2019-2020年高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第十章 第3講 定量實驗分析型實驗題 新人教版.doc
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2019-2020年高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第十章 第3講 定量實驗分析型實驗題 新人教版熱點一定量測定數(shù)據(jù)的方法和過程分析數(shù)據(jù)的測定方法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,再進行相關(guān)計算。2測氣體體積法對于產(chǎn)生氣體的反應(yīng),可以通過測定氣體體積的方法測定樣品純度。3測氣體質(zhì)量法將生成的氣體通入足量的吸收劑中,通過稱量實驗前后吸收劑的質(zhì)量,求得所吸收氣體的質(zhì)量,然后進行相關(guān)計算。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)后再進行相關(guān)計算。【典例1】(xx北京理綜,11改編)下列實驗方案中,不能測定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3質(zhì)量分數(shù)的是()取a克混合物充分加熱,減重b克取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng),加熱、蒸干、灼燒,得b克固體取a克混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng),逸出氣體用堿石灰吸收,增重b克取a克混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應(yīng),過濾、洗滌、烘干,得b克固體取a克混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng),用排水法將產(chǎn)生的氣體收集在量筒中,讀數(shù)為b升取a克混合物于錐形瓶中加適量水溶解,酚酞作指示劑,用c molL1的標準鹽酸滴定至終點時,消耗鹽酸b升A B C D全部解析取a克混合物充分加熱,減重b克,根據(jù)差量法可求出NaHCO3的質(zhì)量,從而求出Na2CO3的質(zhì)量分數(shù),故正確;取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng),加熱、蒸干、灼燒,得b克固體氯化鈉,列方程組即可求出,正確;中,取a克混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng),逸出氣體用堿石灰吸收,增重b克,由于逸出氣體中含有H2O,故無法求解;中由于二者都能與Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成BaCO3沉淀,由Na2CO3BaCO3、NaHCO3BaCO3的轉(zhuǎn)化關(guān)系,列方程組即可求出混合物中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù),正確;中由于少量CO2溶于水,無法測定Na2CO3、NaHCO3產(chǎn)生CO2的總體積,不正確;中用酚酞作指示劑,達到滴定終點時,Na2CO3恰好轉(zhuǎn)化為NaHCO3,NaHCO3與鹽酸未反應(yīng),根據(jù)Na2CO3HCl=NaClNaHCO3可計算出Na2CO3的質(zhì)量,正確。答案C【典例2】(xx福建理綜,25)化學(xué)興趣小組對某品牌牙膏中磨擦劑成分及其含量進行以下探究:查得資料:該牙膏磨擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成;牙膏中其他成分遇到鹽酸時無氣體產(chǎn)生。.磨擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗取適量牙膏樣品,加水充分攪拌、過濾。(1)往濾渣中加入過量NaOH溶液,過濾。氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式是_。(2)往(1)所得濾液中先通入過量二氧化碳,再加入過量稀鹽酸。觀察到的現(xiàn)象是_。.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定利用下圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進行實驗,充分反應(yīng)后,測定C中生成BaCO3沉淀的質(zhì)量,以確定碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)。依據(jù)實驗過程回答下列問題:(3)實驗過程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝?。其作用除了可攪拌B、C中的反應(yīng)物外,還有_。(4)C中反應(yīng)生成BaCO3的化學(xué)方程式是_。(5)下列各項措施中,不能提高測定準確度的是_(填標號)。a在加入鹽酸之前,應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO2氣體b滴加鹽酸不宜過快c在AB之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置d在BC之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置(6)實驗中準確稱取8.00 g樣品三份,進行三次測定,測得BaCO3的平均質(zhì)量為3.94 g。