2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)知識(shí)梳理與訓(xùn)練 第10章 第3講 定量實(shí)驗(yàn)分析型實(shí)驗(yàn)題（含解析）.doc

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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)知識(shí)梳理與訓(xùn)練 第10章 第3講 定量實(shí)驗(yàn)分析型實(shí)驗(yàn)題（含解析） 數(shù)據(jù)的測(cè)定方法 1．沉淀法 先將某種成分轉(zhuǎn)化為沉淀，然后稱量純凈、干燥的沉淀的質(zhì)量，再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 2．測(cè)氣體體積法 對(duì)于產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，可以通過測(cè)定氣體體積的方法測(cè)定樣品純度。 量氣裝置的設(shè)計(jì)： 下列裝置中，A是常規(guī)的量氣裝置，B、C、D是改進(jìn)后的裝置。 3．測(cè)氣體質(zhì)量法 將生成的氣體通入足量的吸收劑中，通過稱量實(shí)驗(yàn)前后吸收劑的質(zhì)量，求得所吸收氣體的質(zhì)量，然后進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 4．滴定法 即利用滴定操作原理，通過酸堿中和滴定、沉淀滴定和氧化還原反應(yīng)滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 [典例]　(xx·北京理綜，27)碳、硫的含量影響鋼鐵性能，碳、硫含量的一種測(cè)定方法是將鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為氣體，再用測(cè)碳、測(cè)硫裝置進(jìn)行測(cè)定。 (1)采用裝置A，在高溫下將x克鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為CO2、SO2。 ①氣體a的成分是________________。 ②若鋼樣中硫以FeS形式存在，A中反應(yīng)：3FeS＋5O2 1________＋3________。 (2)將氣體a通入測(cè)硫裝置中(如右圖)，采用滴定法測(cè)定硫的含量。 ①H2O2氧化SO2的化學(xué)方程式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗zmLNaOH溶液，若消耗1mLNaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克，則該鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：________。 (3)將氣體a通入測(cè)碳裝置中(如下圖)，采用重量法測(cè)定碳的含量。 ①氣體a通過B和C的目的是__________________________________________。 ②計(jì)算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)測(cè)量的數(shù)據(jù)是________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(1)①鋼樣(含有鐵、碳、硫)在高溫下與O2反應(yīng)，除生成CO2、SO2外，還有剩余的O2，故氣體a中含有CO2、SO2、O2。 ②該反應(yīng)中，S元素由－2價(jià)被氧化為＋4價(jià)，即生成SO2，再結(jié)合元素守恒及元素的化合價(jià)升降總數(shù)相等，配平該反應(yīng)方程式：3FeS＋5O2Fe3O4＋3SO2。 (2)①H2O2具有強(qiáng)氧化性，SO2具有強(qiáng)還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成H2SO4，化學(xué)方程式為H2O2＋SO2===H2SO4。 ②消耗1mLNaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為yg，則消耗zmLNaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為yzg，那么鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為＝。 (3)①裝置B中活性MnO2將SO2氧化。裝置C中K2Cr2O7-濃H2SO4具有強(qiáng)氧化性，用于吸收氣體a中的SO2，防止SO2進(jìn)入CO2吸收瓶，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 ②實(shí)驗(yàn)中應(yīng)測(cè)定實(shí)驗(yàn)前后CO2吸收瓶的質(zhì)量變化，從而確定CO2的質(zhì)量，繼而求出鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 答案　(1)①SO2、CO2、O2　②Fe3O4　SO2 (2)①H2O2＋SO2===H2SO4?、? (3)①排除SO2對(duì)CO2測(cè)定的干擾　②CO2吸收瓶吸收CO2前、后的質(zhì)量 1．(xx·重慶理綜，9)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB2760-2011)規(guī)定葡萄酒中SO2最大使用量為0.25g·L－1。某興趣小組用題圖1裝置(夾持裝置略)收集某葡萄酒中SO2，并對(duì)其含量進(jìn)行測(cè)定。 (1)儀器A的名稱是______________，水通入A的進(jìn)口為________。 (2)B中加入300.00mL葡萄酒和適量鹽酸，加熱使SO2全部逸出并與C中H2O2完全反應(yīng)，其化學(xué)方程式為________________________________。 (3)除去C中過量的H2O2，然后用0.0900mol·L－1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，滴定前排氣泡時(shí)，應(yīng)選擇題圖2中的________；若滴定終點(diǎn)時(shí)溶液的pH＝8.8，則選擇的指示劑為________；若用50mL滴定管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，當(dāng)?shù)味ü苤械囊好嬖诳潭取?0”處，則管內(nèi)液體的體積(填序號(hào))________(①＝10mL，②＝40mL，③<10mL，④>40mL)。 (4)滴定至終點(diǎn)時(shí)，消耗NaOH溶液25.00mL，該葡萄酒中SO2含量為________g·L－1。 (5)該測(cè)定結(jié)果比實(shí)際值偏高，分析原因并利用現(xiàn)有裝置提出改進(jìn)措施________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)冷凝管(或冷凝器)　b (2)SO2＋H2O2===H2SO4 (3)③　酚酞?、堋?4)0.24 (5)原因：鹽酸的揮發(fā)；改進(jìn)措施：用不揮發(fā)的強(qiáng)酸如硫酸代替鹽酸，或用蒸餾水代替葡萄酒進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，扣除鹽酸揮發(fā)的影響 解析　(1)A儀器的名稱為冷凝管或冷凝器；為使冷卻效果好，應(yīng)將冷卻水從處于低處的b口通入。 (2)SO2具有強(qiáng)還原性，H2O2具有強(qiáng)氧化性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)：SO2＋H2O2===H2SO4。 (3)NaOH盛裝在堿式滴定管中，應(yīng)將橡皮管向上彎曲排出氣泡，故選③。滴定至終點(diǎn)時(shí)溶液的pH＝8.8，在酚酞的變色范圍內(nèi)，故可選用酚酞作指示劑。液面在10mL時(shí)滴定管中有刻度的液體為40mL，因滴定管的下端有一段無刻度，故管內(nèi)液體的體積大于40mL。 (4)SO2與NaOH存在如下關(guān)系： SO2　　～　　H2SO4　　～　　2NaOH 64g　　　　　　　　　　　　　2mol m(SO2)　　　　　　0.0900mol·L－1×0.025L 解得：m(SO2)＝＝0.072g，故葡萄酒中SO2的含量為＝0.24g·L－1。 (5)鹽酸為揮發(fā)性酸，揮發(fā)出的HCl消耗NaOH，使測(cè)量值偏大。可以用難揮發(fā)的稀硫酸代替鹽酸進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)。 2．鋁鎂合金是飛機(jī)制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)為測(cè)定某含鎂3%～5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了下列兩種不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。 [方案一] [實(shí)驗(yàn)方案]　將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應(yīng)，測(cè)定剩余固體質(zhì)量。 實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_____________________________。 [實(shí)驗(yàn)步驟] (1)稱取10.8g鋁鎂合金粉末樣品，溶于體積為V、物質(zhì)的量濃度為4.0mol·L－1的NaOH溶液中，充分反應(yīng)。則NaOH溶液的體積V≥__________mL。 (2)過濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中若未洗滌固體，測(cè)得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將______________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。 [方案二] [實(shí)驗(yàn)方案]　將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應(yīng)，測(cè)定生成氣體的體積。 [實(shí)驗(yàn)步驟] (1)同學(xué)們擬選用下列實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)： 你認(rèn)為最簡(jiǎn)易的裝置其連接順序是A接(　)(　)接(　)(　)接(　)(填接口字母，可不填滿)。 (2)仔細(xì)分析實(shí)驗(yàn)裝置后，同學(xué)們經(jīng)討論認(rèn)為以下兩點(diǎn)會(huì)引起較大誤差：稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會(huì)將瓶?jī)?nèi)空氣排出，使所測(cè)氫氣體積偏大；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在，使所測(cè) 氫氣體積偏小。于是他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。 ①裝置中導(dǎo)管a的作用是_______________________________________________； ②實(shí)驗(yàn)前后量氣管中液面讀數(shù)分別為V1mL、V2mL，則產(chǎn)生氫氣的體積為__________mL； ③若需確定產(chǎn)生氫氣的量，還需測(cè)定的數(shù)據(jù)是______________________________________。 