& 二价Fe离子和三价Fe离子的检验知识点 & “食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中...”习题详情
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食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的．已知：氧化性：IO3-＞Fe3+＞I2；还原性：S2O32-＞I-3I2+6OH-═IO3-+5I-+3H2O；KI+I2KI3（1）某学习小组对加碘盐进行如下实验：取一定量某加碘盐（可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+），用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得溶液分为3份．第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色；第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl4萃取，下层溶液显紫红色；第三份试液中加入适量KIO3固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色．①加KSCN溶液显红色，该红色物质是&（用化学式表示）；CCl4中显紫红色的物质是　&（用电子式表示）．②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为　&、　&．（2）KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，容易引起碘的损失．写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式：　&．将I2溶于KI溶液，在低温条件下，可制得KI3oH2O．该物质作为食盐加碘剂是否合适？　&（填“是”或“否”），并说明理由　&．（3）为了提高加碘盐（添加KI）的稳定性，可加稳定剂减少碘的损失．下列物质中有可能作为稳定剂的是　&．A．Na2S2O3 B．AlCl3 C．Na2CO3 D．NaNO2（4）对含Fe2+较多的食盐（假设不含Fe3+），可选用KI作为加碘剂．请设计实验方案，检验该加碘盐中的Fe2+．　&．&
本题难度：一般
题型：解答题&|&来源：2011-浙江省高考化学试卷
分析与解答
习题“食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的．已知：氧化性：IO3-＞Fe3+＞I2；还原性：S2O32-＞I-3I2+6OH-═IO3-+5I-+3...”的分析与解答如下所示：
（1）①给出的离子中，只有Fe3+遇KSCN溶液显红色，Fe3+与KI发生氧化还原反应生成的碘单质，易溶于有机溶剂，且碘在四氯化碳中显紫色；②具有氧化性的离子为IO3-、Fe3+，具有还原性的离子为I-，利用氧化还原反应来分析；（2）根据KI具有还原性及氧化还原反应、KI3在常温下不稳定性来分析；（3）根据提高加碘盐（添加KI）的稳定性，主要是防止I-被氧化来分析；（4）将亚铁离子转化为铁离子，再利用铁离子遇KSCN溶液变红色来检验．（1）某加碘盐可能含有KIO3、KI、Mg2+、Fe3+，用蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化后将溶液分为3份．从第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色，可知该加碘盐中含有Fe3+，反应：Fe3++3SCN-=Fe（SCN）3，Fe（SCN）3呈血红色；从第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl4萃取，下层溶液显紫红色，可知有碘生成．这是因为由于“氧化性：IO3-＞Fe3+＞I2”，加足量KI后，IO3-和Fe3+均能将I-氧化成I2，由此也可以知道该加碘盐添加KIO3；第三份试液中加入适量KIO3固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色．由此可知该加碘盐中不含KI．①该加碘盐溶液中加KSCN溶液显红色的物质是Fe（SCN）3，CCl4中显紫红色的物质是I2，电子式，故答案为：Fe（SCN）3；；&&&&&&&&&②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为IO3-+5I-+6H+═3I2+3H2O、2Fe3++2I-═2Fe2++I2，故答案为：IO3-+5I-+6H+═3I2+3H2O；2Fe3++2I-═2Fe2++I2；（2）KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，KI会被空气中氧气氧化，KI在潮湿空气中氧化的反应化学方程式为：4KI+O2+2H2O═2I2+4KOH，根据题目告知，KI3oH2O是在低温条件下，由I2溶于KI溶液可制得．再由题给的信息：“KI+I2KI3”，可知KI3在常温下不稳定性，受热（或潮湿）条件下易分解为KI和I2，KI又易被空气中的氧气氧化，I2易升华，所以KI3oH2O作为食盐加碘剂是不合适的，故答案为：4KI+O2+2H2O═2I2+4KOH；否；KI3受热（或潮湿）条件下产生KI和I2，KI被氧气氧化，I2易升华；（3）提高加碘盐（添加KI）的稳定性，主要是防止I-被氧化，根据题给信息“还原性：S2O32-＞I-”和氧化还原反应的强弱规律，可以选Na2S2O3作稳定剂；又由题给信息“3I2+6OH-═IO3-+5I-+3H2O”，可知I2与OH-会发生反应生成IO3-和5I-，而Na2CO3水解呈碱性，因而也可以用Na2CO3作稳定剂，防止加碘盐（添加KI）在潮湿环境下被氧气氧化．至于AlCl3，水解后呈酸性，且还原性I-＞Cl-，所不能作稳定剂；NaNO2当遇强还原性物质时能表现出氧化性，则NaNO2与KI能发生氧化还原反应为2NO2-+2I-+4H+=2NO↑+I2+2H2O，所以不能作稳定剂，故答案为：AC；（4）实际上就是设计实验方案，检验Fe2+．首先可取足量该加碘盐溶于蒸馏水中，然后用盐酸酸化后，滴加适量氧化剂（如：氯水、过氧化氢等），使溶液中Fe2+转化为Fe3+，再滴加KSCN溶液，若显血红色，则该加碘盐中存在Fe2+，故答案为：取足量该加碘盐溶于蒸馏水中，用盐酸酸化，滴加适量氧化剂（如：氯水、过氧化氢等），再滴加KSCN溶液，若显血红色，则该加碘盐中存在Fe2+．
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食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的．已知：氧化性：IO3-＞Fe3+＞I2；还原性：S2O32-＞I-3I2+6OH-═IO3-+...
