2024屆高考一輪復(fù)習(xí)化學(xué)教案（人教版）第十一章化學(xué)實(shí)驗(yàn)熱點(diǎn)第70講以物質(zhì)含量或組成測(cè)定為主的綜合實(shí)驗(yàn)

第70講以物質(zhì)含量或組成測(cè)定為主的綜合實(shí)驗(yàn)[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.掌握物質(zhì)組成或含量測(cè)定的一般方法。2.掌握定量測(cè)定實(shí)驗(yàn)的思維模型。類型一物質(zhì)含量的測(cè)定1．重量分析法(1)在重量分析中，一般首先采用適當(dāng)?shù)姆椒ǎ贡粶y(cè)組分以單質(zhì)或化合物的形式從試樣中與其他組分分離。(2)重量分析法不需要指示劑，實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是準(zhǔn)確判斷反應(yīng)是否完全，以及反應(yīng)前后固體(或液體)質(zhì)量的變化。(3)重量分析法的過(guò)程包括分離和稱量?jī)蓚€(gè)過(guò)程。根據(jù)分離的方法不同，重量分析法又可分為沉淀法、揮發(fā)法、萃取法等。(4)計(jì)算方法采用重量分析法進(jìn)行定量計(jì)算時(shí)，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式或原子守恒確定相關(guān)物質(zhì)之間的定量關(guān)系，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列出關(guān)系式，并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。2．滴定分析法(1)滴定分析法是將已知準(zhǔn)確濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，滴加到待測(cè)溶液中(或者將待測(cè)溶液滴加到標(biāo)準(zhǔn)溶液中)，直到所加的標(biāo)準(zhǔn)溶液與待測(cè)溶液按化學(xué)計(jì)量關(guān)系定量反應(yīng)完全為止，然后測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的體積，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和所消耗的體積，計(jì)算出待測(cè)物質(zhì)的含量。(2)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是準(zhǔn)確量取待測(cè)溶液，根據(jù)指示劑的顏色變化確定滴定終點(diǎn)。(3)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溶液和待測(cè)溶液間反應(yīng)類型的不同，可將滴定分析法分為四大類：中和滴定、氧化還原滴定、絡(luò)合滴定和沉淀滴定。3．氣體體積法(1)通過(guò)測(cè)量反應(yīng)生成氣體的體積進(jìn)行定量分析的方法，實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是準(zhǔn)確測(cè)量生成氣體的體積。(2)測(cè)氣體體積的方法分為直接測(cè)量法和間接測(cè)量法：直接測(cè)量法將氣體通入帶有刻度的容器中，直接讀取氣體的體積。根據(jù)所用測(cè)量?jī)x器的不同，直接測(cè)量法可分為倒置量筒法和滴定管法兩種間接測(cè)量法利用氣體將液體(通常為水)排出，通過(guò)測(cè)量所排出液體的體積從而得到氣體體積。常用的測(cè)量裝置為用導(dǎo)管連接的裝滿液體的廣口瓶和空量筒。排水法收集氣體時(shí)，要保證“短進(jìn)長(zhǎng)出”1．某小組同學(xué)取含有少量CuO雜質(zhì)的Cu2O樣品進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，以測(cè)定氧化亞銅的純度。(1)裝置a中所加的酸X是________________(填化學(xué)式)。(2)通過(guò)測(cè)定下列物理量，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖莀_____________(填字母)。A．反應(yīng)前后裝置a的質(zhì)量B．充分反應(yīng)后裝置c所得固體的質(zhì)量C．反應(yīng)前后裝置d的質(zhì)量D．反應(yīng)前后裝置e的質(zhì)量(3)熄滅酒精燈之后，仍需通一段時(shí)間H2至試管冷卻，原因是____________________________。答案(1)H2SO4(2)BC(3)防止Cu單質(zhì)被重新氧化解析該實(shí)驗(yàn)通過(guò)氫氣還原銅的氧化物，得到銅單質(zhì)和水，通過(guò)稱量氧化物反應(yīng)前后的質(zhì)量或者稱量生成水的質(zhì)量以確定氧化銅和氧化亞銅的質(zhì)量，則a中應(yīng)選用不揮發(fā)性的稀硫酸與鋅反應(yīng)制取氫氣，用濃硫酸干燥氫氣后，再通入c中，加熱條件下氫氣還原銅的兩種氧化物得到銅單質(zhì)和水，生成的水進(jìn)入d中被堿石灰吸收，可通過(guò)稱量其反應(yīng)前后的質(zhì)量差確定水的質(zhì)量，裝置e的目的是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入d中干擾實(shí)驗(yàn)測(cè)定；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后需再通一段時(shí)間氫氣，使產(chǎn)生的銅單質(zhì)在氫氣氛圍中冷卻下來(lái)，以防止其被氧化。