答案　方案一：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑　(1)97　(2)偏高 方案二：(1)E　D　G (2)①使分液漏斗內(nèi)氣體壓強(qiáng)與錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)相等，打開分液漏斗活塞時(shí)稀硫酸能順利滴下；滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差?、?V1－V2)?、蹖?shí)驗(yàn)時(shí)的溫度和壓強(qiáng) 解析　方案一：將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應(yīng)，鎂不和NaOH溶液反應(yīng)，鋁發(fā)生反應(yīng)：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。 (1)假設(shè)合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最少為3%，則10.8g鋁鎂合金粉末樣品中含有鋁10.476g，其物質(zhì)的量是0.388mol，根據(jù)反應(yīng)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑知，需要n(NaOH)＝n(Al)＝0.388mol，V(NaOH)＝0.388mol/4.0mol·L－1＝0.097L。 (2)過濾后，金屬鎂的表面會(huì)沾有其他離子，如果沒有洗滌，稱量后的固體的質(zhì)量將大于鎂的實(shí)際質(zhì)量，所測(cè)得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏高。 方案二： (1)很明顯，該同學(xué)采用排水法來測(cè)量產(chǎn)生氫氣的體積，故A應(yīng)連接E，D連接G。(最后讀數(shù)時(shí)要調(diào)節(jié)廣口瓶和量筒中的液面高度，F(xiàn)接口的導(dǎo)管太短)。(2)①用導(dǎo)管a連接后，滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進(jìn)入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差；②量氣管的0刻度在上，故產(chǎn)生氫氣的體積為(V1－V2) mL；③若需確定產(chǎn)生氫氣的量，還需知道實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)。 熱點(diǎn)二　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與分析 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與整理的一般方法 1．?dāng)?shù)據(jù)的表格化 項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 項(xiàng)目1 項(xiàng)目2 項(xiàng)目3 項(xiàng)目4… 1 2 3 (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理確定應(yīng)記錄的項(xiàng)目：所測(cè)的物理量。 (2)應(yīng)注意數(shù)據(jù)的有效數(shù)字及單位和必要的注釋。 (3)設(shè)計(jì)的表格要便于數(shù)據(jù)的查找、比較，便于數(shù)據(jù)的計(jì)算和進(jìn)一步處理，便于反映數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。 2．?dāng)?shù)據(jù)的圖像化 圖像化是用直線圖或曲線圖對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以處理的一種簡(jiǎn)明化形式。它適用于一個(gè)量的變化引起另一個(gè)量的變化的情況。圖像化的最大特點(diǎn)是鮮明、直觀、簡(jiǎn)單、明了。 [典例]　[xx·廣東理綜，31(1)(2)(3)]碘在科研與生活中有重要應(yīng)用。某興趣小組用0.50mol·L－1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L－1K2S2O8、0.10mol·L－1Na2S2O3等試劑，探究反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 已知：S2O＋2I－===2SO＋I(xiàn)2 (慢) I2＋2S2O===2I－＋S4O (快) (1)向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，當(dāng)溶液中的________________耗盡后，溶液顏色將由無色變?yōu)樗{(lán)色。為確保能觀察到藍(lán)色，S2O與S2O初始的物質(zhì)的量需滿足的關(guān)系為n(S2O)∶n(S2O)________________。 (2)為探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下表： 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 體積V/mL K2S2O8溶液 水 KI溶液 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 ① 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0 ② 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0 ③ 8.0 Vx 4.0 4.0 2.0 表中Vx＝______________，理由是_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)已知某條件下，濃度c(S2O)～反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖所示，若保持其他條件不變，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)圖中，分別畫出降低反應(yīng)溫度和加入催化劑時(shí)c(S2O)～t的變化曲線示意圖(進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)注)。 