則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為_。(7)在人認為不必測定C中生成的BaCO3質(zhì)量,只要測定裝置C在吸收CO2前后的質(zhì)量差,一樣可以確定碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)。實驗證明按此方法測定的結(jié)果明顯偏高,原因是_。解析(1)該反應(yīng)為Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O或Al(OH)3NaOH=NaAl(OH)4。(2)由于上面得到的溶液是NaAlO2溶液,在先通入過量CO2,再加入過量稀鹽酸時,發(fā)生反應(yīng):NaAlO2CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3;Al(OH)33HCl=AlCl33H2O;NaHCO3HCl=NaClH2OCO2,所以現(xiàn)象為通入CO2時有白色沉淀產(chǎn)生,加入稀鹽酸后,沉淀溶解,且有無色氣體產(chǎn)生。(3)持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝獾哪康氖菍⑸傻腃O2盡量全部排出,同時起攪拌作用。(4)C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2Ba(OH)2=BaCO3H2O。(5)通空氣的目的是排出CO2,空氣是否干燥不影響實驗結(jié)果,c不正確。由于HCl與NaHCO3也可反應(yīng)產(chǎn)生CO2,故增添盛有飽和碳酸氫鈉的洗氣瓶會影響實驗結(jié)果,d也不正確。(6)n(BaCO3)3.94 g/197 gmol10.02 mol,由C原子守恒得m(CaCO3)為0.02 mol100 gmol12 g,所以CaCO3的質(zhì)量分數(shù)為25%。(7)由于B中的水蒸氣和HCl等易揮發(fā)進入C中,所以裝置C的質(zhì)量會偏大。答案.(1)Al(OH)3OH=AlO2H2O(或Al(OH)3OH=Al(OH)4)(2)通入CO2氣體有白色沉淀生成;加入鹽酸有氣體產(chǎn)生且沉淀溶解.(3)把生成的CO2全部排入C中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收(4)Ba(OH)2CO2=BaCO3H2O(5)cd(6)25%(7)B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中(或其他合理答案)1為測試一鐵片中鐵元素的含量,某課外活動小組提出下面兩種方案并進行了實驗(以下數(shù)據(jù)為多次平行實驗測定結(jié)果的平均值):方案一:將a g鐵片完全溶解于過量稀硫酸中,測得生成氫氣的體積為580 mL(標準狀況);方案二:將 g鐵片完全溶解于過量稀硫酸中,將反應(yīng)后得到的溶液用0.020 00 molL1的KMnO4溶液滴定,達到終點時消耗了25.00 mL KMnO4溶液。請回答下列問題:(1)配平下面的化學(xué)方程式:KMnO4FeSO4H2SO4=Fe2(SO4)3MnSO4K2SO4H2O(2)在滴定實驗中不能選擇_式滴定管,理由是_;(3)根據(jù)方案一和方案二測定的結(jié)果計算,鐵片中鐵的質(zhì)量分數(shù)依次為_和_;(4)若排除實驗儀器和操作的影響因素,試對上述兩種方案測定結(jié)果的準確性做出判斷和分析。方案一_(填“準確”、“不準確”或“不一定準確”),理由是_;方案二_(填“準確”、“不準確”或“不一定準確”),理由是_。答案(1)21085218(2)堿KMnO4是強氧化劑,它會腐蝕膠管(3)(4)不一定準確如果鐵片中存在與稀硫酸反應(yīng)并能生成氫氣的其他金屬,會導(dǎo)致結(jié)果偏高;如果鐵片中存在與稀硫酸反應(yīng)而溶解、但不產(chǎn)生氫氣的鐵的氧化物,會導(dǎo)致結(jié)果偏低;如果上述情況均不存在,則結(jié)果準確不一定準確如果鐵片中存在與稀硫酸反應(yīng)而溶解的其他金屬,生成的金屬離子在酸性溶液中能被高錳酸鉀氧化,會導(dǎo)致結(jié)果偏高;如果鐵片中存在與稀硫酸反應(yīng)而溶解的鐵的氧化物,生成的Fe3在酸性溶液中不能被高錳酸鉀氧化,會導(dǎo)致結(jié)果偏低;如果上述情況均不存在,則結(jié)果準確解析(1)分析該氧化還原反應(yīng)的化合價,找出化合價發(fā)生變化的各元素,利用化合價的升降相等,配平化學(xué)方程式:SO4SO4 (SO4)3(2)由于酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性,能腐蝕堿式滴定管的膠管,因此不能選擇堿式滴定管。(3)根據(jù)方案一中的測量結(jié)果計算:n(Fe)n(H2)因此m(Fe) mol56 gmol11.45 g故鐵片中鐵的質(zhì)量分數(shù)為根據(jù)方案二中的測定結(jié)果計算:根據(jù)(1)中反應(yīng)方程式:2KMnO410FeSO410Fen(Fe)5n(KMnO4)50.02 molL10.025 L0.002 5 mol鐵片中鐵的質(zhì)量分數(shù)為(4)方案一不一定準確,因為不能確定Fe片中是否含有和稀硫酸反應(yīng)放出H2的雜質(zhì),若有則測定結(jié)果偏高。方案二是利用Fe2消耗KMnO4的物質(zhì)的量的多少,求出Fe的質(zhì)量分數(shù),而鐵片中是否含有和酸性KMnO4溶液反應(yīng)的雜質(zhì)也不能確定,另外鐵片中若有3價的Fe的雜質(zhì),用KMnO4也測定不出來。因此方案二也不一定準確。