 无水乙醇，过滤、洗涤、干燥。

（2）制备过程中有两个反应会生成K 3[Fe(C 2O 4)3]，两个化学方程式依次是：______________________、2Fe(OH)3+3K 2C 2O 4+3H 2C 2O 4=2K 3[Fe(C 2O 4)3]+6H 2O 。

（3）H 2O 2溶液完全加入后将混合物加热煮沸一段时间的目的是______________________。

III ．2-24C O 含量的测定称取0.22g Ⅱ中制得的K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 晶体于锥形瓶中，加入50mL 蒸馏水和15mL3mol ／L 的硫酸，用0.02000mol ／L 的标准KMnO 4溶液滴定，重复3次实验平均消耗的KMnO 4溶液体积为25.00mL 。

（4）滴定时KMnO 4溶液应盛放在_____________(填仪器名称)中，判断滴定终点的依据是_________________。

（5）滴定终点时，所得溶液中的溶质除硫酸外，还有__________________________(写化学式)，K 3[Fe(C 2O 4)3]·3H 2O 样品中2-24C O 的质量分数是____________________。

【来源】百师联盟2020届高三开年联考（山东卷)化学试题【答案】抑制2Fe +的水解（答案合理即可） ()()2422422324336FeC O 6K C O 3H O 404K Fe C O 2Fe OH ℃⎡⎤+++↓⎣⎦ 分解过量的22H O （答案合理即可） 酸式滴定管 最后一滴标准4KMnO 溶液滴入后，溶液变为浅红色且30s 不再改变 ()244243K SO MnSO Fe SO 、、 50%【解析】【分析】（1）制备242FeC O 2H O ⋅时，加入3mol/L 硫酸的作用是抑制2Fe +的水解； （2）根据信息第一个生成K 3[Fe(C 2O 4)3]的化学方程式是()()2422422324336FeC O 6K C O 3H O 404K Fe C O 2Fe OH ℃⎡⎤+++↓⎣⎦；（3）为避免其干扰后续实验，可将混合物加热煮沸，使过量的22H O 分解； （4）4KMnO 溶液有强氧化性，会腐蚀橡胶；（5）草酸根被氧化生成二氧化碳，高锰酸根离子中的Mn 被还原生成2Mn +，所以溶液中除过量硫酸外，还有244K SO MnSO 、和()243Fe SO ；由题给数据计算可得。

【详解】（1）(NH 4)2Fe(SO 4)2为强酸弱碱盐，NH 4+、2Fe +在溶液中水解使溶液成酸性，加入少量的稀硫酸可以抑制Fe 2+的水解，有利于FeC 2O 4·2H 2O 的制备，故答案为：抑制Fe 2+的水解； （2）由题给信息可知，FeC 2O 4和K 2C 2O 4在40℃条件下与双氧水反应生成K 3[Fe(C 2O 4)3]和氢氧化铁沉淀，反应的化学方程式为()()2422422324336FeC O 6K C O 3H O 404K Fe C O 2Fe OH ℃⎡⎤+++↓⎣⎦，故答案为：()()2422422324336FeC O 6K C O 3H O 404K Fe C O 2Fe OH ℃⎡⎤+++↓⎣⎦；（3）由于加入了过量的22H O ，为避免其干扰后续实验，可将混合物加热煮沸，使过量的22H O 分解，故答案为：分解过量的22H O ；（4）4KMnO 溶液有强氧化性，会腐蚀橡胶，应盛放在酸式滴定管中；当完全反应时，再滴入一滴酸性高锰酸钾溶液，溶液会变为浅红色，且半分钟不褪色，故答案为：酸式滴定管；最后一滴标准4KMnO 溶液滴入后，溶液变为浅红色且30s 不再改变；（5）草酸根被氧化生成二氧化碳，高锰酸根离子中的Mn 被还原生成2Mn +，所以溶液中除过量硫酸外，还有244K SO MnSO 、和()243Fe SO 三种溶质；由题意可知，()32423K Fe C O 3H O ⎡⎤⋅⎣⎦晶体中224C O -的质量为0.025L 0.02mol /L 2.588g /mol 0.11g ⨯⨯⨯=，则224C O -的质量分数为0.11g0.22g ×100%=50%，故答案为：244K SO MnSO 、、()243Fe SO ；50%。

2．黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS 2，现有一种天然黄铜矿（含少量脉石），为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：现称取研细的黄铜矿样品1.150g ，在空气存在下进行煅烧，生成Cu 、Fe 3O 4和SO 2气体，实验后取d 中溶液的置于锥形瓶中，用0.05mol/L 标准碘溶液进行滴定，初读数为0.00mL，终读数如图所示。

请回答下列问题：（1）称量样品所用的仪器为_____，将样品研细后再反应，其目的是_______。

（2）装置a的作用是________。

a．有利于空气中氧气充分反应 b．除去空气中的水蒸气c．有利于气体混合 d．有利于观察空气流速（3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是___________。