2．(2022·安徽蚌埠模擬)測(cè)定某明礬樣品(含砷酸鹽)中砷的含量，實(shí)驗(yàn)步驟如下：實(shí)驗(yàn)一：配制砷標(biāo)準(zhǔn)溶液①取一定質(zhì)量的As2O3，用NaOH溶液完全溶解后，配制成1LNa3AsO3溶液(此溶液mL相當(dāng)于g砷)。②取一定量上述溶液，配制500mL含砷量為g·L－1的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液。(1)②需取用①中Na3AsO3溶液________mL。實(shí)驗(yàn)二：測(cè)定樣品中砷含量(實(shí)驗(yàn)裝置如圖，夾持裝置已略去)①向B中加入mL砷標(biāo)準(zhǔn)溶液，再依次加入一定量的鹽酸、KI溶液和SnCl2溶液，室溫放置10min，使砷元素全部轉(zhuǎn)化為H3AsO3。②向B中加入足量鋅粒(含有ZnS雜質(zhì))，立即塞上裝有乙酸鉛棉花的導(dǎo)氣管C，并使C管右側(cè)末端插入比色管D中銀鹽吸收液的液面下，控制反應(yīng)溫度25～40℃。45min后，打開(kāi)K1通入N2，生成的砷化氫氣體被完全吸收，Ag＋被還原為紅色膠態(tài)銀。③用明礬樣品代替mL砷標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，相同條件下生成相同量紅色膠態(tài)銀，需要g明礬樣品。(2)乙酸鉛棉花的作用是________________。(3)寫出Zn與H3AsO3反應(yīng)生成砷化氫的離子方程式并用單線橋表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：________________________________________________________________________。(4)控制B中反應(yīng)溫度的方法是__________________________________，反應(yīng)中通入N2的作用是________________________________________________________________________。(5)明礬樣品中砷的含量為_(kāi)_________%。答案(1)5(2)除去H2S，以免干擾D中反應(yīng)(3)(4)水浴加熱將砷化氫氣體完全帶入D中，使其完全反應(yīng)(5)解析(1)根據(jù)質(zhì)量守恒，配制500mL含砷量為g·L－1的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液，需取用Na3AsO3溶液eq\f(500mL×1g·L－1×102g·L－1)＝5mL。(2)乙酸鉛和H2S反應(yīng)生成PbS沉淀，乙酸鉛棉花的作用是吸附H2S。(4)控制反應(yīng)溫度25～40℃的方法是水浴加熱；打開(kāi)K1通入N2，使生成的砷化氫氣體被D中銀鹽完全吸收。(5)20.00mL砷標(biāo)準(zhǔn)溶液含砷量為0.02L×1.0g·L－1＝0.02g，明礬樣品中砷的含量為eq\f(0.02g,5.0g)×100%＝0.4%。類型二物質(zhì)組成的測(cè)定確定物質(zhì)組成的注意事項(xiàng)1．測(cè)定實(shí)驗(yàn)中要有消除干擾氣體的意識(shí)如用惰性氣體將干擾氣體排出，或用溶液吸收干擾氣體等。2．測(cè)定實(shí)驗(yàn)中要有被測(cè)量氣體全部被測(cè)量的意識(shí)如可采取反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)向裝置中通入惰性氣體以使被測(cè)量氣體全部被吸收劑吸收的方法。3．測(cè)定實(shí)驗(yàn)中要有“數(shù)據(jù)”的采集處理意識(shí)(1)稱量固體質(zhì)量時(shí)，中學(xué)一般用托盤天平，可估讀到g，精確度要求高的實(shí)驗(yàn)中可以用分析天平或電子天平。(2)測(cè)量液體體積時(shí)，一般實(shí)驗(yàn)中選用適當(dāng)規(guī)格的量筒，可估讀到mL，準(zhǔn)確度要求高的定量實(shí)驗(yàn)如中和滴定中選用滴定管，可估讀到mL。(3)氣體除了量取外，還可以稱量。稱氣體的質(zhì)量時(shí)一般有兩種方法：一種方法是稱反應(yīng)裝置在放出氣體前后的質(zhì)量減小值；另一種方法是稱吸收裝置前后的質(zhì)量增大值。(4)用pH試紙(測(cè)得整數(shù)值)或pH計(jì)(精確到)直接測(cè)出溶液的pH，經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得到溶液中H＋或OH－的物質(zhì)的量濃度。1．某淺綠色晶體X[x(NH4)2SO4·yFeSO4·zH2O]在分析化學(xué)中常用作還原劑。為確定其組成，某小組同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：Ⅰ.NHeq\o\al(＋,4)含量的測(cè)定采用蒸餾法，蒸餾的裝置如圖所示。