2鋁鎂合金是飛機制造、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),為測定某含鎂3%5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分數(shù),設(shè)計了下列兩種不同實驗方案進行探究。填寫下列空白:方案一實驗方案將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應(yīng),測定剩余固體質(zhì)量。實驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。實驗步驟(1)稱取10.8 g鋁鎂合金粉末樣品,溶于體積為V、物質(zhì)的量濃度為4.0 molL1 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,測得鎂的質(zhì)量分數(shù)將_(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。方案二實驗方案將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應(yīng),測定生成氣體的體積。實驗步驟(1)同學(xué)們擬選用下列實驗裝置完成實驗:你認為最簡易的裝置其連接順序是A接()()接()()接()(填接口字母,可不填滿)。(2)仔細分析實驗裝置后,同學(xué)們經(jīng)討論認為以下兩點會引起較大誤差:稀硫酸滴入錐形瓶中,即使不生成氫氣,也會將瓶內(nèi)空氣排出,使所測氫氣體積偏大;實驗結(jié)束時,連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在,使所測氫氣體積偏小。于是他們設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。裝置中導(dǎo)管a的作用是_。實驗前后量氣管中液面讀數(shù)分別為V1 mL、V2 mL,則產(chǎn)生氫氣的體積為_mL。若需確定產(chǎn)生氫氣的量,還需測定的數(shù)據(jù)是_。答案方案一:2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(1)97(2)偏高方案二:(1)EDG(2)使分液漏斗內(nèi)氣體壓強與錐形瓶內(nèi)氣體壓強相等,打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下;滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進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(V1V2)實驗時的溫度和壓強解析方案一: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):2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2。(1)假設(shè)合金中鎂的質(zhì)量分數(shù)最少為3%,則10.8 g鋁鎂合金粉末樣品中含有鋁10.476 g,其物質(zhì)的量是0.388 mol,根據(jù)反應(yīng)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2知,需要n(NaOH)n(Al)0.388 mol,V(NaOH)0.388 mol/4.0 molL10.097 L。(2)過濾后,金屬鎂的表面會沾有其他離子,如果沒有洗滌,稱量后的固體的質(zhì)量將大于鎂的實際質(zhì)量,所測得鎂的質(zhì)量分數(shù)將偏高。方案二:(1)很明顯,該同學(xué)采用排水法來測量產(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)。用導(dǎo)管a連接后,滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進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。量氣管的0刻度在上,故產(chǎn)生氫氣的體積為(V1V2) mL。若需確定產(chǎn)生氫氣的量,還需知道實驗時的溫度和壓強。熱點二實驗數(shù)據(jù)的處理分析實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計與整理的一般方法1數(shù)據(jù)的表格化 項目實驗編號項目1項目2項目3項目4123(1)根據(jù)實驗原理確定應(yīng)記錄的項目:所測的物理量。(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)計的表格要便于數(shù)據(jù)的查找、比較,便于數(shù)據(jù)的計算和進一步處理,便于反映數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。2數(shù)據(jù)的圖像化圖像化是用直線圖或曲線圖對化學(xué)實驗結(jié)果加以處理的一種簡明化形式。它適用于一個量的變化引起另一個量的變化的情況。圖像化的最大特點是鮮明、直觀、簡單、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0.50 molL1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 molL1 K2S2O8、0.10 molL1 Na2S2O3等試劑,探究反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。