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经过分析，习题“食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的．已知：氧化性：IO3-＞Fe3+＞I2；还原性：S2O32-＞I-3I2+6OH-═IO3-+5I-+3...”主要考察你对“二价Fe离子和三价Fe离子的检验”
等考点的理解。
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二价Fe离子和三价Fe离子的检验
与“食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的．已知：氧化性：IO3-＞Fe3+＞I2；还原性：S2O32-＞I-3I2+6OH-═IO3-+5I-+3...”相似的题目：
证明某溶液只含有Fe2+&而不含有&Fe3+&的实验方法是（　　）先滴加氯水再滴加硫氰化钾溶液后显红色先滴加硫氰化钾溶液不显红色再滴加氯水后显红色先加入铁粉再滴加硫氰化钾溶液不显红色只需要滴加硫氰化钾溶液
为了证明化学反应有一定的限度，进行了如下探究活动：（Ⅰ）取5mL0.1moloL-1的KI溶液，滴加0.1moloL-1的FeCl3溶液5～6滴（Ⅱ）继续加入2mLCCl4振荡（Ⅲ）取萃取后的上层清液，滴加KSCN溶液（1）探究活动（Ⅰ）和（Ⅱ）的实验现象分别为&&&&、&&&&．（2）在探究活动（Ⅲ）中，活动设计者的意图是通过生成血红色的Fe（SCN）3，验证有Fe3+残留，从而证明化学反应有一定的限度，但在实验中，却未见溶液呈血红色，对此同学们提出了下列两种猜想．猜想一：Fe3+已全部转化为Fe2+猜想二：生成Fe（SCN）3浓度极小，其颜色肉眼无法观察为了验证猜想，在查阅资料后，获得下列信息：信息一：乙醚微溶于水，Fe（SCN）3在乙醚中的溶解度比在水中大信息二：Fe3+可与[Fe（CN）6]4-反应生成蓝色沉淀，用K4[Fe（CN）6]溶液检验Fe3+的灵敏度比用KSCN更高结合新信息，请你设计以下实验验证猜想&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&①请将相关的实验操作、现象和结论填入下表
实验操作&现象&结论&步骤一：&&&&&产生蓝色沉淀&&&&&&步骤二：&&&&&&&&&&“猜想二”成立&②写出操作“步骤一”中发生反应的离子方程式&&&&．
铁是人体不可缺少的微量元素，摄入含铁的化合物可补充铁．“速力菲”是市场上一种常见的补铁药物，下表格是它的说明书．（1）该药品中Fe2+&会缓慢氧化，国家规定该药物中Fe2+&的氧化率超过10%即不能再服用．1为了检验某药店出售的“速力菲”是否氧化，实验室可选用最常用最灵敏的检验试剂为&&&&（&填试剂的名称&）②实验室采用H2SO4酸化的KMnO4溶液，对“速力菲”中的Fe2+&进行滴定（假设药品中，其它成分不与KMnO4反应）．请配平下列离子方程式&&&&MnO4-+&&&&Fe2++&&&&H+═&&&&Mn2++&&&&Fe3++&&&&H2O③称量上述含铁元素质量分数为20.00%&的“速力菲”10.00g，将其全部溶于稀硫酸中，配制成1000.00mL溶液，取出20.00mL，用0.01mol/L的KMnO4溶液滴定，用去KMnO4溶液12.00mL．该药品可以服用吗？&&&&（填“可以”或“不可以”），请通过计算简述理由（写出主要计算过程）&&&&．（2）已知琥珀酸亚铁相对分子质量为172，琥珀酸为有机酸．含23.6g琥珀酸的溶液与4mol/L&&100mL的氢氧化钠溶液恰好完全中和．质子核磁共振分析显示，琥珀酸分子中只含有两种位置不同的氢原子．写出琥珀酸溶液与氢氧化钠溶液完全中和的离子方程式（有机物须写结构简式）&&&&，琥珀酸亚铁的化学式为&&&&．
“食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中...”的最新评论
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1证明某溶液只含有Fe2+&而不含有&Fe3+&的实验方法是（　　）
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1证明某溶液只含有Fe2+&而不含有&Fe3+&的实验方法是（　　）
2为了证明化学反应有一定的限度，进行了如下探究活动：（Ⅰ）取5mL0.1moloL-1的KI溶液，滴加0.1moloL-1的FeCl3溶液5～6滴（Ⅱ）继续加入2mLCCl4振荡（Ⅲ）取萃取后的上层清液，滴加KSCN溶液（1）探究活动（Ⅰ）和（Ⅱ）的实验现象分别为&&&&、&&&&．（2）在探究活动（Ⅲ）中，活动设计者的意图是通过生成血红色的Fe（SCN）3，验证有Fe3+残留，从而证明化学反应有一定的限度，但在实验中，却未见溶液呈血红色，对此同学们提出了下列两种猜想．猜想一：Fe3+已全部转化为Fe2+猜想二：生成Fe（SCN）3浓度极小，其颜色肉眼无法观察为了验证猜想，在查阅资料后，获得下列信息：信息一：乙醚微溶于水，Fe（SCN）3在乙醚中的溶解度比在水中大信息二：Fe3+可与[Fe（CN）6]4-反应生成蓝色沉淀，用K4[Fe（CN）6]溶液检验Fe3+的灵敏度比用KSCN更高结合新信息，请你设计以下实验验证猜想&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&①请将相关的实验操作、现象和结论填入下表