相關(guān)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：①準(zhǔn)確稱取g晶體X，加水溶解后，將溶液注入三頸燒瓶中；②準(zhǔn)確量取mLmol·L－1H2SO4溶液于錐形瓶中；③向三頸燒瓶中加入足量NaOH溶液，通入氮?dú)?，加熱，蒸氨結(jié)束后取下錐形瓶；④用mol·L－1的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定錐形瓶中過(guò)量的硫酸，滴定終點(diǎn)時(shí)消耗mLNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液。(1)儀器M的名稱為_(kāi)___________。(2)步驟③中，發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________，蒸氨結(jié)束后，為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，還需要對(duì)直形冷凝管進(jìn)行“處理”，“處理”的操作方法是_____________________________________________________________________________。(3)步驟④中，若振蕩時(shí)錐形瓶中有液體濺出，則所測(cè)得的n(NHeq\o\al(＋,4))的值將________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。Ⅱ.SOeq\o\al(2－,4)含量的測(cè)定采用重量分析法，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①另準(zhǔn)確稱取g晶體X于燒杯中，加水溶解，邊攪拌邊加入過(guò)量的BaCl2溶液；②將得到的溶液用無(wú)灰濾紙(灰分質(zhì)量很小，可忽略)過(guò)濾，洗滌沉淀3～4次；③用濾紙包裹好沉淀取出，灼燒濾紙包至濾紙完全灰化；④繼續(xù)灼燒沉淀至恒重，稱量，得沉淀質(zhì)量為g。(4)步驟①中，判斷BaCl2溶液已過(guò)量的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是_____________________________。(5)步驟②中，采用冷水洗滌沉淀，其主要目的是_____________________________________。(6)結(jié)合實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ通過(guò)計(jì)算得出晶體X的化學(xué)式為_(kāi)_______________________。答案(1)分液漏斗(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3用蒸餾水沖洗冷凝管內(nèi)通道2～3次，將洗滌液注入錐形瓶中(3)偏大(4)待濁液分層后，向上層清液中加入1～2滴BaCl2溶液，若無(wú)白色渾濁出現(xiàn)，則說(shuō)明BaCl2溶液已過(guò)量(5)盡可能減少沉淀的溶解損失，減小實(shí)驗(yàn)誤差(6)(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O解析(3)步驟④中，若振蕩時(shí)錐形瓶中有液體濺出，消耗NaOH的量減少，則錐形瓶?jī)?nèi)溶液×0.05L×2－0.003mol＝0.3mol，即n(NHeq\o\al(＋,4))＝0.3mol；69.90g沉淀為BaSO4，則n(SOeq\o\al(2－,4))＝eq\f(69.90g,233g·mol－1)＝0.3mol；利用電荷守恒：n(NHeq\o\al(＋,4))＋2n(Fe2＋)＝2n(SOeq\o\al(2－,4))，得n(Fe2＋)＝0.15mol；再利用質(zhì)量守恒得m(H2O)＝58.80g－m(NHeq\o\al(＋,4))－m(SOeq\o\al(2－,4))－m(Fe2＋)＝16.2g，則n(H2O)＝0.9mol，故n(NHeq\o\al(＋,4))∶n(Fe2＋)∶n(SOeq\o\al(2－,4))∶n(H2O)＝2∶1∶2∶6，晶體X的化學(xué)式為(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O。2．堿式碳酸鈷[Cox(OH)y(CO3)2]可用作電子材料、磁性材料的添加劑，受熱時(shí)可分解生成三種氧化物。為了確定其組成，某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(1)請(qǐng)完成下列實(shí)驗(yàn)步驟：①稱取g樣品置于硬質(zhì)玻璃管內(nèi)，分別稱量乙、丙裝置的質(zhì)量；②按如圖所示裝置組裝好儀器，并檢查裝置氣密性；③加熱甲裝置中硬質(zhì)玻璃管，當(dāng)乙裝置中________(填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)，停止加熱；④打開(kāi)活塞K，緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘后，稱量乙、丙裝置的質(zhì)量；⑤計(jì)算。