已知:S2O2I=2SOI2 (慢)I22S2O=2IS4O (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{色。為確保能觀察到藍色,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)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,設(shè)計的實驗方案如下表:實驗序號體積V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液10.00.04.04.02.09.01.04.04.02.08.0Vx4.04.02.0表中Vx_,理由是_。(3)已知某條件下,濃度c(S2O)反應(yīng)時間t的變化曲線如圖所示,若保持其他條件不變,請在坐標圖中,分別畫出降低反應(yīng)溫度和加入催化劑時c(S2O)t的變化曲線示意圖(進行相應(yīng)的標注)。解析解答本題時,要圍繞實驗?zāi)康?探究反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響)進行分析與處理。(1)淀粉溶液遇I2顯藍色,溶液由無色變?yōu)樗{色時,溶液中有I2,說明Na2S2O3消耗盡。為確保能觀察到藍色,溶液中Na2S2O3要耗盡。由題給離子反應(yīng)可得關(guān)系式:S2OI22S2O,則有n(S2O)n(S2O)21時,能觀察到藍色。(2)實驗的目的是探究K2S2O8溶液的濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,故應(yīng)保證每組實驗中其他物質(zhì)的濃度相等,即溶液的總體積相等(即為20.0 mL),從而可知Vx2.0。(3)降低溫度時,化學(xué)反應(yīng)速率減慢,c(S2O)變化減慢。加入催化劑時,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)Na2S2O32(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)如圖所示題組一實驗數(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)欲測定樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)。某同學(xué)稱取10.00 g樣品,配成1 000 mL溶液,用_(填儀器名稱)量取25.00 mL放入錐形瓶中,加入甲基橙作指示劑,用0.150 0 molL1標準鹽酸溶液滴定至終點,平行測定三次,有關(guān)實驗數(shù)據(jù)記錄如下表,則樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為_。標準液體積(mL)實驗編號待測液體積(mL)滴定前讀數(shù)終點時讀數(shù)125.000.0030.02225.000.2033.80325.001.4031.38答案堿式滴定管(或25 mL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25 mL移液管)。第2組測定體積為離群值,應(yīng)舍去,用1、3組求體積的平均值。30.00 mL,依據(jù)方程式:Na2CO32HCl=2NaClCO2H2O,n(Na2CO3)0.150 0 molL130103 L0.09 mol,所以w(Na2CO3)100%95.40%。2xx新課標全國卷,26(1)(2)0.80 g CuSO45H2O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。請回答下列問題:(1)試確定200 時固體物質(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)CuSO4H2OCuSO45H2OCuSO4(5n)H2OnH2O25018n080 g0.80 g0.57 g0.23 g可列式:,求得n4,200 時產(chǎn)物為CuSO4H2O晶體。(2)CuSO4CuOSO3CuSO45H2O102 解析(1)分析CuSO45H2O受熱脫水過程的熱重曲線可知,200 時和113 時的產(chǎn)物相同,可根據(jù)113 時樣品質(zhì)量確定脫水產(chǎn)物,設(shè)113 時產(chǎn)物為CuSO4(5n)H2O,則有CuSO45H2OCuSO4(5n)H2OnH2O25018n080 g0.80 g0.57 g0.23 g可列式:,求得n4,200 時產(chǎn)物為CuSO4H2O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,所以灼燒時反應(yīng)方程式為CuSO4CuOSO3,CuO溶于稀硫酸得CuSO4溶液,結(jié)晶時又生成CuSO45H2O,由脫水過程的熱重曲線可知其存在的最高溫度為102 。題組二實驗數(shù)據(jù)的合理組合3現(xiàn)有一份CuO和Cu2O的混合物,用H2還原法測定其中的CuO質(zhì)量x g,實驗中可以測定以下數(shù)據(jù):W:混合物的質(zhì)量(g)、W(H2O):生成水的質(zhì)量(g)、W(Cu):生成Cu的質(zhì)量(g)、V(H2):標準狀況下消耗H2的體積(L)。(已知摩爾質(zhì)量:Cu:64 gmol1、CuO:80 gmol1、Cu2O:144 gmol1、H2O:18 gmol1)(1)為了計算x至少需要測定上述4個數(shù)據(jù)中的_個,這幾個數(shù)據(jù)的組合共有_種。請將這些組合一一填入下列空格中。說明:選用W、W(H2O)、W(Cu)、V(H2)表示,不必列出具體算式。每個空格中填一種組合,有幾種組合就填幾種,不必填滿。(2)從上述組合中選出一個含W的求x的計算式:_。