实验操作&现象&结论&步骤一：&&&&&产生蓝色沉淀&&&&&&步骤二：&&&&&&&&&&“猜想二”成立&②写出操作“步骤一”中发生反应的离子方程式&&&&．
3铁是人体不可缺少的微量元素，摄入含铁的化合物可补充铁．“速力菲”是市场上一种常见的补铁药物，下表格是它的说明书．（1）该药品中Fe2+&会缓慢氧化，国家规定该药物中Fe2+&的氧化率超过10%即不能再服用．1为了检验某药店出售的“速力菲”是否氧化，实验室可选用最常用最灵敏的检验试剂为&&&&（&填试剂的名称&）②实验室采用H2SO4酸化的KMnO4溶液，对“速力菲”中的Fe2+&进行滴定（假设药品中，其它成分不与KMnO4反应）．请配平下列离子方程式&&&&MnO4-+&&&&Fe2++&&&&H+═&&&&Mn2++&&&&Fe3++&&&&H2O③称量上述含铁元素质量分数为20.00%&的“速力菲”10.00g，将其全部溶于稀硫酸中，配制成1000.00mL溶液，取出20.00mL，用0.01mol/L的KMnO4溶液滴定，用去KMnO4溶液12.00mL．该药品可以服用吗？&&&&（填“可以”或“不可以”），请通过计算简述理由（写出主要计算过程）&&&&．（2）已知琥珀酸亚铁相对分子质量为172，琥珀酸为有机酸．含23.6g琥珀酸的溶液与4mol/L&&100mL的氢氧化钠溶液恰好完全中和．质子核磁共振分析显示，琥珀酸分子中只含有两种位置不同的氢原子．写出琥珀酸溶液与氢氧化钠溶液完全中和的离子方程式（有机物须写结构简式）&&&&，琥珀酸亚铁的化学式为&&&&．
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Tb∝? p0b? T b = k ? p ≈ k?p A ? 1000 / M= K b ?b （2-5）即：? T b ≈ K b ?b式中 K b 是溶剂的摩尔沸点升高常数。不同溶剂的 K b 值不同（表 2-2） 。利用沸点升高，可以 测定溶质的分子量。在实验工作中常常利用沸点升高现象用较浓的盐溶液来做高温热浴。 （3）溶液的凝固点降低 在 101 k Pa 下，纯液体和它的固相平衡的温度就是该液体的正常凝固点，在此温度时液相的 蒸气压与固相的蒸气压相等。纯水的凝固点为 0℃，此温度时水和冰的蒸气压相等。但在 0℃ 水溶液的蒸气压低于纯水的，所以水溶液在 0℃不结冰。若温度继续下降，冰的蒸气压下降率 比水溶液大，当冷却到 T f 时，冰和溶液的蒸气压相等，这个平衡温度（T f ）就是溶液的凝固 点。T f －T f = △T f 就是溶液的凝固点降低值。同样， 它也是和溶液的质量摩尔浓度成正比， 即： △T f ≈ K f ?b （2-6）0亿库教育网http://www.eku.cc亿库教育网http://www.eku.cc式中 K f 是溶剂的摩尔凝固点降低常数。不同溶剂的 K f 值不同（表 2-2） 。利用凝固点降低， 可以测定溶质的分子量，并且准确度优于沸点升高法。这是由于同一溶剂的 K f 比 K b 大，实 验误差相应较小，而且在凝固点时，溶液中有晶体析出，现象明显，容易观察，因此利用凝 固点降低测定分子量的方法应用很广。此外，溶液的凝固点降低在生产、科研方面也有广泛 应用。例如在严寒的冬天，汽车散热水箱中加入甘油或乙二醇等物质，可以防止水结冰；食 盐和冰的混合物作冷冻剂，可获得－22.4℃的低温。 表 2-2 常用溶剂的 K f 和 K b 溶剂 水 苯 环己烷 乙酸 氯仿 萘 樟脑 353.0 451.0 6.90 40.00 T f /K 273.0 278.5 279.5 290.00K f /(K?kg?mol-1) 1.86 5.10 20.20 3.90T b /K 373 353.15 354.0 391.0 333.19 491.0 481.00K b /(K?kg?mol-1) 0.512 2.53 2.79 2.93 3.63 5.80 5.95从热力学观点看，溶液沸点升高和凝固点降低乃是熵效应的结果。如水在沸点时的相变过程： H2O(1)0H2O(g) △ r G m = 0。根据吉布斯-亥姆霍兹方程，有0 00T b = △ r H m /（S m [H2O(g)]－S m [H2O(l)]） 加入难挥发的溶质后，使液体熵值增加，而 S m [H2O(g)]和△ r H m 却几乎不变，于是式中分母 项变小，导 T b 升高。对凝固点降低，可作同样的分析。 （4）溶液的渗透压 如图 2-2 所示，用一种能够让溶剂分子通过而不让溶质分子通 过的半透膜（如胶棉、硝酸纤维素膜、动植物膜组织等）把纯水和 蔗糖溶液隔开，这时由于膜内外水的浓度不同，因此单位时间内纯 水透过半透膜而进入蔗糖溶液的水分子数比从蔗糖水溶液透过半透 半透膜 膜而进入纯水的水分子数多， ，从表观看来，只是水透过半透膜而 进入蔗糖溶液。这种让溶剂分子通过半透膜的单方向的扩散过程， 糖水 称为渗透。 由于渗透作用，蔗糖溶液的体积逐渐增大，垂直的细玻璃管中液面上升，因而静水压随之增 图 2-2 溶液的渗透压 加，这样单位时间内水分子从溶液进入纯水的个数也就增加。当静水压达到一定数值时，单 位时间内，水分子从两个方向穿过半透膜的数目彼此相等，这时体系达到渗透平衡，玻璃管 内的液面停止上升，渗透过程即告终止。这种刚刚足以阻止发生渗透过程所外加的压力叫做 溶液的渗透压。 