(2)步驟④中緩緩?fù)ㄈ肟諝鈹?shù)分鐘的目的是__________________________________________。(3)某同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)裝置中存在一個(gè)明顯缺陷，為解決這一問(wèn)題，可選用下列裝置中的______(填字母)連接在________(填裝置連接位置)。(4)若按正確裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得如下數(shù)據(jù)：乙裝置的質(zhì)量/g丙裝置的質(zhì)量/g加熱前加熱后則該堿式碳酸鈷的化學(xué)式為_(kāi)_____________________________________________________。(5)有人認(rèn)為用如圖所示裝置進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)也可以確定堿式碳酸鈷的組成。實(shí)驗(yàn)Ⅰ：稱取一定質(zhì)量的樣品置于Y形管a處，加入一定體積一定物質(zhì)的量濃度的足量稀硫酸于Y形管b處，量氣管中盛放飽和碳酸氫鈉溶液，而不用蒸餾水，其原因是_____________，然后通過(guò)________________________(填操作)，引發(fā)反應(yīng)，測(cè)定產(chǎn)生的CO2的體積(假設(shè)實(shí)驗(yàn)條件是在室溫下)。實(shí)驗(yàn)Ⅱ：將實(shí)驗(yàn)Ⅰ中反應(yīng)后的液體和足量的鋅粒分別放置在另一個(gè)Y形管的a、b中，量氣管中盛裝蒸餾水，此時(shí)引發(fā)反應(yīng)的方式與實(shí)驗(yàn)Ⅰ________(填“相同”“不同”或“可相同也可不同”)，然后測(cè)定產(chǎn)生H2的體積(假設(shè)實(shí)驗(yàn)條件是在室溫下)。兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，讀數(shù)前，先________，再調(diào)節(jié)量氣管兩側(cè)液面持平，然后平視讀數(shù)；下列實(shí)驗(yàn)操作有可能會(huì)使y的值偏大的是________(填字母)。A．實(shí)驗(yàn)Ⅰ讀數(shù)時(shí)量氣管左側(cè)液面高于右側(cè)液面B．實(shí)驗(yàn)Ⅱ?qū)嶒?yàn)結(jié)束時(shí)，迅速調(diào)整兩側(cè)液面持平，立即讀數(shù)C．實(shí)驗(yàn)Ⅱ引發(fā)反應(yīng)時(shí)將稀硫酸向鋅粒傾斜答案(1)不再有氣泡產(chǎn)生時(shí)(2)將甲裝置中產(chǎn)生的CO2和水蒸氣全部趕入乙、丙裝置中(3)D活塞K前(或甲裝置前)(4)Co3(OH)4(CO3)2(5)飽和碳酸氫鈉溶液會(huì)降低CO2的溶解度將b向a傾斜，使稀硫酸流入a中不同恢復(fù)至室溫C解析(4)n(H2O)＝eq\f(0.36g,18g·mol－1)＝0.02mol，n(CO2)＝eq\f(0.88g,44g·mol－1)＝0.02mol，由C元素守恒知，該樣品物質(zhì)的量為0.01mol，H元素物質(zhì)的量為0.04mol，則y為4，Co元素質(zhì)量為3.65g－0.04mol×17g·mol－1－0.02mol×60g·mol－1＝1.77g，Co的物質(zhì)的量為0.03mol，故堿式碳酸鈷的化學(xué)式為Co3(OH)4(CO3)2。(5)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中應(yīng)該讓樣品完全反應(yīng)，所以引發(fā)反應(yīng)時(shí)應(yīng)該將稀硫酸向樣品中傾斜；而實(shí)驗(yàn)Ⅱ中應(yīng)該讓稀硫酸完全反應(yīng)，所以引發(fā)反應(yīng)時(shí)應(yīng)該將鋅粒向稀硫酸中傾斜。1．(2022·河北，14)某研究小組為了更準(zhǔn)確檢測(cè)香菇中添加劑亞硫酸鹽的含量，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下：①三頸燒瓶中加入g香菇樣品和400mL水；錐形瓶中加入125mL水、1mL淀粉溶液，并預(yù)加mL00mol·L－1的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液，攪拌。②以L·min－1流速通氮?dú)?，再加入過(guò)量磷酸，加熱并保持微沸，同時(shí)用碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，至終點(diǎn)時(shí)滴定消耗了mL碘標(biāo)準(zhǔn)溶液。③做空白實(shí)驗(yàn)，消耗了mL碘標(biāo)準(zhǔn)溶液。④用適量Na2SO3替代香菇樣品，重復(fù)上述步驟，測(cè)得SO2的平均回收率為95%。已知：Ka1(H3PO4)＝×10－3，Ka1(H2SO3)＝×10－2回答下列問(wèn)題：(1)裝置圖中儀器a、b的名稱分別為_(kāi)__________________________、______________。(2)三頸燒瓶適宜的規(guī)格為_(kāi)_______(填標(biāo)號(hào))。A．250mLB．500mLC．1000mL(3)解釋加入H3PO4，能夠生成SO2的原因：_________________________________________。