(3)以上數(shù)據(jù)組合中易于取得的一組是_。答案(1)25W、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(3)W和W(Cu)解析本題是考查學(xué)生根據(jù)實驗試題的要求,設(shè)計實驗方案的能力及數(shù)據(jù)處理能力,而且本題是數(shù)學(xué)知識與化學(xué)結(jié)合的一個題目。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,所以需要獲得兩個數(shù)據(jù)。將題中所給數(shù)據(jù)進行排列組合,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,因為這一組僅與氧元素有關(guān)而與銅元素?zé)o關(guān),不能形成兩個有效的二元一次方程,無法求出CuO和Cu2O的量,所以實際只有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,W(H2)這一數(shù)據(jù)在獲得上有一定的困難。測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,但不簡易。W及W(Cu)在獲取上是最容易且可靠的。4在0 、1.01105 Pa時進行下列實驗:甲、乙、丙三位同學(xué)各取30.0 mL同濃度的鹽酸,加入等量同組成鎂鋁合金粉末,測定產(chǎn)生氣體的體積,有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:實驗序號甲乙丙合金質(zhì)量(mg)510765918氣體體積(mL)560672672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)量分數(shù)。答案(1)2.0 molL1(2)Mg的質(zhì)量分數(shù)47.1%,Al的質(zhì)量分數(shù)52.9%解析依據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,甲同學(xué)實驗鹽酸過量。乙、丙實驗中合金過量,鹽酸完全反應(yīng)。(1)按乙、丙中產(chǎn)生氫氣的體積計算n(HCl)2HClH2n(HCl)20.06 molc(HCl)2.0 molL1(2)甲中鹽酸過量,合金完全反應(yīng)用甲組數(shù)據(jù)計算:n(H2)0.025 mol設(shè)合金中Mg、Al的物質(zhì)的量分別為x、yMgH2AlH2x x y y,解得w(Mg)100%47.1%w(Al)100%52.9%題組三實驗數(shù)據(jù)的綜合分析5(xx江蘇,21B)對硝基甲苯是醫(yī)藥、染料等工業(yè)的一種重要有機中間體,它常以濃硝酸為硝化劑,濃硫酸為催化劑,通過甲苯的硝化反應(yīng)制備。一種新的制備對硝基甲苯的實驗方法:以發(fā)煙硝酸為硝化劑,固體NaHSO4為催化劑(可循環(huán)使用),在CCl4溶液中加入乙酸酐(有脫水作用), 45 反應(yīng)1 h。反應(yīng)結(jié)束后,過濾,濾液分別用5%NaHCO3溶液、水洗至中性,再經(jīng)分離提純得到對硝基甲苯。(1)上述實驗中過濾的目的是_。(2)濾液在分液漏斗中洗滌靜置后,有機層處于_層(填“上”或“下”);放液時,若發(fā)現(xiàn)液體流不下來,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,還有_。(3)下表給出了催化劑種類及用量對甲苯硝化反應(yīng)影響的實驗結(jié)果。催化劑硝化產(chǎn)物中各種異構(gòu)體質(zhì)量分數(shù)(%)總產(chǎn)率(%)對硝基甲苯鄰硝基甲苯間硝基甲苯濃H2SO41.035.660.24.298.01.236.559.54.099.8NaHSO40.1544.655.10.398.90.2546.352.80.999.90.3247.951.80.399.90.3645.254.20.699.9NaHSO4催化制備對硝基甲苯時,催化劑與甲苯的最佳物質(zhì)的量之比為_。由甲苯硝化得到的各種產(chǎn)物的含量可知,甲苯硝化反應(yīng)的特點是_。與濃硫酸催化甲苯硝化相比,NaHSO4催化甲苯硝化的優(yōu)點有_、_。答案(1)回收NaHSO4(2)下分液漏斗上口塞子未打開(或塞上的凹槽或小孔未對準漏斗口上的小孔)(3)0.32甲苯硝化主要得到對硝基甲苯和鄰硝基甲苯在硝化產(chǎn)物中對硝基甲苯比例提高催化劑用量少且能循環(huán)使用解析本題主要考察的是物質(zhì)的性質(zhì)和制備,同時考查了數(shù)據(jù)的處理與分析能力,能夠迅速在表中提取到有用信息,利用信息解決有關(guān)問題的能力。(1)NaHSO4在該反應(yīng)中作為催化劑,因此反應(yīng)后過濾的目的是為了回收NaHSO4。(2)該反應(yīng)是以CCl4作為有機溶劑,CCl4的密度比水大,故有機層在下層;分液漏斗里的液體放不下來,除了分液漏斗堵塞外,還有可能是分液漏斗上口活塞未打開或塞上的凹槽或小孔未對準漏斗口上的小孔。(3)從題給數(shù)據(jù)分析,當(dāng)催化劑與甲苯的比例為0.32時,總產(chǎn)率最高且對硝基甲苯的含量最高;從題給數(shù)據(jù)可以看出,無論以何種比例反應(yīng),產(chǎn)物中的主要成分主要是對硝基甲苯和鄰硝基甲苯;用NaHSO4作催化劑的優(yōu)點是在硝化物中對硝基甲苯的比例提高,同時催化劑用量少且能循環(huán)使用。6某合作小組同學(xué)將銅片加入稀硝酸,發(fā)現(xiàn)開始時反應(yīng)非常慢,一段時間后反應(yīng)速率明顯加快。該小組通過實驗探究其原因。(1)該反應(yīng)的離子方程式為_。