19 世纪 80 年代，范特荷甫对当时的实验数据进行归纳比较后发现，稀溶液的渗透压与浓度、 温度的关系，与理想气体状态方程相似，可表示为：亿库教育网 http://www.eku.cc0 0亿库教育网http://www.eku.ccnπ = V RT（2-8）式中 π 是溶液的渗透压，V 式溶液体积，n 是溶质的物质的量，R 是气体常数，T 是绝对温度。 渗透作用在动植物生活中有非常重要的作用。动植物体都要通过细胞膜产生的渗透作用，以 吸收水分和养料。人体的体液、血液、组织等都有一定的渗透压。对人体进行静脉注射时， 必须使用与人体体液渗透压相等的等渗溶液，如临床常用的 0.9 %的生理盐水和 5 %的葡萄糖 溶液。否则将引起血球膨胀（水向细胞内渗透）或萎缩（水向细胞外渗透）而产生严重后果。 同样道理，如果土壤溶液的渗透压高于植物细胞液的渗透压，将导致植物枯死，所以不能使 用过浓的肥料。 化学上利用渗透作用来分离溶液中的杂质，测定高分子物质的分子量。近年来，电渗析法和 反渗透法普遍应用于海水、咸水的淡化。 非电解质稀溶液的△p，△T b ，△T f 以及 π 的实验值与计算值基本相符，但电解质溶液的实验 值与计算值差别相当大。如 0.01 mol?kg-1 的 NaCl 溶液，△T f 计算值为 0.0186 K，而实际 测定△T f 值却是 0.0361 K。阿累尼乌斯认为，这是由于电解质在溶液中发生了电离的结果。 有些电解质（如醋酸、氨水、氯化汞等）电离度很小，称为弱电解质；有些电解质（如盐酸、 氢氧化钠、氯化钾等）的电离度相当大，称为强电解质。现代的强电解质溶液理论认为，强 电解质在水溶液中是完全电离的，但由于离子间存在着相互作用，离子的行动并不完全自由， 所以实际测定的“表观”电离度并不是 100 %。 2、分配定律 （1）分配定律 在一定温度下，一种溶质分配在互不相溶的两种溶剂中的浓度比值是一个常数，这个规律就 称为分配定律，其数学表达式为： K = c A /c Aα α β（2-9）β式中 K 为分配系数；c A 为溶质 A 在溶剂 α 中的浓度；c A 为溶质 A 在溶剂 β 中的浓度。 （2）萃取分离 萃取分离法是利用一种与水不相溶的有机溶剂与试液一起震荡，使某组分转入有机相，另外 的组分留在水相，从而达到分离的目的。溶剂萃取的实质是物质在互不相溶的两种溶剂中的 分配差异。萃取过程是物质在两相中溶解过程的竞争，服从相似相溶原理。萃取分离的主要 仪器是分液漏斗。具体操作如下：将试液（水溶液）置于 60 ~ 125mL 的梨形分液漏斗中，加 入萃取溶剂后立即震荡，使溶质充分转移至萃取溶剂中。静置分层，然后将两相分开。 在实际工作中，常用萃取百分率 E 来表示萃取的完全程度。萃取百分率是物质被萃取到有机 相中的比率。被萃取物质在有机相中 的总量 被萃取物质的总量 E = ×100%萃取时，为提高萃取效率，通常采用“少量多次”的方法。 设有 V W (mL)溶液内含有被萃取物质 m 0 (g)，用 V 0 (mL)溶剂萃取 n 次后，水相中剩余被萃取 物质 m n (g)，则亿库教育网 http://www.eku.cc亿库教育网http://www.eku.ccmn = m0(VW VW + KV0)nc0 A（2-10）w 0 w 式中 K 为分配系数，K = c A ；c A 为溶质 A 在水溶液中的浓度，c A 为溶质 A 在萃取溶剂中的浓度。 3、溶解度原理（相似相溶原理） 限于理论发展水平，至今我们还无法预言气体、液体、固体在液体溶剂中的溶解度，但是我 们可以按照“相似相溶”这个一般溶解度原理来估计不同溶质在液体溶剂中的相对溶解程度。 “相似”是指溶质与溶剂在结构或极性上相似，因此分子间作用力的类型和大小也基本相同； “相溶”是指彼此互溶。也就是说，极性分子易溶于极性溶剂（如水） ，而弱极性或非极性分 子易溶于弱极性或非极性溶剂（如有机溶剂氯仿、四氯化碳等） 液体溶质， 如乙醇 C2H5OH 在水中的溶解度比乙醚 CH3OCH3 大得多， 这是因为乙醇是极性分子， 分子中含有―OH 基，与水相似，而且 C2H5OH 与 C2H5OH、C2H5OH 与 H2O、H2O 与 H2O 分子间都 含有氢键，作用力也大致相等；而乙醚属非极性分子。 在固体溶质中，大多数离子化合物在水中的溶解度较大，非极性分子如固态 I2 难溶于水而易 溶于弱极性或非极性的有机溶剂（如四氯化碳）中。另外，固态物质的熔点对其在液体溶剂 中的溶解度也有一定的影响，一般结构相似的固体化合物在同一溶剂中低熔点的固体将比高 熔点固体易溶解。 对于气体而言，在液体溶剂中的溶解度规律是：在同一溶剂中，高沸点气体比低沸点气体的 溶解度大；具有与气体溶质最为近似分子间力的溶剂是该气体的最佳溶剂。如卤化氢气体较 稀有气体易溶于水，而且随着卤素原子序数的递增，卤化氢的沸点升高，在水中的溶解度增 大。 四、溶液组分含量的表示方法， 有很多方法表示溶液的组成，化学上常用物质的量浓度、质量摩尔浓度、摩尔分数、质量分 数等表示。 1、物质的量浓度 在国际单位制中，溶液的浓度用物质的量浓度（简称浓度）表示。其定义为：溶液中所含溶 质 A 的物质的量除以溶液的体积，用符号 c A 表示。 cnA = VA（2-11）若溶质 A 的质量为 m A ，摩尔质量为 M A ，则：nA = V mA M AVc = （2）质量摩尔浓度A（2-12）用 1kg 溶剂中所含溶质的物质的量表示的浓度称为质量摩尔浓度，用 b A 表示，单位为 mol?kg-1，即： bA= = （3）摩尔分数nA mB mA M AmB（2-13）溶液中某一组分 A 的物质的量（n A ）占全部溶液的物质的量（n）的分数，称为 A 的摩尔分数，亿库教育网 http://www.eku.cc亿库教育网http://www.eku.cc记为 x A 。 