(4)滴定管在使用前需要__________、洗滌、潤(rùn)洗；滴定終點(diǎn)時(shí)溶液的顏色為_(kāi)_________；滴定反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________________________________________________。(5)若先加磷酸再通氮?dú)?，?huì)使測(cè)定結(jié)果________(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)。(6)該樣品中亞硫酸鹽含量為_(kāi)_________mg·kg－1(以SO2計(jì)，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。答案(1)球形冷凝管酸式滴定管(2)C(3)加入H3PO4后，溶液中存在化學(xué)平衡H2SO3SO2＋H2O，SO2的溶解度隨著溫度升高而減小，SO2逸出后，促進(jìn)了化學(xué)平衡H2SO3SO2＋H2O向右移動(dòng)(4)檢漏藍(lán)色I(xiàn)2＋SO2＋2H2O=2I－＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)(5)偏低(6)解析由題中信息可知，檢測(cè)香菇中添加劑亞硫酸鹽的含量的原理是用過(guò)量的磷酸與其中的亞硫酸鹽反應(yīng)生成SO2，用氮?dú)鈱O2排入到錐形瓶中被水吸收，最后用碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，測(cè)出樣品中亞硫酸鹽含量。(2)三頸燒瓶中加入g香菇樣品和400mL水，向其中加入H3PO4的體積不超過(guò)10mL。在加熱時(shí)，三頸燒瓶中的液體不能超過(guò)其容積的eq\f(2,3)，因此，三頸燒瓶適宜的規(guī)格為1000mL，選C。(3)雖然Ka1(H3PO4)＝×10－3＜Ka1(H2SO3)＝×10－2，但是H3PO4為難揮發(fā)性的酸，而H2SO3易分解為SO2和水，SO2的溶解度隨著溫度升高而減小，SO2逸出后，促進(jìn)了化學(xué)平衡H2SO3SO2＋H2O向右移動(dòng)。(4)滴定管在使用前需要檢漏、洗滌、潤(rùn)洗；滴定前，溶液中的碘被SO2還原為碘離子，溶液的顏色為無(wú)色，滴定終點(diǎn)時(shí)，過(guò)量的半滴碘標(biāo)準(zhǔn)溶液使淀粉溶液變?yōu)樗{(lán)色且半分鐘之內(nèi)不變色，因此，滴定終點(diǎn)時(shí)溶液為藍(lán)色；滴定反應(yīng)的離子方程式為I2＋SO2＋2H2O=2I－＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)。(5)若先加磷酸再通氮?dú)?，則不能將裝置中的空氣及時(shí)排出，有部分亞硫酸鹽和SO2被裝置中的氧氣氧化，碘標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量將減少，因此會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏低。(6)實(shí)驗(yàn)中SO2消耗的碘標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為mL＋mL＝mL，減去空白實(shí)驗(yàn)消耗的mL，則實(shí)際消耗碘標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為mL，根據(jù)反應(yīng)I2＋SO2＋2H2O=2I－＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)可以計(jì)算出n(SO2)＝n(I2)＝mL×10－3L·mL－1×00mol·L－1＝×10－5mol，由于SO2的平均回收率為95%，則實(shí)際生成的n(SO2)＝eq\f(×10－5)≈×10－5mol，則根據(jù)S元素守恒可知，該樣品中亞硫酸鹽含量為eq\f(×10－5mol×64g·mol－1×1000mg·g－1g×10－3kg·g－1)≈mg·kg－1。2．(2020·天津，15)為測(cè)定CuSO4溶液的濃度，甲、乙兩同學(xué)設(shè)計(jì)了兩個(gè)方案。回答下列問(wèn)題：Ⅰ.甲方案實(shí)驗(yàn)原理：CuSO4＋BaCl2=BaSO4↓＋CuCl2實(shí)驗(yàn)步驟：(1)判斷SOeq\o\al(2－,4)沉淀完全的操作為_(kāi)_____________________________________________。(2)步驟②判斷沉淀是否洗凈所選用的試劑為_(kāi)_____________________。(3)步驟③灼燒時(shí)盛裝樣品的儀器名稱為_(kāi)_____________________。(4)固體質(zhì)量為wg，則c(CuSO4)＝__________________________________________mol·L－1。(5)若步驟①?gòu)臒修D(zhuǎn)移沉淀時(shí)未洗滌燒杯，則測(cè)得c(CuSO4)__________(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)。Ⅱ.