解析　解答本題時(shí)，要圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響)進(jìn)行分析與處理。 (1)淀粉溶液遇I2顯藍(lán)色，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色時(shí)，溶液中有I2，說明Na2S2O3消耗盡。為確保能觀察到藍(lán)色，溶液中Na2S2O3要耗盡。由題給離子反應(yīng)可得關(guān)系式：S2O～I(xiàn)2～2S2O，則有n(S2O)∶n(S2O)<2∶1時(shí)，能觀察到藍(lán)色。 (2)實(shí)驗(yàn)的目的是探究K2S2O8溶液的濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，故應(yīng)保證每組實(shí)驗(yàn)中其他物質(zhì)的濃度相等，即溶液的總體積相等(即為20.0mL)，從而可知Vx＝2.0。 (3)降低溫度時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，c(S2O)變化減慢。加入催化劑時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率加快，c(S2O)變化加快，c(S2O)～t的變化曲線如圖所示。 答案　(1)Na2S2O3　<2　(2)2.0　保證反應(yīng)物K2S2O8的濃度改變，而其他物質(zhì)的濃度不變 (3)如圖所示 題組一　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的篩選與取舍 1．某樣品是由碳酸鈉與氯化鈉組成的固體混合物，現(xiàn)欲測(cè)定樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 某同學(xué)稱取10.00g樣品，配成1000mL溶液，用______(填儀器名稱)量取25.00mL放入錐形瓶中，加入甲基橙作指示劑，用0.1500mol·L－1標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定至終點(diǎn)，平行測(cè)定三次，有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表，則樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________。 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 待測(cè)液體積(mL) 標(biāo)準(zhǔn)液體積(mL) 滴定前讀數(shù) 終點(diǎn)時(shí)讀數(shù) 1 25.00 0.00 30.02 2 25.00 0.20 33.80 3 25.00 1.40 31.38 答案　堿式滴定管(或25mL移液管)　95.40% 解析　碳酸鈉溶液呈堿性，應(yīng)選用堿式滴定管(或25mL移液管)。第2組測(cè)定體積為離群值，應(yīng)舍去，用1、3組求體積的平均值。 ＝＝30.00mL，依據(jù)方程式：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，n(Na2CO3)＝××0.1500mol·L－1×30×10－3L＝0.09mol，所以w(Na2CO3)＝×100%＝95.40%。 2．0.80gCuSO4·5H2O樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如下圖所示。 請(qǐng)回答下列問題： (1)試確定200℃時(shí)固體物質(zhì)的化學(xué)式________________________________________ ________________________________________________________________________； (要求寫出推斷過程)。 (2)取270℃所得樣品，于570℃灼燒得到的主要產(chǎn)物是黑色粉末和一種氧化性氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________；把該黑色粉末溶解于稀硫酸中，經(jīng)濃縮、冷卻，有晶體析出，該晶體的化學(xué)式為________，其存在的最高溫度是________。 答案　(1)CuSO4·H2O CuSO4·5H2OCuSO4·(5－n)H2O＋nH2O 250　　　　　　　　　　　　　　　　　18n 0．80 g0.80 g－0.57 g＝0.23 g 可列式：＝，求得n≈4。200℃時(shí)產(chǎn)物為CuSO4·H2O晶體。 (2)CuSO4CuO＋SO3↑　CuSO4·5H2O　102℃ 解析　(1)分析CuSO4·5H2O受熱脫水過程的熱重曲線可知，200℃時(shí)和113℃時(shí)的產(chǎn)物相同，可根據(jù)113℃時(shí)樣品質(zhì)量確定脫水產(chǎn)物，設(shè)113℃時(shí)產(chǎn)物為CuSO4·(5－n)H2O，則有 CuSO4·5H2OCuSO4·(5－n)H2O＋nH2O 250　　　　　　　　　　　　　　　　　　18n 0．80 g0.80 g－0.57 g＝0.23 g 可列式：＝，求得n≈4。200℃時(shí)產(chǎn)物為CuSO4·H2O晶體。 (2)根據(jù)灼燒產(chǎn)物是黑色粉末可知分解生成CuO，則具有氧化性的另一產(chǎn)物為SO3，所以灼燒時(shí)反應(yīng)方程式為CuSO4CuO＋SO3↑，CuO溶于稀硫酸得CuSO4溶液，結(jié)晶時(shí)又生成CuSO4·5H2O，由脫水過程的熱重曲線可知其存在的最高溫度為102℃。 題組二　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的合理組合 3．現(xiàn)有一份CuO和Cu2O的混合物，用H2還原法測(cè)定其中的CuO質(zhì)量xg，實(shí)驗(yàn)中可以測(cè)定以下數(shù)據(jù)：①W：混合物的質(zhì)量(g)、②W(H2O)：生成水的質(zhì)量(g)、③W(Cu)：生成Cu的質(zhì)量(g)、④V(H2)：標(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗H2的體積(L)。 (已知摩爾質(zhì)量：Cu：64g·mol－1、CuO：80g·mol－1、Cu2O：144g·mol－1、H2O：18g·mol－1) (1)為了計(jì)算x至少需要測(cè)定上述4個(gè)數(shù)據(jù)中的____個(gè)，這幾個(gè)數(shù)據(jù)的組合共有________種。請(qǐng)將這些組合一一填入下列空格中。 說明：①選用W、W(H2O)、W(Cu)、V(H2)表示，不必列出具體算式。 ②每個(gè)空格中填一種組合，有幾種組合就填幾種，不必填滿。 (2)從上述組合中選出一個(gè)含W數(shù)據(jù)的求x的計(jì)算式： ________________________________________________________________________。 (3)以上數(shù)據(jù)組合中易于取得的一組是___________________________________。 答案　(1)2　5 W、W(H2O) W、W(Cu) W、V(H2) W(H2O)、W(Cu) W(Cu)、V(H2) (2)可從以下三組中任選一組 ①＋＝ ②＋＝ ③＋＝ (3)W和W(Cu) 解析　本題是考查學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)試題的要求，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力及數(shù)據(jù)處理能力，而且本題是數(shù)學(xué)知識(shí)與化學(xué)結(jié)合的一個(gè)題目。本題想解決的是CuO和Cu2O二元混合物的質(zhì)量組成，要通過列二元一次方程組的方法求解，所以需要獲得兩個(gè)數(shù)據(jù)。將題中所給數(shù)據(jù)進(jìn)行排列組合，有下列6種組合。 W、W(H2O) W、W(Cu) W、V(H2) W(H2O)、W(Cu) W(H2O)、V(H2) W(Cu)、V(H2) 在6種組合中不難看出V(H2)、W(H2O)一組不能成立，因?yàn)檫@一組僅與氧元素有關(guān)而與銅元素?zé)o關(guān)，不能形成兩個(gè)有效的二元一次方程，無法求出CuO和Cu2O的量，所以實(shí)際只有5組數(shù)據(jù)組合是合理的。但在這5種組合中，結(jié)合氫氣要過量的特點(diǎn)，V(H2)這一數(shù)據(jù)在獲得上有一定的困難。測(cè)W(H2O)易受空氣中的水及CO2的干擾，并且裝置復(fù)雜，數(shù)據(jù)合理，但不簡(jiǎn)易。W及W(Cu)在獲取上是最容易且可靠的。 4．在0℃、1.01×105Pa時(shí)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：甲、乙、丙三位同學(xué)各取30.0mL同濃度的鹽酸，加入相同組成的鎂鋁合金粉末，測(cè)定產(chǎn)生氣體的體積，有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下： 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 甲 乙 丙 合金質(zhì)量(mg) 510 765 918 氣體體積(mL) 560 672 672 試求：(1)鹽酸的物質(zhì)的量濃度是多少？ (2)合金中各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 答案　(1)2.0mol·L－1 (2)Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為47.1%，Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52.9% 解析　依據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)鹽酸過量。乙、丙實(shí)驗(yàn)中合金過量，鹽酸完全反應(yīng)。 (1)按乙、丙中產(chǎn)生氫氣的體積計(jì)算n(HCl) 2HCl　　～　　H2 n(HCl)＝2×＝0.06mol c(HCl)＝＝2.0mol·L－1 (2)甲中鹽酸過量，合金完全反應(yīng) 用甲組數(shù)據(jù)計(jì)算：n(H2)＝＝0.025mol 設(shè)合金中Mg、Al的物質(zhì)的量分別為x、y Mg～H2　　　Al～H2 xxyy ，解得 w(Mg)＝×100%≈47.1% w(Al)＝×100%≈52.9% 　定量化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的加工處理策略 實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)，可分為有用、有效數(shù)據(jù)，正確、合理數(shù)據(jù)，錯(cuò)誤、無效數(shù)據(jù)，及無用、多余數(shù)據(jù)等。