xnA = nA（2-14）若溶液由 A 和 B 两种组分组成，溶质 A 和 B 的物质的量分别为 n A 和 n B ，则：nA n A + nB nB n A + nBxA=xB =很显然xA + xB = 1（4）质量分数 溶质 A 的质量占溶液总质量的分数称为溶质 A 的质量分数，符号为 wA，即mA wA = m（2-15）【典型例题】 例 1、在某温度下，当蔗糖的溶解达成平衡后，杯底还剩有大量蔗糖，试分析这种溶液是否为 过饱和溶液？ 分析：在这种情况下，溶质虽然大大地过量，但过量的溶质并未进入溶液中，该溶液的浓度 等于而并未超过该温度下饱和溶液的浓度，而且过饱和溶液一般不稳定，溶液中必须没有固 体溶质存在，才有形成过饱和溶液的可能。因此，该溶液不是过饱和溶液，而是饱和溶液。 答：该溶液不是过饱和溶液。 例 2、已知 20℃时 Ca(OH)2 的溶解度为 0.165 g / 100 g 水，及在不同的 CO2 压力下碳酸钙 的溶解度为： CO2 压力/Pa 溶解度(g CaCO3/100g H2O) 0 0. 0. 0.109请用计算说明，当持续把 CO2（压强为 99501Pa，下同）通入饱和石灰水，开始生成的白色沉 淀是否完全“消失”？在多次实验中出现了下列现象，请解释： （1）由碳酸钙和盐酸（约 6 mol/L）作用生成的 CO2 直接通入饱和石灰水溶液，所观察到的 现象是：开始通 CO2 时生成的沉淀到最后完全消失。若使 CO2 经水洗后再通入饱和石灰水溶 液则开始生成的白色沉淀到最后不能完全“消失” ，为什么？ （2）把饱和石灰水置于一敞口容器中，过了一段时间后，溶液表面有一层硬壳。把硬壳下部 的溶液倒入另一容器中，再通入经水洗过的 CO2，最后能得清液，请解释。若把硬壳取出磨细 后，全部放回到原石灰水溶液中，再持续通入经水洗过的 CO2，最后能得清液吗？ （3）用适量水稀释饱和石灰水溶液后，再持续通入经水洗过的 CO2 结果是因稀释程度不同， 有时到最后能得清液；有时得不到清液，请估算用水将饱和石灰水稀释多少倍时，准能得到 清液（设反应过程中，温度保持恒定，即 20℃） 分析：CO2 通入澄清石灰水中产生浑浊，继续通入过量的 CO2 浑浊“消失” 。本题借助于一些 数据，定量地分析这一常见实验的各种可能发生的变化，加深对实验的认识。在数据处理时， 由于是等物质的量进行转化，即 1 mol Ca(OH)2 吸收 1 mol CO2，生成 1 mol CaCO3…… 因 此将溶解度中溶质的克数换算成物质的量，便于分析得出结论。20℃时饱和石灰水溶解度为 0.165 g，相当于 0.165/74 = 0.00223 mol，而当 CO2 压力为 1.01×105 Pa 时，CaCO3 溶解 度为 0.109 g，相当于 0.109/100 = 0.00109 mol。由于 0.00109 mol＜0.00223 mol，所以把亿库教育网 http://www.eku.cc亿库教育网http://www.eku.cc过量 CO2 通入饱和石灰水后产生的沉淀不能全部消失。 （1）由 CaCO3 和 6 mol /L 盐酸制取的 CO2 中混有逸出的 HCl 气体，当过量的该气体通入饱 和石灰水中，开始产生的沉淀溶于盐酸及生成 Ca(HCO3)2 而消失。用水洗过的 CO2，因除去了 混有的 HCl 气体，所以沉淀不消失。 （2）饱和石灰水吸收空气中的 CO2，在表面形成一层硬壳，取硬壳下面的溶液，由于产生表 面的硬壳，消耗了一定量的 Ca(OH)2。当 CO2 通入时产生 CaCO3 的量将减少，通入过量水洗的 CO2 可能沉淀消失，得澄清溶液。若将硬壳全部放回，由于生成的沉淀 CaCO3 总量不变，再通 入水洗过的过量 CO2，沉淀不消失。 （3）要使开始产生的沉淀消失，必须将 Ca(OH)2 在 100g 水中溶解量降到 0.00109 mol，这样 产生的 CaCO3 也是 0.00109 mol，过量水洗过的 CO2 通入，沉淀将消失。所以加水量是：0.09 －1）= 1. 05 倍 （解：由于 0.165/74＞0.109/100，沉淀不消失 （1）CO2 中混有 HCl 气体，沉淀溶解；水洗除去 HCl 后，沉淀不消失。 （2）CaCO3 总量减少，沉淀可能消失； “硬壳”返回后，CaCO3 总量不变，沉淀不消失。 （3）加入超过 1.05 倍体积的水，可得清液。 例 3、A、B 两种化合物的溶解度曲线入下图所示。现要用结晶法从 A、B 混合物中提取 A（不 考虑 A、B 共存时，对各自溶解度的影响） （1）50 g 混合物，将它溶于 100 g 热水，然后冷却至 20℃，若要使 A 析出而 B 不析出，则 混合液中 B 的质量分数最高不能超过多少？ （2）取 w g 混合物，将它溶于 100 g 热水，然后冷却 至 10℃，若仍要 A 析出而 B 不析出，则混合物中 A 的质量 分数应满足什么关系式（以 w、a、b 表示）分析：本题不考虑 A、B 共存时，对各自溶解度的影 响，因此只需要找出同时满足各自条件的量即可。 由于都溶于热水中，可直接用溶解度数值计算。 