高考化学一轮复习 培优计划 第三章 金属及化合物 二 深化点——活用方法测定混合物的组成含量练习.doc

二、深化点活用方法，测定混合物的组成含量加热法差量法两种物质组成的固体混合物，若一种物质热稳定性好，另一种物质具有热不稳定性，可通过给固体物质加热使热稳定性差的物质完全分解(即加热至恒重)，利用差量法计算出混合物中热稳定性差的物质的质量，从而确定混合物中各成分的百分含量。示例1m g na2co3和nahco3组成的混合物，将其加热至恒重后测得质量为n g，则混合物中na2co3的质量分数为_。分析设m g na2co3、nahco3混合物中含x g nahco3。2nahco3na2co3h2oco2固体质量减少m16862x(mn)16862x(mn)，解得x(mn)g混合物中na2co3的质量为m(mn)na2co3的质量分数为100%。答案%气体法“气体法”测定二元混合物的百分含量，常将其中的某一种转化为气体，再测定气体的体积或质量，从而得出结论。气体法又分测气体体积和测气体质量两种方法。1体积法测定原理测气体体积，一般采用排水量气法。要点是：先恢复到室温，再调节液面，然后规范读数(视线与凹液面水平)。所得体积要依据实验时的温度和压强，转化成标准状况后，再计算适用范围一般将主要物质转化为气体(杂质量少，误差相对较大)，且产生的气体不能溶解于装置的溶液中(如测量co2气体，应用排饱和nahco3溶液)注意事项如果气体排出的溶液是水溶液，可以不干燥；生成的气体不一定完全排出(生成的气体会排出等体积的其他气体，测定的体积不会改变)2质量法(1)实验原理：将生成的气体用物质吸收(如吸收co2可用碱石灰)，再测定其质量。(2)实验要点：将生成的气体完全吸收。要用“惰性气体”将生成的气体都鼓入到吸收装置中，并用“质量差值法”检验是否吸收完全。(3)注意事项：不能吸收其他物质。一是防止后面空气中的某些成分被吸收；二是和被吸收气体一起过来的气体不能含有其他能被吸收的气体。示例2将m g na2co3和nacl的混合物与足量的稀h2so4反应，准确测量产生气体的体积，折算成标准状况下为v l，则混合物中na2co3的质量分数为_。分析na2co3h2so4=na2so4h2oco2n(na2co3)n(co2) mol，m(na2co3) mol106 gmol1 g，na2co3的质量分数为100%100%。答案100%沉淀法测定二元混合物的百分含量常将其中的某一种转化为沉淀，再依据沉淀质量测定。1操作步骤：溶解沉淀过滤洗涤干燥称量。2沉淀剂选择的原则(1)尽可能选择能与原混合物中含量较多的那种物质产生沉淀的沉淀剂。如ba(no3)2样品中含有少量nacl，测定ba(no3)2的百分含量，选用na2so4比agno3好。(2)选取的沉淀剂尽可能只和样品中的一种物质产生沉淀。(3)生成的沉淀难溶，不是微溶。如cacl2中含有少量的nacl，测定cacl2的百分含量，选用na2co3比na2so4好，原因是caco3难溶而caso4微溶，选用na2so4时，ca2沉淀不彻底，误差大。(4)所产生的沉淀不能是絮状(或胶状)沉淀，因为絮状(或胶状)沉淀不易过滤。如al(oh)3、h2sio3、cu(oh)2、fe(oh)2等均为絮状沉淀。(5)加入的沉淀剂必须过量，保证要沉淀的离子完全沉淀。(6)沉淀稳定，受热、见光不易分解。示例3na2so3暴露在空气中易氧化变质，准确称量m g样品(只含na2so3和na2so4)，加水溶解，加入过量盐酸酸化的bacl2溶液，经过滤、洗涤、干燥后称重为n g，则样品中na2so3的质量分数为_。分析soba2=baso4，baso3溶于盐酸则n(na2so4)n(baso4) mol，m(na2so4) mol142 gmol1 g，样品中na2so4的质量分数为100%100%，na2so3的质量分数为1100%100%。答案100%滴定法双指示剂法使用双指示剂测定混合碱的含量，是根据两次滴定所消耗盐酸的体积计算混合物中碱的组分与含量。这里的混合碱是na2co3与naoh或na2co3与nahco3的混合物；双指示剂分别是酚酞和甲基橙。实验时可在同一份溶液中用盐酸标准溶液作滴定剂进行连续滴定，根据两个终点所消耗盐酸标准溶液的体积，计算混合碱中各组分的含量。1滴定原理(1)在混合碱(naoh、na2co3)溶液中加入酚酞指示剂，用盐酸标准溶液滴定至溶液呈微红色，至此，溶液中的naoh完全被中和，na2co3也被滴定成nahco3，这是第一个化学计量点，ph8.31。反应方程式如下：naohhcl=naclh2o，na2co3hcl=nahco3nacl。