能從大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中找出有用、有效、正確、合理的數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理題的一個(gè)重要能力考查點(diǎn)，也是近年來命題變化的一個(gè)重要方向。 對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)篩選的一般方法和思路為“五看”：一看數(shù)據(jù)是否符合測(cè)量?jī)x器的精度特點(diǎn)，如用托盤天平測(cè)得的質(zhì)量的精度為0.1g，若精度值超過了這個(gè)范圍，說明所得數(shù)據(jù)是無效的；二看數(shù)據(jù)是否在誤差允許范圍內(nèi)，若所得的數(shù)據(jù)明顯超出誤差允許范圍，要舍去；三看反應(yīng)是否完全，是否是過量反應(yīng)物作用下所得的數(shù)據(jù)，只有完全反應(yīng)時(shí)所得的數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行有效處理和應(yīng)用；四看所得數(shù)據(jù)的測(cè)試環(huán)境是否一致，特別是氣體體積數(shù)據(jù)，只有在溫度、壓強(qiáng)一致的情況下才能進(jìn)行比較、運(yùn)算；五看數(shù)據(jù)測(cè)量過程是否規(guī)范、合理，錯(cuò)誤和違反測(cè)量規(guī)則的數(shù)據(jù)需要舍去。 (1)表格型題的解題要點(diǎn)在于通過審題，獲取有用信息，然后對(duì)表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)、變化規(guī)律進(jìn)行解答。 (2)直角坐標(biāo)系題的解題要點(diǎn)在于解題時(shí)要求學(xué)生首先弄清楚自變量和因變量到底是什么，注意理解起點(diǎn)、終點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)的含義。然后根據(jù)所學(xué)知識(shí)分析概念、圖像、數(shù)值三者之間的關(guān)系。 練出高分 1．碳酸鎂晶須是一種新型的吸波隱形材料中的增強(qiáng)材料。 (1)合成該物質(zhì)的步驟如下： 步驟1：配制0.5mol·L－1MgSO4溶液和0.5mol·L－1NH4HCO3溶液。 步驟2：用量筒量取500mLNH4HCO3溶液于1000mL四口燒瓶中，開啟攪拌器，溫度控制在50℃。 步驟3：將250mLMgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中，1min內(nèi)滴加完后，用氨水調(diào)節(jié)溶液pH到9.5。 步驟4：放置1h后，過濾，洗滌。 步驟5：在40℃的真空干燥箱中干燥10h，得碳酸鎂晶須產(chǎn)品(MgCO3·nH2O　n＝1～5)。 回答下列問題： ①步驟3中加氨水后的離子方程式_____________________________________________。 ②步驟4為加快過濾速度，常用_________________________________________________(填過濾方法)。 (2)測(cè)定合成的MgCO3·nH2O中的n值。 稱量1.000g碳酸鎂晶須，放入右圖所示的廣口瓶中，加入適量水，滴入稀硫酸與晶須反應(yīng)，生成的CO2被NaOH溶液吸收，在室溫下反應(yīng)4～5h，反應(yīng)后期將溫度升到30℃，最后的燒杯中的溶液用已知濃度的鹽酸滴定，測(cè)得CO2的總量；重復(fù)上述操作2次。 ①圖中氣球的作用是______________________________________________________ __________________________； ②上述反應(yīng)后期要升溫到30℃，主要目的是__________________________________； ③設(shè)3次實(shí)驗(yàn)測(cè)得每1.000g碳酸鎂晶須產(chǎn)生的CO2平均值為amol，則n值為________________________(用含a的表達(dá)式表示)。 (3)稱取100g上述晶須產(chǎn)品進(jìn)行熱重分析，熱重曲線如下圖。則該條件下合成的晶須中，n＝____________(選填：1、2、3、4、5)。 答案　(1)①M(fèi)g2＋＋NH3·H2O＋HCO===MgCO3↓＋NH＋H2O?、跍p壓過濾(或抽濾) (2)①暫時(shí)儲(chǔ)存CO2，有利于CO2被NaOH溶液吸收，且能保持裝置中壓強(qiáng)相對(duì)穩(wěn)定　②升高溫度氣體的溶解度減小，使溶解在水中的CO2逸出，便于吸收完全 ③(1－84a)/18a (3)1 解析　(1)①加入氨水促進(jìn)HCO的電離，適當(dāng)增大CO的濃度。②加快過濾的方法只能是減壓過濾。 (2)①開始產(chǎn)生的CO2速率大于NaOH溶液吸收CO2的速率，氣球逐漸脹大，暫時(shí)儲(chǔ)存CO2，避免產(chǎn)生的CO2使內(nèi)部壓強(qiáng)過大，造成氣體泄漏；后期CO2被NaOH吸收時(shí)，氣球逐漸變??；②使溶解在水中的CO2逸出，便于吸收完全； ③找出關(guān)系：MgCO3·nH2O～CO2 84＋18n1 1.000a 得n＝(1.000－84a)/18a (3)從圖中看，剩余質(zhì)量為82.3g時(shí)，減少的質(zhì)量為失去的結(jié)晶水的質(zhì)量；剩余39.5g時(shí)，減少的質(zhì)量為分解出的CO2的質(zhì)量，列式：100g×18n/(84＋18n)＝100g－82.3g，得n＝1。 2．某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證Ag與濃HNO3反應(yīng)的過程中可能產(chǎn)生NO。其實(shí)驗(yàn)流程圖如下： (1)測(cè)定硝酸的物質(zhì)的量 反應(yīng)結(jié)束后，從下圖B裝置中所得100mL溶液中取出25.00mL溶液，用0.1mol·L－1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示劑，滴定前后的滴定管中液面的位置如右上圖所示。 