乙方案實(shí)驗(yàn)原理：Zn＋CuSO4=ZnSO4＋CuZn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑實(shí)驗(yàn)步驟：①按圖安裝裝置(夾持儀器略去)②……③在儀器A、B、C、D、E中加入圖示的試劑④調(diào)整D、E中兩液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，讀數(shù)并記錄⑤將CuSO4溶液滴入A中攪拌，反應(yīng)完成后，再滴加稀硫酸至體系不再有氣體產(chǎn)生⑥待體系恢復(fù)到室溫，移動(dòng)E管，保持D、E中兩液面相平，讀數(shù)并記錄⑦處理數(shù)據(jù)(6)步驟②為_(kāi)___________________。(7)步驟⑥需保證體系恢復(fù)到室溫的原因是_________________________________(填序號(hào))。a．反應(yīng)熱受溫度影響b．氣體密度受溫度影響c．反應(yīng)速率受溫度影響(8)Zn粉質(zhì)量為ag，若測(cè)得H2體積為bmL，已知實(shí)驗(yàn)條件下ρ(H2)＝dg·L－1，則c(CuSO4)＝______________________mol·L－1(列出計(jì)算表達(dá)式)。(9)若步驟⑥E管液面高于D管，未調(diào)液面即讀數(shù)，則測(cè)得c(CuSO4)__________(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)。(10)是否能用同樣的裝置和方法測(cè)定MgSO4溶液的濃度：__________(填“是”或“否”)。答案(1)向上層清液中(或取上層清液少許于試管中)繼續(xù)滴加BaCl2溶液，無(wú)白色沉淀生成，則沉淀完全(2)AgNO3溶液(3)坩堝(4)eq\f(40w,233)(5)偏低(6)檢查裝置氣密性(7)b(8)eq\f(\f(a,65)－\f(bd×10－3,2)×10－3)(9)偏高(10)否解析(2)BaSO4沉淀表面附著的離子是Cu2＋、Ba2＋和Cl－，可向洗滌液中加入AgNO3溶液，若沒(méi)有沉淀生成，則證明BaSO4沉淀已洗凈。(3)步驟③灼燒的是BaSO4固體，灼燒固體選擇的儀器是坩堝。(4)BaSO4的質(zhì)量為wg，BaSO4的物質(zhì)的量為eq\f(w,233)mol，由化學(xué)方程式：CuSO4＋BaCl2=BaSO4↓＋CuCl2可知，CuSO4的物質(zhì)的量等于BaSO4的物質(zhì)的量，所以CuSO4溶液的濃度為c(CuSO4)＝eq\f(\f(w,233)L)＝eq\f(40w,233)mol·L－1。(5)若步驟①中，轉(zhuǎn)移沉淀時(shí)未洗滌燒杯，會(huì)造成BaSO4沉淀的質(zhì)量減少，所以使測(cè)得的c(CuSO4)偏低。(7)步驟⑥中保證體系恢復(fù)到室溫的原因是氣體密度受溫度影響較大，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)造成氣體密度的改變。(8)Zn粉的物質(zhì)的量為eq\f(a,65)mol，反應(yīng)產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量為eq\f(dg·L－1×b×10－3L,2g·mol－1)＝eq\f(bd×10－3,2)mol，由Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑知，與H2SO4反應(yīng)的Zn的物質(zhì)的量等于產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量，為eq\f(bd×10－3,2)mol，與CuSO4反應(yīng)消耗Zn的物質(zhì)的量為(eq\f(a,65)－eq\f(bd×10－3,2))mol，由化學(xué)方程式Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu可知，與CuSO4反應(yīng)消耗Zn的物質(zhì)的量等于CuSO4的物質(zhì)的量，所以c(CuSO4)＝eq\f(\f(a,65)－\f(bd×10－3,2)×10－3)mol·L－1。(9)若步驟⑥E管液面高于D管，則D管內(nèi)氣體壓強(qiáng)高于外界大氣壓，造成氣體體積b的數(shù)值偏小，由c(CuSO4)＝eq\f(\f(a,65)－\f(bd×10－3,2)×10－3)mol·L－1可知，c(CuSO4)會(huì)偏高。(10)因?yàn)閆n和MgSO4溶液不反應(yīng)，所以不能用同樣的裝置和方法測(cè)定MgSO4溶液的濃度。課時(shí)精練1．(2021·湖南1月適應(yīng)性考試，15)蛋殼是一種很好的綠色鈣源，其主要成分為CaCO3。以蛋殼為原料制備葡萄糖酸鈣晶體(M[Ca(C6H11O7)2·H2O]＝448g·mol－1)，并對(duì)其純度進(jìn)行測(cè)定，過(guò)程如下：步驟Ⅰ.葡萄糖酸鈣晶體的制備步驟Ⅱ.產(chǎn)品純度測(cè)定——KMnO4間接滴定法①稱取步驟Ⅰ中制得的產(chǎn)品g置于燒杯中，加入蒸餾水及適量稀鹽酸溶解；②加入足量(NH4)2C2O4溶液，用氨水調(diào)節(jié)pH為4～5，生成白色沉淀，過(guò)濾、洗滌；③將②洗滌后所得的固體溶于稀硫酸溶液中，用00mol·L－1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液mL。