(2)提出合理假設(shè),該實驗中反應(yīng)速率明顯加快的原因可能是_。A反應(yīng)放熱導(dǎo)致溫度升高B壓強增大C生成物的催化作用D反應(yīng)物接觸面積增大(3)初步探究,測定反應(yīng)過程中不同時間溶液的溫度,結(jié)果如下表:時間/min05101520253550607080溫度/25262626262626.527272727結(jié)合實驗?zāi)康暮捅碇袛?shù)據(jù),你得出的結(jié)論是_。(4)進一步探究:查閱文獻了解到化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物(含中間產(chǎn)物)可能對反應(yīng)有催化作用。請完成以下實驗設(shè)計表并將實驗?zāi)康难a充完整:實驗編號銅片質(zhì)量/g0.1 molL1的硝酸體積/mL硝酸銅晶體/g亞硝酸鈉晶體/g實驗?zāi)康?20實驗和探究_的影響;實驗和探究NO的影響。0.50.5答案(1)3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O(2)AC(3)溫度不是導(dǎo)致反應(yīng)速率明顯加快的主要原因(4)實驗編號銅片質(zhì)量/g0.1 molL1的硝酸體積/mL硝酸銅晶體/g亞硝酸鈉晶體/g實驗?zāi)康?052005200Cu2解析(1)稀硝酸氧化銅時,本身的還原產(chǎn)物為NO。(2)銅與稀硝酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)液的溫度不斷升高,溫度可能是影響反應(yīng)速率的因素;反應(yīng)生成的Cu2也可能對反應(yīng)起催化作用。(3)表中數(shù)據(jù)說明,隨著反應(yīng)的進行,溶液的溫度變化不明顯,所以溫度不是導(dǎo)致反應(yīng)速率明顯加快的主要原因。(4)實驗加入了硝酸銅晶體,對比實驗可知實驗?zāi)康氖翘骄緾u2對反應(yīng)速率的影響。實驗和實驗是探究亞硝酸根離子對反應(yīng)速率的影響,則兩個實驗中加入銅和硝酸的量應(yīng)該相同,不同之處是實驗不加亞硝酸鈉,實驗中加入亞硝酸鈉。定量化學(xué)實驗數(shù)據(jù)的加工處理策略實驗所得的數(shù)據(jù),可分為有用、有效數(shù)據(jù),正確、合理數(shù)據(jù),錯誤、無效數(shù)據(jù),及無用、多余數(shù)據(jù)等。能從大量的實驗數(shù)據(jù)中找出有用、有效、正確、合理的數(shù)據(jù)是實驗數(shù)據(jù)分析處理題的一個重要能力考查點,也是近年來命題變化的一個重要方向。對實驗數(shù)據(jù)篩選的一般方法和思路為“五看”:一看數(shù)據(jù)是否符合測量儀器的精度特點,如用托盤天平測得的質(zhì)量的精度為0.1 g,若精度值超過了這個范圍,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)時所得的數(shù)據(jù),才能進行有效處理和應(yīng)用;四看所得數(shù)據(jù)的測試環(huán)境是否一致,特別是氣體體積數(shù)據(jù),只有在溫度、壓強一致的情況下才能進行比較、運算;五看數(shù)據(jù)測量過程是否規(guī)范、合理,錯誤和違反測量規(guī)則的數(shù)據(jù)需要舍去。(1)表格型題的解題要點在于通過審題,獲取有用信息,然后對表格中數(shù)據(jù)進行比較分析,依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)、變化規(guī)律進行解答。(2)直角坐標系題的解題要點在于解題時要求學(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、終點、轉(zhuǎn)折點的含義。然后根據(jù)所學(xué)知識分析概念、圖像、數(shù)值三者之間的關(guān)系。1三草酸合鐵酸鉀晶體(K3Fe(C2O4)3xH2O)是一種光敏材料,在110 可完全失去結(jié)晶水。為測定該晶體中鐵的含量和結(jié)晶水的含量,某實驗小組做了如下實驗:(1)鐵含量的測定步驟一:稱量5.00 g三草酸合鐵酸鉀晶體,配制成250 mL溶液。步驟二:取所配溶液25.00 mL于錐形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部被氧化成二氧化碳,同時,MnO被還原成Mn2。向反應(yīng)后的溶液中加入一小匙鋅粉,加熱至黃色剛好消失,過濾,洗滌,將過濾及洗滌所得溶液收集到錐形瓶中,此時,溶液仍呈酸性。步驟三:用0.010 molL1KMnO4溶液滴定步驟二所得溶液至終點,消耗KMnO4溶液20.02 mL,滴定中MnO被還原成Mn2。重復(fù)步驟二、步驟三操作,滴定消耗0.010 molL1 KMnO4溶液19.98 mL。請回答下列問題:配制三草酸合鐵酸鉀溶液的操作步驟依次是稱量、_、轉(zhuǎn)移、洗滌并轉(zhuǎn)移、_、搖勻。步驟二中加入鋅粉的目的是_。寫出步驟三中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:_。實驗測得該晶體中鐵的質(zhì)量分數(shù)為_。(2)結(jié)晶水的測定將坩堝洗凈,烘干至恒重,記錄質(zhì)量;在坩堝中加入研細的三草酸合鐵酸鉀晶體,稱量并記錄質(zhì)量;加熱至110 ,恒溫一段時間,置于空氣中冷卻,稱量并記錄質(zhì)量;計算結(jié)晶水含量。請糾正實驗過程中的兩處錯誤:_;_。答案(1)溶解定容將Fe3還原成Fe2,使Fe2在步驟三中與KMnO4發(fā)生氧化還原反應(yīng)5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O11.2 %(2)將固體置于干燥器中冷卻應(yīng)將兩次加熱后固體質(zhì)量的稱量結(jié)果不超過0.1 g后,再計算結(jié)晶水含量解析(1)配制一定濃度溶液的步驟為稱量、溶解、轉(zhuǎn)移、洗滌、定容、搖勻。