在B容器中生成硝酸的物質(zhì)的量為__________，則Ag與濃硝酸反應(yīng)過程中生成的NO2的物質(zhì)的量為____________。 (2)測(cè)定NO的體積 ①從上圖所示的裝置中，你認(rèn)為應(yīng)選用________裝置進(jìn)行Ag與濃硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，選用的理由是________________________________________________________________________。 ②選用上圖所示儀器組合一套可用來測(cè)定生成NO體積的裝置，其合理的連接順序是__________________(填各導(dǎo)管口編號(hào))。 ③在讀取量筒內(nèi)液體體積之前，應(yīng)進(jìn)行的操作___________________________________。 (3)氣體成分分析 若實(shí)驗(yàn)測(cè)得NO的體積為112.0mL(已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則Ag與濃硝酸反應(yīng)的過程中________(填“有”或“沒有”)NO產(chǎn)生，作此判斷的依據(jù)是__________________。 答案　(1)0.008mol　0.012mol (2)①A　因?yàn)锳裝置可以通入N2將裝置中的空氣排盡，防止NO被空氣中O2氧化　②123547?、垡后w冷卻到室溫，并使集氣瓶和量筒內(nèi)液面相平 (3)有　因?yàn)镹O2與水反應(yīng)生成的NO的體積小于收集到的NO的體積 解析　本題根據(jù)Ag和濃HNO3反應(yīng)原理，考查了酸堿中和滴定及氣體成分的分析方法。 (1)根據(jù)圖示消耗NaOH溶液的體積為20.00mL，n(HNO3)＝20.00×10－3L×0.1mol·L－1×4＝0.008mol。n(NO2)＝×3＝0.012mol。 (2)裝置A可以利用N2排盡裝置內(nèi)的氣體，防止NO被氧化，所以選用裝置A。 其裝置順序?yàn)锳→B→C→E，為了減少誤差，在讀取NO體積時(shí)，一是要冷卻到室溫；二是量筒內(nèi)液面應(yīng)和集氣瓶?jī)?nèi)液面相平。 (3)根據(jù) 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 0．012mol0.004mol V(NO)＝0.004mol×22.4L·mol－1＝0.0896L<0.112L，所以，Ag與濃硝酸反應(yīng)的過程中有NO產(chǎn)生。 3．目前流行的關(guān)于生命起源假設(shè)的理論認(rèn)為，生命起源于約40億年前的古洋底的熱液環(huán)境，這種環(huán)境系統(tǒng)中普遍存在鐵硫簇結(jié)構(gòu)，如Fe2S2、Fe4S4、Fe8S7等，這些鐵硫簇結(jié)構(gòu)參與了生命起源的相關(guān)反應(yīng)。某化學(xué)興趣小組在研究某鐵硫簇結(jié)構(gòu)的組成時(shí)，設(shè)計(jì)了下列實(shí)驗(yàn)。 【實(shí)驗(yàn)Ⅰ】　確定硫的質(zhì)量： 按圖連接裝置，檢查好裝置的氣密性后，在硬質(zhì)玻璃管A中放入1.0g鐵硫簇結(jié)構(gòu)(含有部分不反應(yīng)的雜質(zhì))，在試管B中加入50mL0.100mol·L－1的酸性KMnO4溶液，在試管C中加入品紅溶液。通入空氣并加熱，發(fā)現(xiàn)固體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧t棕色。待固體完全轉(zhuǎn)化后，將B中溶液轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶，洗滌試管B后定容。取25.00mL該溶液用0.01mol·L－1的草酸(H2C2O4)溶液滴定剩余的KMnO4。記錄數(shù)據(jù)如下： 滴定次數(shù) 待測(cè)溶液體積/mL 草酸溶液體積/mL 滴定前刻度 滴定后刻度 1 25.00 1.50 23.70 2 25.00 1.02 26.03 3 25.00 0.00 24.99 相關(guān)反應(yīng)：①2MnO＋2H2O＋5SO2===2Mn2＋＋5SO＋4H＋ ②2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 【實(shí)驗(yàn)Ⅱ】　確定鐵的質(zhì)量： 將實(shí)驗(yàn)Ⅰ硬質(zhì)玻璃管A中的殘留固體加入稀鹽酸中，充分?jǐn)嚢韬筮^濾，在濾液中加入足量的NaOH溶液，過濾后取濾渣，經(jīng)充分灼燒得0.6g固體。 試回答下列問題： (1)判斷滴定終點(diǎn)的方法是______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)試管C中品紅溶液的作用是_____________________________________________。 有同學(xué)提出，撤去C裝置對(duì)實(shí)驗(yàn)沒有影響，你的看法是________(選填“同意”或“不同意”)，理由是___________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ中的數(shù)據(jù)可確定該鐵硫簇結(jié)構(gòu)的化學(xué)式為________________________________________________________________________。 【問題探究】　滴定過程中，細(xì)心的同學(xué)發(fā)現(xiàn)該KMnO4溶液顏色褪去的速率較平常滴定時(shí)要快得多。