高考化学 化水溶液中的离子平衡综合试题附答案一、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．叠氮化钠(NaN 3)是一种白色剧毒晶体，是汽车安全气囊的主要成分。

NaN 3易溶于水，微溶于乙醇，水溶液呈弱碱性，能与酸发生反应产生具有爆炸性的有毒气体叠氮化氢。

实验室可利用亚硝酸叔丁酯(t-BuNO 2，以t-Bu 表示叔丁基)与N 2H 4、氢氧化钠溶液混合反应制备叠氮化钠。

(1)制备亚硝酸叔丁酯取一定NaNO 2溶液与50%硫酸混合，发生反应H 2SO 4＋2NaNO 2===2HNO 2＋Na 2SO 4。

可利用亚硝酸与叔丁醇(t-BuOH)在40℃左右制备亚硝酸叔丁酯，试写出该反应的化学方程式：____________。

(2)制备叠氮化钠(NaN 3)按如图所示组装仪器(加热装置略)进行反应，反应的化学方程式为：t-BuNO 2＋NaOH ＋N 2H 4===NaN 3＋2H 2O ＋t-BuOH 。

①装置a的名称是______________；②该反应需控制温度在65℃，采用的实验措施是____________________；③反应后溶液在0℃下冷却至有大量晶体析出后过滤。

所得晶体使用无水乙醇洗涤。

试解释低温下过滤和使用无水乙醇洗涤晶体的原因是____________。

(3)产率计算①称取2.0g叠氮化钠试样，配成100mL溶液，并量取10.00mL溶液于锥形瓶中。

②用滴定管加入0.10mol·L－1六硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]溶液40.00mL(假设杂质均不参与反应)。

③充分反应后将溶液稀释并酸化，滴入2滴邻菲罗啉指示液，并用0.10mol·L－1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]为标准液，滴定过量的Ce4＋，终点时消耗标准溶液20.00mL(滴定原理：Ce4＋＋Fe2＋===Ce3＋＋Fe3＋)。

已知六硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]与叠氮化钠反应生成硝酸铵、硝酸钠、氮气以及Ce(NO3)3，试写出该反应的化学方程式____________________________；计算叠氮化钠的质量分数为________(保留2位有效数字)。

若其他操作及读数均正确，滴定到终点后，下列操作会导致所测定样品中叠氮化钠质量分数偏大的是____________(填字母)。

A．锥形瓶使用叠氮化钠溶液润洗B．滴加六硝酸铈铵溶液时，滴加前仰视读数，滴加后俯视读数C．滴加硫酸亚铁铵标准溶液时，开始时尖嘴处无气泡，结束时出现气泡D．滴定过程中，将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内(4)叠氮化钠有毒，可以使用次氯酸钠溶液对含有叠氮化钠的溶液进行销毁，反应后溶液碱性明显增强，且产生无色无味的无毒气体，试写出反应的离子方程式：____________________【来源】湖南湖北四校2020届高三学情调研联考理综化学试题【答案】t-BuOH＋HNO2t-BuNO2＋H2O 恒压滴液漏斗(滴液漏斗) 水浴加热降低叠氮化钠的溶解度，防止产物损失 2(NH4)2Ce(NO3)6＋2NaN3===4NH4NO3＋2Ce(NO3)3＋2NaNO3＋3N2↑ 65% AC ClO－＋2N3-＋H2O===Cl－＋2OH－＋3N2↑【解析】【分析】【详解】(1)制备亚硝酸叔丁酯的反应物有亚硝酸和叔丁醇，反应类型属于有机的酯化反应，所以方程式为：40222t-BuOH HNO t-BuNO H O +−−−→+℃； (2) ①装置a 的名称即为恒压滴液漏斗；②反应要控制温度在65℃，参考苯的硝化实验，该反应加热时，应当采用水浴加热； ③题干中提到了叠氮酸钠易溶于水，而微溶于乙醇；因此，洗涤产品时，为了减少洗涤过程中产品的损耗，应当用无水乙醇洗涤；(3)通过题干提示的反应产物分析，可知反应过程中Ce 4+和3N -中的元素发生了变价，所以反应的方程式为：423634333322(NH )Ce(NO )2NaN =4NH NO 2NaNO 2Ce(NO )3N ++++↑；在计算叠氮化钠的含量时，一定要注意叠氮酸钠溶液配制完成后只取了110与过量的六硝酸铈铵反应，再用Fe 2+去滴定未反应完的正四价的Ce ，因此有：4244312.0gNaN Ce Fe Ce =0.004molCe 10+++++样品的消耗的消耗的，考虑到Fe 2+与Ce 4+的反应按照1:1进行，所以2.0g 叠氮化钠样品中叠氮化钠的物质的量为：243(NaN )10(0.004Fe Ce )0.02mol n ++=⨯-=消耗的，所以叠氮化钠样品的质量分数为：3(NaN )0.02mol 65g/mol 100%==65%2.0g 2.0m w ⨯=⨯； A ．润洗锥形瓶，会使步骤②消耗的六硝酸铈铵的量增加，通过分析可知，会使最终计算的质量分数偏大，A 项正确；B ．量取40mL 六硝酸铈铵溶液时若前仰后俯，则会量取比40ml 更多的六硝酸铈铵溶液，那么步骤③会需要加入更多的Fe 2+来消耗叠氮酸钠未消耗掉的Ce 4+，通过分析可知，最终会导致计算的质量分数偏低，B 项错误；C ．步骤③用Fe 2+标定未反应的Ce 4+，若开始尖嘴无气泡，结束后出现气泡，则记录的Fe 2+消耗量比实际的偏小，通过分析可知，最终会使质量分数偏大，C 正确；D ．将挂在锥形瓶壁上的 Fe 2+溶液冲入锥形瓶，相当于让溶液混合更均匀，这样做会使结果更准确，D 项不符合；答案选AC ；(4)反应后溶液碱性增强，所以推测生成了OH -；产生的无色无味无毒气体，推测只能是氮气，所以离子方程式为：322ClO 2N H O=Cl 3N 2OH ----+++↑+。