解： （1） A 要析出 50×A%＞10 B 不析出 50 ×B%≤20 ∴B%≤40% （2）10℃溶解度：A――a；B――b A 要析出 w×A%＞a B 不析出 w×B%≤b （∵A% + B%= 1） 当 w－b＞a 即 w＞a + b w－b＜a 即 w＜a + b ②包含① ①包含②a w A%＞①w?b A%≥ w ② w?b A%≥ w aA%＞ w例 4、Na2CrO4 在不同温度下的溶解度见下表。现有 100 g 60℃时 Na2CrO4 饱和溶液分别降温 到（1）40℃（2）0℃时，析出晶体多少克？（0―20℃ 析出晶体为 Na2CrO4?10H2O，30―60℃ 析出晶体为 Na2CrO4?4H2O） 温度/℃ Na2CrO4(g/10 0 31.70 10 50.17 20 88.70亿库教育网30 88.7040 95.9650 10460 114.670 123.0http://www.eku.cc亿库教育网http://www.eku.cc0g H2O) 分析：表中所列数据是指在该温度下，100g 水中溶解无水物的克数。若析出晶体不含结晶水， 其计算方法很简单，这里不再赘述。若析出晶体含结晶水，晶体质量将超过无水物的质量。 其计算方法通常有两种： （1）先假设析出无水物，并计算其质量；根据化学式计算，求出无 水物对应结晶水的质量。再由结晶水量（相当于溶剂减少）计算又析出无水物质量…… 无限 循环。求和，取极限，导出晶体总质量，此法繁琐。 （2）从最终结果考虑，析出一定质量的 晶体。其中晶体中无水物为原溶液中溶质的一部分，结晶水为溶剂的一部分，剩余溶质和溶 剂和该温度下的溶解度对应。 解： （1）设析出 x g Na2CrO4?4H2O 晶体100 × 114.6 162 χ ? 214.6 234 100 72 χ 100 × ? 214.6 23495.96 = 100x =21.876 g（2）设析出 y g Na2CrO4?10H2O 晶体100 × 114.6 162 y ? 214.6 342 100 180 y 100 × ? 214.6 34231.7 = 100y = 125.9g因为 125.9＞100 说明已全部结晶析出，但不全为 Na2CrO4?10H2O 例 5、若某溶质在水和一有机溶剂中的分配常数为 K [一次萃取后，溶质在有机溶剂和水中的 浓度（g/L）之比]。求证： （1）用与水溶液等体积的该有机溶剂进行一次萃取后，溶质在水溶液中的残留量为原质量的1 1+ K ； 1 10 的该有机溶质进行 10 次萃取后，溶质在水溶液中的残留量为 （2）用相当于水溶液体积的 10 10 + K )10 原质量的(；水相的体积为 V a （L） ；萃取前溶质的质量为 m（g） ； 证： （1）假设：有机相的体积为 V 0 （L） 一次萃取后溶质在有机相中的质量为 m 0 （g）浓度为 c 0 （g/L） ；一次萃取后溶质在水相中的 质量为 m a （g） ；浓度为 c a （g/L） ；分配常数为 KC0 Ca根据分配定律：K = K =m0 / V0 ma / Va=(m ? ma ) / V0 ma / Va1∴ma= m?1+ kV0 Va1 = m ? 1+ K根据题意 V 0 = V a ∴ m a亿库教育网http://www.eku.cc亿库教育网http://www.eku.cc即一次萃取后溶质在水相中的残留量1ma1 1+ K 为原质量（m）的（2）由上述可知，一次萃取后溶质在水相中的质量为：1+ k V0 Vam a （1） = m ? 据题意：V 01 10 V a 代入上式得： =1 V / 10 10 1+ K? a Va 10 + K a （1） = m ? = m? m同理，二级萃取时，溶质在水相中的质量为： ma （2） = ma10 10 + K （1） 10 10 + K )2 = m (三级萃取时，溶质在水相中的质量为： ma （3）= ma10 10 + K （2） 10 10 + K )3 = m (n 级萃取时，溶质在水相中的质量为：10 m a （n）= m a （n-1） 10 + K 10 = m ( 10 + K )n∴当 n = 10 时，则溶质在水相中的残留质量为： ma10 10 + K )10 （10）= m (例 6、有每毫升含碘 1 mg 的水溶液 10 mL，若用 6 mL CCl4 一次萃取此水溶液中的碘，问水 溶液中剩余多少碘？若将 6 mL CCl4 分成三次萃取，每次用 2 mL CCl4，最后水溶液中剩余多 少碘？哪个方法好？（已知 K 为 85） 解：溶液中碘的含量为：m = 1×10 =10 mg 用 6 mL CCl4 一次萃取后水相中碘的剩余量为：11maV 1+ k 0 Va = m ?= 10?1 + 856 10 ≈ 0.19 mg1 若每次萃取用 2 mL CCl4（相当于水相体积的 5 进行三次萃取，则水相中碘的剩余量应为：ma5 5 5 + K )3 = 10 ( 5 + 85 )3≈0.0017 mg （3）== m (1 112 。 显然后一种方法比前一种方法的萃取效果要好，后者碘在水相中的剩余量为前者的例 7、在 20℃和 101 kPa 下，每升水最多能溶解氧气 0.0434 g，氢气 0.0016 g，氮气 0.0190 g，试计算： （1）在 20℃时 202 k Pa 下，氧、氢、氮气在水中的溶解度（以 mL?L-1 表示） 。 （2）设有一混合气体，各组分气体的体积分数是氧气 25 %、氢气 40 %、氮气 35 %。总压力 为 505 k Pa。试问在 20℃时，该混合气体的饱和水溶液中含氧气、氢气、氮气的质量分数各 为多少？ 