根據(jù)以上兩個(gè)步驟，回答下列問(wèn)題：(1)以上兩個(gè)步驟中不需要使用的儀器有___________________________________(填字母)。(2)步驟Ⅰ中“操作a”是______________、過(guò)濾、洗滌、干燥。(3)步驟Ⅱ中用氨水調(diào)節(jié)pH為4～5的目的為_(kāi)____________________________________。(4)用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定待測(cè)液的反應(yīng)原理為_(kāi)_________________________________(用離子方程式表示)，判斷滴定達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象為_(kāi)_____________________________________。(5)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，測(cè)得產(chǎn)品中葡萄糖酸鈣晶體的純度為_(kāi)_________(保留三位有效數(shù)字)。答案(1)C(2)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶(3)中和溶液中的H＋，增大溶液中C2Oeq\o\al(2－,4)的濃度，使Ca2＋完全沉淀(4)5H2C2O4＋2MnOeq\o\al(－,4)＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O滴入最后半滴高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不褪色(5)93.3%解析(5)由題意可得關(guān)系式：5Ca(C6H11O7)2·H2O～5CaC2O4～5H2C2O4～2MnOeq\o\al(－,4)，則Ca(C6H11O7)2·H2O的物質(zhì)的量為eq\f(5,2)×0.02000mol·L－1×0.025L＝×10－3mol，產(chǎn)品中葡萄糖酸鈣晶體的純度為eq\×10－3mol×448g·mol－1,0.600g)×100%≈93.3%。2．(2022·遼寧鞍山模擬)檢驗(yàn)甲醛含量的方法有很多，其中銀-Ferrozine法靈敏度較高。測(cè)定原理為甲醛把氧化銀還原成Ag，產(chǎn)生的Ag與Fe3＋定量反應(yīng)生成Fe2＋，F(xiàn)e2＋與菲洛嗪(Ferrozine)形成有色配合物，通過(guò)測(cè)定吸光度計(jì)算出甲醛的含量。某學(xué)習(xí)小組類比此原理設(shè)計(jì)如下裝置測(cè)定新裝修居室內(nèi)空氣中甲醛的含量(夾持裝置略去)。已知：甲醛和銀氨溶液反應(yīng)生成單質(zhì)銀和CO2，氮化鎂與水反應(yīng)放出NH3，毛細(xì)管內(nèi)徑不超過(guò)1mm。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________________，用飽和食鹽水代替水制備NH3的原因是_______________________________________________________。(2)B中裝有AgNO3溶液，儀器B的名稱為_(kāi)_________。(3)銀氨溶液的制備。關(guān)閉K1、K2，打開(kāi)K3，打開(kāi)__________________________，使飽和食鹽水慢慢滴入圓底燒瓶中，當(dāng)觀察到B中__________________________，停止通NH3。(4)室內(nèi)空氣中甲醛含量的測(cè)定。①用熱水浴加熱B，打開(kāi)K1，將滑動(dòng)隔板慢慢由最右端抽到最左端，吸入1L室內(nèi)空氣，關(guān)閉K1；后續(xù)操作是________________________________________________________；再重復(fù)上述操作3次。毛細(xì)管的作用是________________________________________。②向上述B中充分反應(yīng)后的溶液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH＝1，再加入足量Fe2(SO4)3溶液，充分反應(yīng)后立即加入菲洛嗪，F(xiàn)e2＋與菲洛嗪形成有色物質(zhì)，在562nm處測(cè)定吸光度，測(cè)得生成mgFe2＋，空氣中甲醛的含量為_(kāi)_________mg·L－1。答案(1)Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2↓＋2NH3↑飽和食鹽水可減緩生成氨氣的速率(2)三頸燒瓶(3)分液漏斗的活塞與旋塞沉淀恰好完全溶解時(shí)(4)①打開(kāi)K2，緩慢推動(dòng)可滑動(dòng)隔板，將氣體全部推出，再關(guān)閉K2減小氣體的通入速率，使空氣中的甲醛氣體被完全吸收②5解析在儀器A中Mg3N2與H2O反應(yīng)產(chǎn)生Mg(OH)2和NH3，NH3通入AgNO3溶液中首先產(chǎn)生AgOH白色沉淀，當(dāng)氨氣過(guò)量時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)生[Ag(NH3)2]OH，然后向溶液中通入甲醛，水浴加熱，發(fā)生銀鏡反應(yīng)產(chǎn)生單質(zhì)Ag和CO2氣體，產(chǎn)生的Ag與加入的Fe3＋定量反應(yīng)生成Fe2＋，F(xiàn)e2＋與菲洛嗪形成有色物質(zhì)，在562nm處測(cè)定吸光度，測(cè)得生成mgFe2＋，據(jù)此結(jié)合反應(yīng)過(guò)程中電子守恒，可計(jì)算室內(nèi)空氣中甲醛的含量。