(19分)毒重石的主要成分 B a C O _ 3 (含…——2015 高考化学第 31 题答案解析

2015_省自主命题(山东)

2015 山东 第 31 题 解答题 区分题
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31.(19分)毒重石的主要成分 ${ \mathrm { B a C O } } _ { 3 }$ (含 $\mathrm { C a } ^ { 2 + }$ 、 $\mathrm { M g ^ { 2 + } }$ $\mathrm { F e } ^ { 3 + }$ 等杂质),实验室利用毒重石制备 $\mathrm { B a C l } _ { 2 } { \cdot } 2 \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 的流程如下:

(1)毒重石用盐酸浸取前需充分研磨,目的是 。实验室用 37%的盐酸配置 15%的盐酸,除量筒外还需使用下列仪器中的a.烧杯 b.容量瓶 c.玻璃棒 d.滴定管

(2)

<table><tr><td rowspan=1 colspan=1></td><td rowspan=1 colspan=1> $\mathrm { C a } ^ { 2 + }$ </td><td rowspan=1 colspan=1> $\mathrm { M g } ^ { 2 + }$ </td><td rowspan=1 colspan=1> $\mathrm { F e } ^ { 3 + }$ </td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>开始沉淀时的pH</td><td rowspan=1 colspan=1>11.9</td><td rowspan=1 colspan=1>9.1</td><td rowspan=1 colspan=1>1.9</td></tr><tr><td rowspan=1 colspan=1>完全沉淀时的 $\mathsf { p H }$ </td><td rowspan=1 colspan=1>13.9</td><td rowspan=1 colspan=1>11.1</td><td rowspan=1 colspan=1>3.2</td></tr></table>

加入 $\mathrm { N H } _ { 3 } { \cdot } \mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { O }$ 调节 $\mathrm { p H } { = } 8$ 可除去 (填离子符号),滤渣Ⅱ中含 (填化学式)。加入 $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { C } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 4 }$ 时应避免过量,原因是

已知: ${ \mathrm { K s p ~ ( B a C _ { 2 } O _ { 4 } ) ~ } } = 1 . 6 { \times } 1 0 ^ { - 7 } , { \mathrm { ~ K s p ~ ( C a C _ { 2 } O _ { 4 } ) ~ } } = 2 . 3 { \times } 1 0 ^ { - 9 }$

(3)利用简洁酸碱滴定法可测定 $\mathrm { B a } ^ { 2 + }$ 的含量,实验分两步进行。

已知: $2 \mathrm { C r O _ { 4 } } ^ { 2 - } + 2 \mathrm { H } ^ { + } \mathrm { = } \mathrm { C r _ { 2 } O _ { 7 } } ^ { 2 - } + \mathrm { H _ { 2 } O }$ $\mathrm { B a ^ { 2 + } \mathrm { + C r O _ { 4 } \mathrm { ^ { 2 - } \mathrm { = B a C r O _ { 4 } \downarrow } } } }$

步骤Ⅰ 移取xml一定浓度的 ${ \mathrm { N a } } _ { 2 } { \mathrm { C r } } { \mathrm { O } } _ { 4 }$ 溶液与锥形瓶中,加入酸碱指示剂,用b mol·L-<sup>1</sup>盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸体积为 $\mathrm { V _ { 0 } m L }$ 。

步骤Ⅱ:移取 $\mathrm { y } \mathrm { m L B a C l } _ { 2 }$ 溶液于锥形瓶中,加入x mL与步骤Ⅰ 相同浓度的 ${ \mathrm { N a } } _ { 2 } { \mathrm { C r } } { \mathrm { O } } _ { 4 }$ 溶液,待 $\mathrm { B a } ^ { 2 + }$ 完全沉淀后,再加入酸碱指示剂,用b mol·L-<sup>1</sup>盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为 $\mathrm { V _ { 1 } m L }$ 0

滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的 (填“上方”或“下方”)。 $\mathrm { B a C l } _ { 2 }$ 溶液的浓度为 $\mathrm { m o l } { \cdot } \mathrm { L } ^ { - 1 }$ ,若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出, $\mathrm { B a } ^ { 2 + }$ 浓度测量值将(填“偏大”或“偏小”)。