為研究速率加快的原因，該同學(xué)繼續(xù)進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表： 編號(hào) 溫度/℃ 酸化的H2C2O4溶液/mL KMnO4溶液/mL 溶液褪色時(shí)間/s 1 25 5.0 2.0 40 2 25 5.0(另加少量可溶于水的MnSO4粉末) 2.0 4 3 60 5.0 2.0 25 (4)分析上述數(shù)據(jù)，滴定過程中反應(yīng)速率加快的一種可能原因是___________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏尾菟崛芤簳r(shí)，錐形瓶中溶液由淺紅色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變化 (2)驗(yàn)證SO2是否被酸性KMnO4溶液完全吸收　同意 當(dāng)B中溶液顏色不變化，即可證明SO2已被酸性KMnO4溶液完全吸收 (3)Fe3S4 (4)Mn2＋對(duì)反應(yīng)起到催化作用(或反應(yīng)放熱使溫度升高)，加快反應(yīng)速率 解析　(3)第1次滴定時(shí)H2C2O4溶液體積誤差較大，舍去，第2、3次取平均值，V(H2C2O4)＝25.00mL。與H2C2O4反應(yīng)的KMnO4的物質(zhì)的量為0.01mol·L－1×0.025L×＝0.0001mol，與SO2反應(yīng)的KMnO4的物質(zhì)的量為0.05L×0.100mol·L－1－10×0.0001mol＝0.004mol，n(SO2)＝0.004mol×＝0.01mol，n(S)＝0.01mol；0.6g固體為Fe2O3，n(Fe)＝×2mol＝0.0075mol，＝＝，所以該鐵硫簇結(jié)構(gòu)的化學(xué)式為Fe3S4。(4)對(duì)比實(shí)驗(yàn)1、2知，Mn2＋可使反應(yīng)速率加快；對(duì)比實(shí)驗(yàn)1、3知，溫度升高，反應(yīng)速率加快。 4．通過沉淀－氧化法處理含鉻廢水，減少廢液排放對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)回收K2Cr2O7。實(shí)驗(yàn)室對(duì)含鉻廢液(含有Cr3＋、Fe3＋、K＋、SO、NO和少量Cr2O)回收與再利用工藝如下： 已知：①Cr(OH)3＋OH－===CrO＋2H2O； ②2CrO＋3H2O2＋2OH－===2CrO＋4H2O； ③H2O2在酸性條件下具有還原性，能將＋6價(jià)Cr還原為＋3價(jià)Cr。 (1)實(shí)驗(yàn)中所用KOH濃度為6mol·L－1，現(xiàn)用KOH固體配制250mL6mol·L－1的KOH溶液，除燒杯、玻璃棒外，還必需用到的玻璃儀器有________。 (2)濾液Ⅰ酸化前，進(jìn)行加熱的目的是________。冰浴、過濾后，應(yīng)用少量冷水洗滌K2Cr2O7，其目的是________________________。 (3)下表是相關(guān)物質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù)： 物質(zhì) 0℃ 20℃ 40℃ 60℃ 80℃ 100℃ KCl 28.0 34.2 40.1 45.8 51.3 56.3 K2SO4 7.4 11.1 14.8 18.2 21.4 24.1 K2Cr2O7 4.7 12.3 26.3 45.6 73.0 102.0 KNO3 13.9 31.6 61.3 106 167 246.0 根據(jù)溶解度數(shù)據(jù)，操作Ⅰ具體操作步驟為①__________________、②__________。 (4)稱取產(chǎn)品重鉻酸鉀試樣2.000g配成250mL溶液，取出25.00mL于錐形瓶中，加入10mL2mol·L－1H2SO4和足量碘化鈉(鉻的還原產(chǎn)物為Cr3＋)，放于暗處5min，然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示劑，用0.1200mol·L－1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(I2＋2S2O===2I－＋S4O)。 ①若實(shí)驗(yàn)中共用去Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液30.00mL，所得產(chǎn)品中重鉻酸鉀的純度為________(設(shè)整個(gè)過程中其他雜質(zhì)不參與反應(yīng))。 ②若滴定管在使用前未用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗，測(cè)得的重鉻酸鉀的純度將________(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。 答案　(1)250mL容量瓶、膠頭滴管 (2)除去H2O2　除去晶體表面殘留的雜質(zhì)，減小K2Cr2O7的損耗 (3)①蒸發(fā)濃縮?、诔脽徇^濾 (4)①88.2%　②偏高 解析　(1)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，需要用到容量瓶，在定容時(shí)要用到膠頭滴管。(2)在加熱時(shí)，H2O2會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)。用冰水洗晶體是為了降低晶體的溶解度，增加產(chǎn)率。(3)從溶解度表中數(shù)據(jù)知，K2SO4溶解度比K2Cr2O7、KNO3小，采用蒸發(fā)濃縮，將K2SO4析出而除去，趁熱過濾得含有大量K2Cr2O7和少量的KNO3的濾液，再采用冰水降溫結(jié)晶，可析出K2Cr2O7晶體。 (4)①找出滴定的關(guān)系：K2Cr2O7～3I2～6S2O，m(K2Cr2O7)＝0.1200mol·L－1×30×10－3L×294g·mol－1×＝0.1764g，重鉻酸鉀的純度為(0.1764×250/25)/2×100%＝88.2%。②若未用Na2S2O3潤(rùn)洗滴定管，則Na2S2O3的濃度變小，消耗的體積變多，則計(jì)算出的I2以及K2Cr2O7的量將偏大。