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1、化学 课标版,第32讲 定量型实验和探究型实验,考点一 定量型实验试题分析 题型一 沉淀法 基本思路:将某种成分转化为沉淀 提纯、干燥沉淀并称量沉淀质 量 相关计算。 典例1 海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究 海洋碳循环的基础。测量溶解无机碳,可采用如下方法: (1)气提、吸收CO2。用N2从酸化后的海水中吹出CO2并用碱液吸收(装 置示意图如下)。将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。,(2)计算。将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3,再与足量的石灰水充 分反应,所得沉淀经洗涤、干燥后称量,质量为x g,海水中溶解无机碳的 浓度= mol/L。,(1) (2),答
2、案,解析 (1)注意酸化试剂要用稀硫酸,一定不能用盐酸,否则HCl会挥发 出来影响后续的实验。通N2的导管需长进短出,用分液漏斗滴加稀硫 酸。 (2)该转化过程的关系式为 CO2HC CaCO3 1 1 n(CO2) mol 解得n(CO2)= mol,所以c(CO2)= mol/L。,题型二 气体体积法 基本思路:对于产生气体的反应,可以通过测定气体体积的方法计 算样品纯度。量气装置的设计如图所示,其中A是常规的量气装置,B、 C是改进后的量气装置。,若所取产品质量是m g,测得气体体积为V mL(已换算成标准状况),则产 品中CaO2的质量分数为 (用字母表示)。 过氧化钙的含量也可用重量
3、法测定,需要测定的物理量有 。,典例2 已知CaO2在350 迅速分解生成CaO和O2。下图是实验室测定 产品中CaO2含量的装置(夹持装置省略)。,答案 100% 样品质量、完全分解后剩余固体的质量(合理即 可),解析 根据题给信息可得,2CaO2O2,(CaO2)= 100%= 100%。如果用重量法测定,需要测定的物理量有样品质量、完 全分解后剩余固体的质量。,题型三 气体质量法 基本思路:将生成的气体通入足量的气体吸收剂中,通过称量实验 前后吸收剂的质量,求得所吸收气体的质量,然后进行相关计算。 典例3 甲醛和新制氢氧化铜的反应显示了甲醛的还原性,发生反应的 化学方程式通常表示为HCH
4、O+2Cu(OH)2 HCOOH+Cu2O+2H2O。若向足量新制氢氧化铜中加入4.00 mL甲醛水溶液,充分反应。请回答下列问题:,(1)设计一个简单实验验证甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐。 主要仪器:试管、酒精灯。 可供选用的试剂:硫酸铜溶液、甲醛、甲酸、氢氧化钠溶液。 。 (2)在上述甲醛与足量新制氢氧化铜反应后的溶液中加入足量稀硫酸, 将产生的气体通入测碳装置中(如图所示),采用重量法测定CO2吸收瓶 增重1.76 g,则甲醛水溶液的浓度为 mol/L。,答案 (1)向氢氧化钠溶液中滴入硫酸铜溶液,振荡,制成氢氧化铜悬浊 液,然后加入甲酸,加热至沸。如果出现砖红色沉淀,表明甲酸或甲酸盐
5、 会继续与氢氧化铜反应,甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐 (2)10,解析 (1)由于甲酸或甲酸盐中还含有醛基,可以与新制氢氧化铜发生 反应生成砖红色沉淀,要验证甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐,可设 计实验:先取硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液配成氢氧化铜悬浊液,然后加 入甲酸,加热至沸,发现有砖红色沉淀生成,证明甲酸或甲酸盐可继续与 氢氧化铜反应,所以甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐。 (2)根据碳原子守恒可知HCHOCO2,而生成CO2的物质的量为 =0.04 mol,所以甲醛的物质的量为0.04 mol,甲醛水溶液的浓度为 =10 mol/L。,题型四 滴定法 基本思路:利用滴定操作原理,通过酸碱中
6、和滴定、沉淀滴定和氧 化还原反应滴定等获得相应数据,再进行相关计算。 典例4 (2015课标,28,节选)用如图装置可以测定混合气中ClO2的含 量: .在锥形瓶中加入足量的碘化钾,用50 mL水溶解后,再加入3 mL稀硫酸; .在玻璃液封装置中加入水,使液面没过玻璃液封管的管口; .将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收; .将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中;,.用0.100 0 molL-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2+2S2 2I-+S4 ),指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶 液。在此过程中: (1)锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为 。 (2)玻璃液