参考答案

(1) 增大接触面积从而使反应速率加快;ac >; (2) $\mathrm { F e ^ { 3 + } ; ~ M g ( O H ) _ { 2 } }$ $\mathrm { C a ( O H ) } _ { 2 }$ $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { C } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 4 }$ 过量会导致生成 $\mathrm { B a C } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 4 }$ 沉淀,产品的产量减少; (3) 上方; $\mathrm { ( V _ { 0 } b { - } V _ { 1 } b ) \ / y }$ ;偏大

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【答案】(1)增大接触面积从而使反应速率加快;ac

> ② $\mathrm { F e ^ { 3 + } ; ~ M g ( O H ) _ { 2 } }$ $\mathrm { C a ( O H ) } _ { 2 }$ $\mathrm { H } _ { 2 } \mathrm { C } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 4 }$ 过量会导致生成 $\mathrm { B a C } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 4 }$ 沉淀,产品的产量减少。

(3)上方; $\mathrm { ( V _ { 0 } b { - } V _ { 1 } b ) \ / y }$ ;偏大。

【解析】(1)充分研磨可以增大反应物的接触面积,增大反应速率;因为配制的盐酸溶液浓度为质量分数,可以计算出浓盐酸的体积和水的体积,所以使用烧杯作为容器稀释,玻璃杯搅拌。

(2)根据流程图和表中数据,加入 $\mathrm { M H _ { 3 } } \cdot \mathrm { H _ { 2 } O }$ 调 $\tt p H$ 为8,只有 $\mathbb { F } { \mathsf { e } } ^ { : \cdot }$ 完全沉淀,故可除去 $\mathtt { F e } ^ { \mathrm { { \tiny { s + } } } }$ 加入 $\tt N a O H$ 调 $_ { \mathrm { p H } = 1 2 . 5 } , \mathrm { M g } ^ { : + }$ 也完全沉淀, $\mathbb { C } \tilde { \mathbf { a } } ^ { \tilde { * } }$ 部分沉淀,所以滤渣Ⅱ中含 $\mathrm { M g ( O H ) _ { 2 } , C a ( O H ) _ { 2 } } ;$ 根据 $\mathrm { K s p } ( \mathbb { B } \mathrm { a C } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 4 } )$ ${ \bf \tau } = 1 . 6 \times 1 0 ^ { - 7 }$ ,H ${ } _ { 2 } \mathrm { C } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 4 }$ 过量时 $\mathtt { B a ^ { 2 - } }$ 转化为 $\mathbb { B } \mathrm { a C } _ { 2 } \mathrm { O } _ { 4 }$ 沉淀, $\mathrm { B a C l } _ { 2 } { \cdot } 2 \mathrm { F i } _ { 2 } \mathrm { O }$ 产品的产量减少。

$\because 0 ^ { \circ }$ 刻度位于滴定管的上方;与 $\mathtt { B a ^ { 2 ^ { + } } }$ 反应的 $\mathrm { C r O } _ { 4 } { } ^ { 2 - }$ 的物质的量为 $( \mathrm { V } _ { 0 } \mathrm { b } - \mathrm { V } _ { 1 } \mathrm { b } )$ $1 0 0 0 \mathrm { m o l }$ ,则 $\mathbb { B } \mathfrak { a } ^ { 2 + }$ 浓度为 $( \mathrm { V } _ { 0 } \mathrm { b } - \mathrm { V } _ { 1 } \mathrm { b } )$ /y;根据计算式,若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出, $\mathrm { V _ { 1 } }$ 减小,则 $\mathtt { B a } ^ { : * }$ 浓度测量值将偏大。

【考点定位】本题通过化学流程的分析,考查了基本操作和基本仪器、离子的去除、溶液的配制和酸碱中和滴定,包含了实验数据的分析和处理、和误差的分析。

【名师点睛】本题为化学流程题,往年的流程题信息量大,题目较长,本年的化学流程属于简短型,题目涉及的知识也不难,同时与化学实验相结合,突出了实验在化学学科中的重要地位,题目通过表格给出了相关信息,考生应运用题目所给信息,与所学基础知识相结合,分析化学流程的有关问题,关于酸碱中和滴定,问题设计全面,难度梯度设计合理,既有滴定管的结构、又有数据的计算和误差的分析,不同层次的考生都能展现出各自的水平。

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