從信息中看出,Zn與Fe3發(fā)生反應(yīng):Zn2Fe3=2Fe2Zn2,且生成的Fe2具有還原性,能與MnO發(fā)生氧化還原反應(yīng),而Fe3不能與MnO反應(yīng),無法達到實驗?zāi)康?。Fe2氧化成Fe3,MnO還原成Mn2,且溶液呈酸性,可書寫離子方程式為5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O。KMnO4溶液體積為20.00 mL,則5.00 g樣品中Fe消耗的KMnO4溶液體積為20.00 mL10200.0 mL,根據(jù)關(guān)系式:5Fe2MnO5 mol1 molx0.010 molL10.2 L可得x0.01 mol,則鐵的質(zhì)量分數(shù)為100%11.2%。(2)借用硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量的測定方法,可知其中明顯的兩處錯誤為熱固體須在干燥器中冷卻,以防止固體吸收空氣中的水蒸氣;稱量固體時應(yīng)兩次加熱稱量的固體質(zhì)量不超過0.1 g時,才能確定該晶體已完全失去結(jié)晶水。2某課外活動小組設(shè)計了以下實驗方案驗證Ag與濃HNO3反應(yīng)的過程中可能產(chǎn)生NO。其實驗流程圖如下:(1)測定硝酸的物質(zhì)的量反應(yīng)結(jié)束后,從如圖B裝置中所得100 mL溶液中取出25.00 mL溶液,用0.1 molL1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)測定NO的體積從上圖所示的裝置中,你認為應(yīng)選用_裝置進行Ag與濃硝酸反應(yīng)實驗,選用的理由是_。選用上圖所示儀器組合一套可用來測定生成NO體積的裝置,其合理的連接順序是_(填各導(dǎo)管口編號)。在讀取量筒內(nèi)液體體積之前,應(yīng)進行的操作_。(3)氣體成分分析若實驗測得NO的體積為112.0 mL(已折算到標準狀況),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)0.008 mol0.012 mol(2)A因為A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123547等液體冷卻到室溫,并使集氣瓶和量筒內(nèi)液面相平(3)有因為NO2與水反應(yīng)生成的NO的體積小于收集到的NO的體積(89.6112.0)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20.00 mL,n(HNO3)20.00103 L0.1 molL140.008 mol。n(NO2)30.012 mol。(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。其裝置順序為ABCE,為了減少誤差,在讀取NO體積時,一是要冷卻到室溫;二是量筒內(nèi)液面應(yīng)和集氣瓶內(nèi)液面相平。(3)根據(jù)3NO2H2O=2HNO3NO0012 mol 0.004 molV(NO)0.004 mol22.4 Lmol10.0896 L0.112 L,所以有NO產(chǎn)生。3過氧化氫是重要的氧化劑和還原劑,常用于消毒、殺菌、漂白等。某化學(xué)興趣小組同學(xué)圍繞著過氧化氫開展了調(diào)查研究與實驗。.調(diào)查(1)通過查閱資料,發(fā)現(xiàn)過氧化氫的沸點為152.1 ,而相對分子質(zhì)量相同的硫化氫的沸點為60.4 ,造成兩者沸點差異大的主要原因是_。(2)資料顯示,制備過氧化氫目前最常用的是乙基蒽醌法,其主要過程可以用下圖表示,寫出此過程的總反應(yīng)方程式_。.不穩(wěn)定性實驗研究(3)為了探究溫度、催化劑等外界條件對H2O2的分解速率的影響,某興趣小組同學(xué)設(shè)計了如下三組實驗,部分實驗數(shù)據(jù)已經(jīng)填在下面表中。實驗編號T/H2O2初始濃度/molL1FeCl3初始濃度/molL1201.0501.00500.1實驗、研究溫度對分解速率的影響,則實驗中FeCl3初始濃度應(yīng)為_molL1,實驗,研究催化劑對分解速率的影響,則實驗中H2O2初始濃度應(yīng)為_molL1。三組實驗中分解速率最快的是_(填編號)。.過氧化氫含量的實驗測定興趣小組同學(xué)用0.100 0 molL1酸性高錳酸鉀標準溶液滴定試樣中過氧化氫的含量,反應(yīng)原理為2MnO5H2O26H=2Mn28H2O5O2。(4)滴定到達終點的現(xiàn)象是_。(5)用移液管吸取25.00 mL試樣置于錐形瓶中,重復(fù)滴定四次,每次消耗的KMnO4標準溶液體積如下表所示:第一次第二次第三次第四次體積(mL)17.1018.1018.0017.90計算試樣中過氧化氫的濃度為_molL1。(6)若滴定前尖嘴中有氣泡,滴定后消失,則測定結(jié)果_(填“偏低”、“偏高”或“不變”)。答案(1)過氧化氫分子間可以形成分子間氫鍵,而H2S不能形成氫鍵(2)H2O2H2O2(3)01.0(4)錐形瓶內(nèi)溶液顏色恰好由無色變?yōu)闇\紫色,且30秒內(nèi)溶液不褪色(5)0.180 0(6)偏高解析(1)分子晶體熔沸點影響因素包括范德華力和氫鍵。(2)圖示中參與反應(yīng)的物質(zhì)是H2和O2,產(chǎn)物是H2O2。(3)實驗,研究溫度對分解速率的影響,所以FeCl3初始濃度要保持不變;實驗,研究催化劑對分解速率的影響,則H2O2初始濃度要一致,實驗中溫度高、有催化劑,所以反應(yīng)速率最快。