(4)②甲醛和銀氨溶液加熱反應(yīng)生成銀，銀具有還原性，被Fe3＋氧化，結(jié)合甲醛被氧化為CO2，[Ag(NH3)2]OH被還原為銀，甲醛中碳元素化合價(jià)由0價(jià)升高為＋4價(jià)，銀由＋1價(jià)降低為0價(jià)，生成的銀又被鐵離子氧化，鐵離子被還原為亞鐵離子，生成亞鐵離子mg，則n(Fe)＝eq\f(×10－3g,56g·mol－1)＝2×10－5mol，設(shè)消耗甲醛的物質(zhì)的量為xmol，則4x＝2×10－5mol×1，x＝5×10－6mol，因?qū)嶒?yàn)進(jìn)行了4次操作，所以測(cè)得1L空氣中甲醛的含量為×10－6mol，空氣中甲醛的含量為eq\f(×10－6mol×30g·mol－1×103mg·g－1,1L)＝5mg·L－1。3．鋼材在社會(huì)發(fā)展中應(yīng)用廣泛。為研究某種碳素鋼(含少量碳和硫)的成分，科研小組進(jìn)行了如下探究活動(dòng)。稱取碳素鋼(已除表面氧化物)g放入耐高溫反應(yīng)管中與O2反應(yīng)，除去未反應(yīng)的O2，收集到干燥混合氣體XL(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。(1)科研小組用下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置檢驗(yàn)混合氣體X的組成。①裝置B中的試劑是__________，裝置C的作用是__________________________。②若觀察到_________________________________________________________(填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)，證明X中含有CO。(2)反應(yīng)后，耐高溫反應(yīng)管內(nèi)固體中除含有Fe3＋之外，還可能含有Fe2＋。要確定其中的Fe2＋，可選用________(填字母)。a．KSCN溶液和氯水b．KSCN溶液和鐵粉c．稀鹽酸和K3[Fe(CN)6]溶液d．稀硫酸和KMnO4溶液(3)科研小組用下圖所示裝置(部分)測(cè)定SO2的體積分?jǐn)?shù)，并計(jì)算碳素鋼的含碳量。將氣體X緩慢通過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置，當(dāng)觀察到________________________(填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)時(shí)，停止通氣，此時(shí)氣體流量?jī)x顯示的流量為112mL(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)。則氣體X中SO2的體積分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______，碳素鋼中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______(結(jié)果保留一位小數(shù))。答案(1)①品紅溶液驗(yàn)證氣體X中是否含有CO2②E中黑色固體逐漸變紅，F(xiàn)中澄清石灰水變渾濁(2)cd(3)Ⅲ中溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色5%2.4%解析(3)測(cè)定SO2的體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)原理：SO2＋I(xiàn)2＋2H2O=2HI＋H2SO4，開(kāi)始時(shí)Ⅲ中溶液為藍(lán)色，當(dāng)溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色時(shí)，停止通氣。n(SO2)＝n(I2)＝mol·L－1×L＝25mol，氣體X中SO2的體積分?jǐn)?shù)為eq\f(25mol×L·mol－1L)×100%＝5%。則CO、CO2共占總體積的95%，n(C)＝eq\f(L·mol－1)×95%＝5mol，故碳素鋼中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(12g·mol－1×5g)×100%≈2.4%。4．過(guò)氧化尿素是一種新型漂白劑、消毒劑，漂白、消毒的效果優(yōu)于H2O2和過(guò)氧乙酸。某工業(yè)用過(guò)氧化尿素的部分參數(shù)見(jiàn)下表：分子式外觀熱分解溫度熔點(diǎn)水溶性/20℃CO(NH2)2·H2O2白色晶體45℃75～85℃500g·L－1合成過(guò)氧化尿素的流程及反應(yīng)器的示意圖如圖：回答下列問(wèn)題：(1)流程中操作①的名稱為_(kāi)_______，儀器X的名稱是____________________