Question

（1）重铬酸钠（Na₂Cr₂O₇?2H₂O）俗称红矾钠，是一种重要的无机盐产品，可作氧化剂，在印染、颜料、电镀、医药等工业方面有广泛的用途．某化学兴趣小组设计实验测定市场上的红矾钠中Na₂Cr₂O₇的质量分数，其步骤如下：
Ⅰ．称取Wg红矾钠，溶于酸配成100mL溶液；
Ⅱ．用cmol?L^-1的标准KMnO₄酸性溶液滴定20.00mL一定浓度的FeSO₄溶液，消耗KMnO₄溶液20.00mL；
Ⅲ．取20.00mL Na₂Cr₂O₇溶液，用上述FeSO₄溶液滴定，达到滴定终点时，消耗24.00mL FeSO₄溶液；
查阅资料知：Cr₂O₇^2-在酸性条件下具有强氧化性，易被还原为Cr³⁺．
回答下列问题：
①Na₂Cr₂O₇与FeSO₄的反应离子方程式为

 

．
②步骤Ⅱ中的滴定过程，滴定终点的现象为

 

；选用

 

（填“酸式”或“碱式”）滴定管．
③已知：MnO^-₄+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，此红矾钠中Na₂Cr₂O₇的质量分数的表达式为

 

．
④判断下列操作对Na₂Cr₂O₇的质量分数测定结果的影响（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）：

 

，配制c mol?L^-1的KMnO₄标准溶液时，转移操作时有少量溶液洒出

 

．
（2）已知：弱酸的电离平衡常数HCN：K₁=4×10^-10   H₂S：K₁=1×10^-7 K₂=7.1×10^-15
①pH相同的NaCN、NaHS、Na₂S三种溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序为

 

．
②在等浓度的NaCN、NaHS混合溶液中，各种粒子浓度关系正确的是

 

．
A．c（CN^-）＞c（HS^-）＞c（OH^-）
B．c（HS^-）＞c（CN^-）＞c（H⁺）
C．c（HCN）+c（CN^-）=c（HS^-）+c（H₂S）
D．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HS^-）+c（CN^-）+c（OH^-）
③已知常温下FeS的K_sp=6.25×10^-18，在H₂S的饱和溶液中c²（H⁺）×c（S^2-）=1.0×10^-22mol³?L^-3．常温下，将适量的FeS投入饱和H₂S溶液中，欲使溶液中c（Fe²⁺）达到1mol/L，应调节溶液的pH大约为

 

．（lg2=0.3）

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,离子浓度大小的比较

专题：实验探究和数据处理题,电离平衡与溶液的pH专题,盐类的水解专题

分析：（1）本实验原理是用高锰酸钾来测定硫酸亚铁浓度，再用硫酸亚铁来滴定重铬酸钠，根据方程式计算重铬酸钠的物质的量，进而计算质量分数；
①重铬酸钠具有强氧化性，能把亚铁离子氧化成铁离子；
②高锰酸钾本身就是指示剂，高锰酸钾具有强氧化性，应放在酸式滴定管中；
③先根据MnO^-₄ +5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，计算亚铁离子浓度，再Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O计算重铬酸钠的物质的量，进而计算质量分数；
④配制c mol?L^-1的KMnO₄标准溶液时，转移操作时有少量溶液洒出，则造成高锰酸钾损失；
（2））①相同条件下，酸的电离平衡常数越大，其酸性越强，故酸性强弱顺序为：H₂S＞HCN＞SH^-，对应盐水解越弱；
②在等浓度的NaCN、NaHS混合溶液中，CN^-水解大于HS^-水解，故CN^-浓度小于HS^-浓度，同时要考虑物料守恒和电荷守恒；
③根据硫化亚铁的溶度积常数和亚铁离子浓度计算硫离子浓度，再根据氢硫酸的电离平衡常数计算氢离子浓度，最后利用pH计算公式计算溶液的pH．

解答： 解：（1）①重铬酸钠具有强氧化性，能把亚铁离子氧化成铁离子，反应的离子方程式为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，
故答案为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
②高锰酸钾呈紫红色，故滴定终点时，溶液由浅绿色刚变浅紫色，并保持半分钟不变，高锰酸钾具有强氧化性，应放在酸式滴定管中；
故答案为：溶液由浅绿色刚变浅紫色，并保持半分钟不变；酸式；
③MnO^-₄ +5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O，
 1                   5
0.0200L×cmol/L    0.0200L×c（Fe²⁺）
c（Fe²⁺）=5cmol/L
Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺═2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O
1      6
n     5cmol/L×0.02400L
n=

5cmol/L×0.02400L×1

6

=0.02cmol

所以重铬酸钠的质量分数为：

0.02cmol× 100mL 20mL ×262g/mol

Wg

×100%，故答案为：

0.02cmol× 100mL 20mL ×262g/mol

Wg

×100%；
④配制c mol?L^-1的KMnO₄标准溶液时，转移操作时有少量溶液洒出，则造成高锰酸钾损失，导致测得亚铁离子浓度测得偏高，计算出重铬酸钠偏高；
故答案为：偏高；
（2）①相同条件下，酸的电离平衡常数越大，其酸性越强，故酸性强弱顺序为：H₂S＞HCN＞SH^-，对应盐水解越弱，故水解程度为：Na₂S＞NaCN＞NaHS，所以pH相同的NaCN、NaHS、Na₂S三种溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序为c（NaHS）＞c（NaCN）＞c（Na₂S），故答案为：c（NaHS）＞c（NaCN）＞c（Na₂S）；
②在等浓度的NaCN、NaHS混合溶液中，CN^-水解大于HS^-水解，故CN^-浓度小于HS^-浓度，故A错误，B正确；
C为原子守恒表达式，漏掉了硫离子，正确的是c（HCN）+c（CN^-）=c（HS^-）+c（H₂S）+c（S^2-），故C错误；
D为电荷守恒表达式，漏掉了硫离子，正确的为：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HS^-）+c（CN^-）+c（OH^-）+2c（S^2-），故D错误；
故选B；
③将适量FeS 投入H₂S 饱和溶液中，c（Fe²⁺）达到1mol/L，溶液中c（S^2-）=

Ksp

C(Fe2+)

=

6.25×10-18

1

mol/L=6.25×10^-18mol/L，c²（H⁺）?c（S^2-）=1.0×10^-22，则c（H⁺）=

1×10-22 6.25×10-18

mol/L=4×10^-3mol/L，pH=-lg4×10^-3=2.4，
故答案为：2.4．

点评：本题考查了滴定的应用、离子浓度大小比较、沉淀溶解平衡等问题，难度较大，比较离子浓度大小时，要考虑水解程度大小同时要考虑物料守恒、电荷守恒和质子守恒．