（4）滴定时，标准碘溶液所耗体积为_________mL。

判断滴定已达终点的现象是_______。

通过计算可知，该黄铜矿的纯度为________。

（5）若用右图装置替代上述实验装置d，同样可以达到实验目的的是____。

（填编号）（6）若将原装置d中的试液改为Ba(OH)2，测得的黄铜矿纯度误差为＋1%，假设实验操作均正确，可能的原因主要有____________________。

【来源】2010届江苏启东中学高三考前辅导训练化学试题【答案】电子天平使原料充分反应、加快反应速率 b、d 使反应生成的SO2全部进入d 装置中，使结果精确 20.10mL 溶液恰好由无色变成浅蓝色，且半分钟内不褪色 80.4% ②空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀；BaSO3被氧化成BaSO4【解析】【分析】(1)根据称量黄铜矿样品1.150g，选择精确度较高的仪器；将样品研细，增大了接触面积；(2)浓硫酸可以将水除去，还可以根据冒出气泡的速率来调节空气流速；(3)反应产生的二氧化硫应该尽可能的被d装置吸收；(4)根据滴定管的读数方法读出消耗碘溶液的体积，根据反应结束时的颜色变化判断滴定终点；先找出黄铜矿和二氧化硫及碘单质的关系式CuFeS2～2SO2～2I2，再根据题中数据进行计算；(5)图2中的②中通入二氧化硫，反应生成了硫酸钡沉淀，可以根据硫酸钡的质量计算二氧化硫的量；(6)Ba(OH)2溶液能吸收空气的CO2，另外BaSO3易被空气中氧气氧化，这些原因均能引起测定误差。

【详解】(1)由于称量黄铜矿样品1.150g，精确度达到了千分之一，应该选用电子天平进行称量，把黄铜矿样品研细，可以增大接触面积，从而提高反应速率，并且使黄铜矿充分反应；(2)装置a中的浓硫酸可以吸收空气中的水蒸气，防止水蒸气进入反应装置b中发生危险，同时根据冒出的气泡的快慢来控制气体的通入量，故答案为bd；(3)黄铜矿受热分解生成二氧化硫等一系列产物，分解完毕后仍然需要通入一段时间的空气，可以将b、d装置中的二氧化硫全部排出去，使结果更加精确；(4)根据滴定管的示数是上方小，下方大，可以读出滴定管示数是20.10mL，当达到滴定终点时，二氧化硫已经被碘单质消耗完毕，再滴入一滴碘单质，遇到淀粉会变蓝；根据硫原子守恒和电子守恒找出关系式：CuFeS2～2SO2～2I2，消耗掉0.05mol/L标准碘溶液20.10mL 时，即消耗的碘单质的量为：0.05mol/L×0.0201L=0.00105mol，所以黄铜矿的质量是：0.5×0.00105mol×184g/mol×10=0.9246g，所以其纯度是：0.9246g1.15g×100%=80.4%；(5)由于图2中，②硝酸钡溶液中通入二氧化硫能够生成硫酸钡沉淀，过滤干燥后，根据硫酸钡的质量计算出二氧化硫的质量，故答案为②；(6)将原装置d中的试液改为Ba(OH)2，测得的黄铜矿纯度误差为＋1%，在实验操作均正确的前提下，引起误差的可能原因主要有空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀或BaSO3被氧化成BaSO4。

3．淀粉水解的产物（C6H12O6）用硝酸氧化可以制备草酸，装置如图1所示（加热、搅拌和仪器固定装置均已略去）：实验过程如下：①将1：1的淀粉水乳液与少许硫酸（98%）加入烧杯中，水浴加热至85℃～90℃，保持30min，然后逐渐将温度降至60℃左右；②将一定量的淀粉水解液加入三颈烧瓶中；③控制反应液温度在55～60℃条件下，边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸（65%HNO3与98%H2SO4的质量比为2：1.5）溶液；④反应3h左右，冷却，减压过滤后再重结晶得草酸晶体，硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应：C6H12O6+12HNO3→3H2C2O4+9NO2↑+3NO↑+9H2OC6H12O6+8HNO3→6CO2+8NO↑+10H2O3H2C2O4+2HNO3→6CO2+2NO↑+4H2O请回答下列问题：（1）实验①加入98%硫酸少许的作用是：_________；（2）实验中若混酸滴加过快，将导致草酸产量下降，其原因是_________；（3）检验淀粉是否水解完全所用的试剂为_________；（4）草酸重结晶的减压过滤操作中，除烧杯、玻璃棒外，还必须使用属于硅酸盐材料的仪器有_________；（5）将产品在恒温箱内约90℃以下烘干至恒重，得到二水合草酸．用KMnO4标准溶液滴定，该反应的离子方程式为：2MnO4﹣+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O称取该样品0.12g，加适量水完全溶解，然后用0.020mol•L﹣1的酸性KMnO4溶液滴定至终点（杂质不参与反应），此时溶液颜色变化为_________，滴定前后滴定管中的液面读数如图2所示，则该草酸晶体样品中二水合草酸的质量分数为_________。