7、封装置的作用是 。 (3)中加入的指示剂通常为 ,滴定至终点的现象是 。 (4)测得混合气中ClO2的质量为 g。,答案 (1)2ClO2+10I-+8H+ 5I2+4H2O+2Cl- (2)吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出) (3)淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色,且半分钟内溶液颜色不再改变 (4)0.027 00,解析 (1)ClO2具有强氧化性,在酸性条件下可将I-氧化为I2,自身被还原 为Cl-,据此可写出有关的离子方程式。 (2)向锥形瓶中通入混合气时,会有少量ClO2从溶液中逸出,生成的碘也 会逸出,通过玻璃液封装置可将逸出的ClO2和碘吸收,再将吸收液倒入 锥形瓶中,保证了测定结
8、果的准确性,减小了实验误差。 (3)滴定含I2的溶液时一般使用淀粉溶液作指示剂。 (4)由2ClO25I210S2 可知,n(ClO2)=0.2n(S2 )=0.20.100 0 molL-1 0.020 00 L=4.00010-4 mol,m(ClO2)=4.00010-4 mol67.5 gmol-1= 0.027 00 g。,考点二 探究型实验试题分析 题型一 物质性质的实验探究 典例1 (2016课标,26,14分)氮的氧化物(NOx)是大气污染物之一,工业 上在一定温度和催化剂条件下用NH3将NOx还原生成N2。某同学在实 验室中对NH3与NO2反应进行了探究。回答下列问题:,(1
9、)氨气的制备,氨气的发生装置可以选择上图中的 ,反应的化学方程式为 。 欲收集一瓶干燥的氨气,选择上图中的装置,其连接顺序为:发生装置 (按气流方向,用小写字母表示)。 (2)氨气与二氧化氮的反应 将上述收集到的NH3充入注射器X中,硬质玻璃管Y中加入少量催化剂, 充入NO2(两端用夹子K1、K2夹好)。在一定温度下按图示装置进行实 验。,答案 (1)A 2NH4Cl+Ca(OH)2 2NH3+CaCl2+2H2O(或B NH3 H2O NH3+H2O) dcfei (2)红棕色气体慢慢变浅 8NH3+6NO2 7N2+12H2O Z 中NaOH溶液产生倒吸现象 反应后气体分子数减少,Y管中压
10、强小 于外压,解析 (1)制备氨气,可用Ca(OH)2(s)和NH4Cl(s)混合加热,可选用装置 A;也可采用加热浓氨水的方法,此时可选用装置B。欲得到干燥的氨 气,首先要干燥(干燥管要大口进,小口出),其次要收集(氨气密度比空气 小,要用向下排空气法),最后为尾气处理(因氨气极易溶于水,要用防倒 吸的F装置)。 (2)NH3和NO2在催化剂、一定温度下可发生反应,故Y管中红棕色气体 慢慢变浅;由化学方程式8NH3+6NO2 7N2+12H2O可以得出,反应 后气体分子数减少,压强减小,故打开K2后,Z中NaOH溶液会产生倒吸现 象。,题型二 物质组成的实验探究 典例2 某研究小组为了探究一
11、种无机矿物质X(仅含四种元素)的组成 和性质,设计并完成了如下实验: 实验一:定性测定。用图1装置测定矿物X中的元素。 图1,图2 (1)加热一段时间后观察到现象:CuSO4固体由白色变为蓝色,澄清石灰 水变浑浊,说明X分解生成了 和 。 (2)取分解后的固体少量,加入稀盐酸后固体溶解得到蓝色溶液。根据 以上事实证明X中的四种元素分别是 。 实验二:定量测定。通过图2所示装置的连接,进行定量分析来测定其组 成。,(3)实验开始时要通入过量的氮气,其作用是 。 (4)各装置的接口顺序是:a g d。 (5)装置C放在最后的作用是 。 (6)实验过程中称取矿物X的质量为11.1 g,反应结束后装置
12、B质量增加 了2.2 g,装置E增重0.9 g,则矿物X的化学式为 。,答案 (1)H2O CO2 (2)Cu、H、C、O (3)排尽装置中的CO2和水蒸气 (4)f h i b c (5)防止空气中的CO2和水蒸气进入,影响测定结果 (6)Cu2(OH)2CO3,解析 (1)无水硫酸铜变蓝,说明有水生成;澄清石灰水变浑浊,说明有二 氧化碳生成,即X分解生成了CO2和H2O。(2)由(1)分析可知X分解生成 二氧化碳和水,即X中含有C、H、O元素;取分解后的固体少量,加入稀 盐酸后固体溶解得到蓝色溶液,说明X中还含有Cu元素,所以X的元素组 成为Cu、H、C、O。(3)装置中有空气,其中的二氧
13、化碳和水蒸气对实 验有干扰,所以实验开始时要通入过量的氮气,排尽装置中的CO2和水蒸 气。(4)由分析可知装置的连接顺序为:afghibcd。(5)空 气中的二氧化碳和水蒸气进入B中会使测得的二氧化碳的质量偏大,所 以B装置后面连接一个盛有碱石灰的干燥管C,防止空气中的CO2和水蒸 气进入影响测定结果。(6)反应结束后装置B质量增加了2.2 g,即生成的 二氧化碳为2.2 g,则n(CO2)=n(C)= =0.05 mol;装置E增重0.9 g,即,生成水为0.9 g,则n(H)=2n(H2O)= 2=0.1 mol。由定性分析的结 论推知X可能为碱式碳酸铜,则分解后的固体为CuO,CuO的质量为11.1 g-2.2 g-0.9 g=8.0 g,n(CuO)= = 0.1 mol,样品中O元素的物质的量:n(O)=0.05 mol2+0.05 mol+0.1 mol= 0.25 mol,则样品中N(Cu)N(H)N(C)N(O)=0.1 mol0.1 mol0.05 mol0.25 mol=2215,X的化学式为Cu2(OH)2CO3。,