分析：①根据亨利定律，求出 202 k Pa 下各组分气体的溶解度。②再根据气态方程 pV=nRT亿库教育网http://www.eku.cc亿库教育网http://www.eku.cc公式就可将这些理想气体质量换算为体积。③根据分压定律，分别求出 O2、H2、N2 分压，从 而求出它们在每升水中的溶解度。 解： （1）在 202 k Pa 下各组分气体的溶解度为： O2：(2×0.0434)g?L-1 = 0.0868 g?L-1 H2：(2×0.0016)g?L-1 = 0.0032 g?L-1 N2：(2×0.0190)g?L-1 = 0.0380 g?L-1 应用 pV= nRT 公式，将这些气体质量换算成体积： V( O20.0868g ?L?1 / 32 g ?mol 202kPa ) = ( ×8.31×103 k Pa?L-1mol-1?K×293K) = 32.70 mL0.0032 g ?L?1 / 2 g ?mol 202kPa V( H 2 ) = ( ×8.31×103 k Pa?L-1mol-1?K×293K) = 19.29 mLV( N 2 （2）根据分压定律：0.038 g ?L?1 / 28 g ?mol 202kPa ) = ( ×8.31×103 k Pa?L-1mol-1?K×293K) = 16.36 mLp( O2 ) =（505×25%）kPa = 126 kPa p( H 2 ) =（505×40%）kPa = 202 kPa p( N 2 ) =（505×35%）kPa = 177 kPa 所以它们在每升水中的溶解度为：126 O2（ 101 ×0.434）g?L-1 = 0.05425 g?L-1 202 101 ×0.0016）g?L-1 = 0.0032 g?L-1 H2（ 177 N2（ 101 ×0.019）g?L-1 = 0.03325 g?L-1所以它们在饱和水溶液中所占的质量分数为：0.05425 O2： 0.0907 ×100% = 59.81 % 0.0032 H2： 0.0907 ×100% = 3.53 % 0.03325 N2： 0.0907 ×100% = 36.66 %例 8、已知某不挥发性物质的水溶液的沸点是 100.39℃，在 18℃ 101 kPa 下，将 3.00 L 空 气缓慢地通过此溶液时，将带走水多少克？（已知水的摩尔沸点升高常数 K b = 0.52） 分析：①根据稀溶液定律公式求得溶液质量摩尔浓度 b， ②根据 18℃时水的饱和蒸气压公式求得溶液的蒸气压。 ③将水的蒸气压按理想气体处理，根据气态方程式求得。 解：根据稀溶液定律 △T b = K b ?b亿库教育网http://www.eku.cc亿库教育网 ?Tb Kbhttp://www.eku.ccb =△T b =100.39－100.00 = 0.390.39 b = 0.52 = 0.75查表得 18℃时水的饱和蒸气压 p 0 = 2.06 kPa，则溶液的蒸气压为：1000 / 18.02 (1000 / 18.02) + mp = p0 p0=55.49 55.49 + 0.75 = 0. k Pa =2.03 k Pa如将此水蒸气按理想气体处理，忽略水蒸气所增加的体积（精确计算时不可忽略） ，则根据气 态方程式得：pVM 2.03 × 103 × 3.00 × 10?3 × 18 g 8.31 × 291 m = RT = = 0.0453 g【知能训练】 1、现有 50 g 5 %的硫酸铜溶液，要使其溶液浓度提高至 10 %，应该采取措施有： （1）可蒸发水 g。 （2）加入 12.5 %的硫酸铜溶液 g。 （3）加入无水硫酸铜粉末 g。 （4）加入蓝矾晶体 g。 2、在 1 L 水中溶解 560 L（标准状况）的氨气，所得氨水的密度是 0.9 g/cm3，该氨水溶液 的质量分数是 （1） ， 物质的量浓度是 （2） ， 质量摩尔浓度是 （3） ， 摩尔分数是（4） 。 3、分子的相对质量为 M，化学式为 A 的物质（不含结晶水） ，在温度 t1℃时，用 W g 水配制 成饱和溶液，该溶液中若按物质的量计算，A 占 a %，问： （1）t1℃时该物质的溶解度为若干？ （2）当温度降至 t2℃时，析出 A?n H2O 结晶多少克？（已知 t2℃时每克水中能溶解 S g 该 物质） 。 （3）t2℃时，剩余溶液的溶质质量分数为若干？ （4）若 A 是 Na2CO3，将 t2 = 373 K，W = 180g，a % = 6.96 %，t2 = 393 K，S = 0.22，n = 10，分别代入（1）（2）（3）题所得关系式中得到什么结果？ 、 、 4、已知 CO2 过量时，CO2 与 NaOH 反应生成 NaHCO3（CO2＋NaOH＝NaHCO3） 。参照物质的溶解 度，用 NaOH（固） 、CaCO3（固） 、水、盐酸为原料制取 33 g 纯 NaHCO3。 25℃ 溶解度/g NaHCO3 9 Na2CO3 33 g。 g。 NaOH 110（1）若用 100 g 水，则制取时需用 NaOH （2）若用 17.86 g NaOH（固） ，则需用水 5、下表是四种盐的溶解度（g） 。亿库教育网http://www.eku.cc亿库教育网http://www.eku.cc溶 盐温 度 解 / 度 /g ℃0 35.7 73 27.6 13.310 35.8 80 31 20.920 36.0 88 34.0 31.630 36.3 96 37.0 45.840 36.6 104 40.0 63.960 37.3 124 45.5 110.080 38.4 148 51.1 169100 39.8 180 56.7 246NaCl NaNO3 KCl KNO3请设计一个从硝酸钠和氯化钾制备纯硝酸钾晶体的实验（要求写出化学方程式及实验步骤） 。 