(4)最初滴加時KMnO4和H2O2反應(yīng),溶液為無色,當(dāng)H2O2恰好反應(yīng)完,再滴加KMnO4溶液將顯示KMnO4溶液的顏色,此時達到滴定終點。(5)第一次測量數(shù)據(jù)和其他幾次差別較大,為錯誤數(shù)據(jù),應(yīng)舍掉,故消耗KMnO4溶液的體積為18.00 mL,c(H2O2)18.00 mL1030.100 0 molL15/2(25.00 mL103)0.180 0 molL1。(6)滴定前尖嘴中有氣泡,滴定后消失,氣泡所占體積被KMnO4溶液填充,相當(dāng)于KMnO4溶液有損失,故測定結(jié)果偏高。4某同學(xué)設(shè)計如圖所示裝置分別進行探究實驗(夾持裝置已略去),請回答下列問題:實驗藥品制取氣體量氣管中液體Cu、稀HNO3NOH2ONaOH(s)、濃氨水NH3電石、飽和NaCl溶液C2H2H2O鎂鋁合金、NaOH溶液H2H2O(1)如何檢驗如圖所示裝置的氣密性:_。(2)該同學(xué)認為實驗可通過收集并測量NO氣體的體積來探究銅樣品的純度,你認為是否可行?_(填“可行”或“不可行”),原因是_。(3)實驗燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_,打開開關(guān)K,產(chǎn)生的氣體經(jīng)驗純后點燃,現(xiàn)象是_。(4)實驗中量氣管中的液體最好是_(填字母編號,下同)。a濃NaOH溶液 b氨水c煤油 d飽和氯化銨溶液該實驗剩余的NH3需吸收處理。以下各種尾氣吸收裝置中,適合于吸收NH3,而且能防止倒吸的有_。(5)本實驗應(yīng)對量氣管多次讀數(shù),讀數(shù)時應(yīng)注意:將實驗裝置恢復(fù)到室溫,_。視線與凹液面最低處相平。(6)實驗獲得以下數(shù)據(jù)(所有氣體體積均已換算成標準狀況,忽略滴入液體體積對氣體體積的影響):編號鎂鋁合金質(zhì)量量氣管第一次讀數(shù)量氣管第二次讀數(shù)1.0 g350.0 mL13.7 mL1.0 g350.0 mL25.0 mL1.0 g350.0 mL14.3 mL根據(jù)上述數(shù)據(jù),可計算出鎂鋁合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)為_。答案(1)關(guān)閉分液漏斗的旋塞和開關(guān)K,向量氣管中注入水,使量氣管內(nèi)的水面高于左邊容器內(nèi)的水面,靜置,若水面不發(fā)生變化,則氣密性良好(2)不可行NO會與裝置中的空氣反應(yīng),生成的NO2溶于水,使測得的NO氣體體積不準(3)CaC22H2OCa(OH)2C2H2火焰明亮并伴有濃烈的黑煙(4)cACDF(5)使量氣管與干燥管兩端液面相平(6)27.0%解析(3)電石與水反應(yīng)生成乙炔,乙炔中含碳量較高,燃燒時火焰明亮并伴有濃烈的黑煙。(4)氨氣易溶于水,所以量氣管中的液體應(yīng)不能和氨氣反應(yīng),故應(yīng)選擇煤油。氨氣的密度小于空氣的密度,所以選擇A、C、D、F。(6)根據(jù)三次實驗,可求得第二次讀數(shù)的平均數(shù)為17.7 mL,則生成氣體的體積為332.3 mL,根據(jù)反應(yīng)方程式可計算鋁的質(zhì)量為0.27 g,則鎂鋁合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)為27.0%。5將1.000 g FeC2O42H2O固體樣品放在熱重分析儀中進行熱重分析,測得其熱重分析曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如下圖所示:已知:草酸鹽受熱分解易放出碳的氧化物。500 之前,該熱重分析儀的樣品池處于Ar氣氣氛中,500 時起,樣品池與大氣相通。完成下列填空:(1)300 時是樣品脫水的過程,試確定350 時樣品是否脫水完全_(填“是”或“否”),判斷的理由是_(要求寫出推算過程)。(2)400 時發(fā)生變化的化學(xué)方程式是_。(3)將600 時樣品池中殘留的固體隔絕空氣冷卻至室溫,再向該固體中加入一定量的稀鹽酸剛好完全溶解,用pH試紙測得所得溶液的pH3,其原因是_(用離子方程式回答)。向該溶液中滴加適量NaOH溶液,生成紅褐色沉淀,測得此時溶液中鐵元素的離子濃度為4.01011 molL1,則此時溶液的pH_(已知:KspFe(OH)28.01016,KspFe(OH)34.01038)。(4)將1 500 時樣品池中殘留的固體隔絕空氣冷卻后,用稀鹽酸溶解得一棕黃色溶液。取少量該溶液滴加KSCN,溶液顯血紅色;另取少量該溶液滴加K3Fe(CN)6(鐵氰化鉀)溶液,產(chǎn)生特征藍色沉淀。試寫出圖中1 400 時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_,產(chǎn)生特征藍色沉淀的離子反應(yīng)方程式_。答案(1)是推算過程:FeC2O42H2OFeC2O4(2n)H2OnH2O180 18n1000 g(1.0000.800) g所以n2(其他合理計算方式也可)(2)FeC2O4FeOCOCO2(3)Fe33H2OFe(OH)33H5(4)6Fe2O34Fe3O4O23Fe22Fe(CN)63=Fe3Fe(CN)62- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 2019-2020年高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第十章 第3講 定量實驗分析型實驗題 新人教版 2019 2020 年高 化學(xué) 一輪 復(fù)習(xí) 第十 定量 實驗 分析 新人
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