6、下面是四种盐在不同温度下的溶解度（g／100g 水） NaNO3 10℃ 100℃ 80.5 175 KNO3 20.9 246 NaCl 35.7 39.1 KCl 31.0 56.6（计算时假定：①盐类共存时不影响各自的溶解度；②过滤晶体时，溶剂损耗忽略不计） 取 23.4 g NaCl 和 40.4 g KNO3，加 70.0 g H2O，加热溶解，在 100℃时蒸发掉 50.0 g H2O， 维持该温度，过滤析出晶体。计算所得晶体的质量（ 晶后、过滤，计算所得晶体的质量（m低温 m高温） ；将滤液冷却到 10℃，待充分结） 。7、25℃时，水的饱和蒸气压为 3.166 kPa，求在相同温度下 5.0 %的尿素[CO(NH2)2]水溶液 的饱和蒸气压。 8、烟草的有害成分尼古丁的实验式是 C5H7N，今将 496 mg 尼古丁溶于 10.0 g 水中，所得溶 液的沸点是 100.17℃。求尼古丁的分子式。 （水的 K b = 0.512 K?kg?mol-1） 9、把 1.00 g 硫溶于 20.0 g 荼中，溶液的凝固点为 351.72 K，求硫的分子量。 10、在 1.00 dm3 溶液中，含有 5.0 g 马的血红素，在 298 K 时测得溶液的渗透压为 1.82×102 Pa，求马的血红素分子量。 11、含 I2 的水溶液 100 mL，其中含 I2 10.00 mg，用 90 mL CCl4 按下述两种方法进行萃取：CCi4 H 2O（1）90 mL 一次萃取； （2）每次用 30 mL，分三次萃取。试比较其萃取效率（K = c I 2/c I 2 =85） 。 12、已知 A + B → C + 水。t℃、A、B、C 三种物质的溶解度分别为 S1、S2、S3 g。现取 t℃ 时 A 的饱和溶液 M g，B 的饱和溶液 N g，混合后恰好完全反应生成 C 物质 P g。 （1）求反应中生成水多少 g？ （2）通过计算推断：在此反应中 C 物质沉淀的条件是什么？ 参考答案： 1、 （1）25 g （2）100 g （3）2.78 g （4）4.63 g 2、 （1）29.82 % （2）15.79 mol / L （3）25 mol / kg H2O100Ma 18(100 ? a )M + 18n(m ? SW ) S（4）0.31M ? 18nS 3、 （1） （2） （3） 1 + S ×100% （4）44.1；171；18.03 4、 （1）20 （2）50 5、化学方程式为：NaNO3＋KCl KNO3＋NaCl 步骤如下：①将 NaNO3 和 KCl 按化学方程式中要求的用量用水加热溶解。加热至沸，不断搅 拌，蒸发水分。当析出晶体时，趁热过滤，晶体必为 NaCl，因在 100℃其溶解度最小。接收亿库教育网http://www.eku.cc亿库教育网http://www.eku.cc滤液容器中预先加入少量蒸馏水，预防 NaCl 饱和液降温时析出。 ②由于过滤出 NaCl 晶体， 上述反应强烈向右进行，当滤液冷却后析出大量 KNO3（因其溶解度随温度下降迅速降低）时， 过滤，得 KNO3 晶体。 ③将所得 KNO3 用少量水加热溶解，冷却后析出较纯的 KNO3，过滤。 滤液含 NaCl 及 KNO3。可重复第③步，获得更纯的 KNO3。 6、 100℃析出的 NaCl 质量：m高温＝15.58 克10℃析出 NaCl 晶体质量为： 0.68 克； 析出 KNO3 ＝36.9 克晶体的质量为 36.22 克；析出晶体总质量 7、利用 p = p A ?x A p =0 pA 0m低温?nA n A + nB95.0 / 18 = 3.166× 95.0 / 18 + 5.0 / 60 = 3.12 k Pa8、解：利用△T ≈ K b ?b 求解 （273.15 + 100.17）－（273.15 + 100.00） =0.17 0.496 0.512 = 0. / M 10.0 / ×；M = 1.5×102 g?mol-19、利用△T f ≈K f ?b1.00 / M 20.0 / －351.72 = 6.90× n； M = 270 g?mol-1故 M r =27010、利用 π = V RT5.0 / M 0.182 = 1.00 ×8.31×298；M = 6.8×104 g?mol-1故 M r = 6.8×10411、 （1）用 90 mL 一次萃取时，100m1 = 10.00 ×（ 85 × 90 + 100 ）= 0.13 mg10.00 ? 0.13 10.00 E = ×100% = 98.7 %（2）每次用 30 mL，分三次萃取时，100 85 × 30 + 100 ）3 = 0.00054 mg m3 = 10.00 ×（ 10.00 ? 0. E = ×100% = 99.99%由此可见，同样量的萃取溶剂，分几次萃取的效率比一次萃取的效率高。 12、 （1）MS1 100 + S1+NS 2 100 + S 2－P( M + N ? P ) S3 100 （2）P ＞亿库教育网http://www.eku.cc
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