滴定消耗标准溶液体积为v1ml，此时，再加入甲基橙作指示剂，继续用盐酸标准溶液滴定至溶液由黄色变为橙色，即为终点，此时，nahco3被滴定成h2co3，这是第二个化学计量点，ph3.88。反应方程式如下：nahco3hcl=naclh2oco2此时消耗盐酸标准溶液的体积为v2 ml。(2)根据v1和v2判断混合碱的组成：标准盐酸体积范围v10v20v10v20v1v20v2v10v1v20试样成分nahco3naohna2co3na2co3、nahco3na2co3、naoh2滴定曲线(以盐酸滴定na2co3、naoh混合物为例)3数据处理(混合物的质量为m g)(1)当v1v20时，溶液为naoh和na2co3的混合溶液，naoh和na2co3的含量可由下式计算：w(naoh)100%，w(na2co3)100%。(2)当v1v20，则试样的成分为na2co3和naoh,20.00 ml试样中，n(na2co3)cv20.100 0 moll15.00103 l5.00104 mol，n(naoh)c(v1v2)0.100 0 moll130.00103 l3.00103mol，原试样中naoh和na2co3的质量分数分别为w(naoh)100%50.00%，w(na2co3)100%22.08%。答案naoh：50.00%na2co3：22.08%专项增分集训 1为精确测定工业纯碱中na2co3的质量分数(含有少量nacl)，准确称量w0 g样品进行实验，下列实验方法所对应的实验方案和测量数据合理的是()选项实验方法实验方案测量数据a滴定法将样品配成100 ml溶液，取10 ml，加入酚酞，用标准盐酸滴定消耗盐酸的体积b量气法将样品与盐酸反应，生成的气体全部被碱石灰吸收碱石灰增重c重量法样品放入烧瓶中，置于电子天平上，加入足量盐酸减轻的质量d量气法将样品与盐酸反应，气体通过排水量气装置量气排水体积解析：选a测量碱石灰增重的方法是重量法而不是量气法，b错误；c项样品中加入足量盐酸，烧瓶内物质的质量增加而不是减轻，c错误；d项中因部分co2能溶解到水里，且与水反应生成h2co3，故排出水的体积并不是co2的体积，d错误；用酚酞作指示剂时，na2co3与盐酸发生反应：na2co3hcl=naclnahco3，依据消耗盐酸的量可以计算出样品中na2co3的量，进而确定样品中na2co3的质量分数，a正确。2某化学小组为测定下列各混合物中铝的质量分数，设计了如下实验方案：已知质量的铜铝混合物充分反应测定生成气体的体积已知质量的铜铝混合物充分反应测定剩余固体的质量已知质量的铜铝混合物充分反应测定所得固体的质量已知质量的铁铝混合物充分反应测定生成气体的体积以上方案可行的是()abc d解析：选a铜铝混合物中只有铝和盐酸或氢氧化钠溶液反应，、可行；、实验均可以反应，利用一元二次方程求得铝的质量，进而求出铝的质量分数，、可行，故答案选a。 3下列实验方案中，不能测定na2co3和nahco3混合物中na2co3质量分数的是()a取a g混合物充分加热，减重b gb取a g混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b g固体c取a g混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b gd取a g混合物与足量ba(oh)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b g固体 解析：选ca项，采用差量法，减少的质量为nahco3分解生成的co2和h2o的质量，由此可求出nahco3的质量，进而求出na2co3的质量分数；b项，b g固体为生成nacl的质量，根据钠原子守恒和混合物总质量可列式计算出na2co3的质量，进而求出na2co3的质量分数；c项，碱石灰增加的质量为盐与酸反应生成的co2和h2o的质量及溶液中挥发出来的水蒸气的质量，因此不能通过数据准确计算出na2co3的质量分数；d项，沉淀的质量即为baco3的质量，根据baco3的质量和混合物总质量可以列式求出na2co3的质量，进而求出na2co3的质量分数。4将100 g na2co3和nahco3的混合物用酒精灯加热至质量不再变化时，固体质量减少到75.2 g。此混合物中na2co3的质量分数是()a75.2% b67.2%c41.7% d32.8%解析：选d加热至质量不再变化时，nahco3完全分解，设nahco3的质量为x，2nahco3na2co3co2h2om168 106 62x (10075.2)g，解得x67.2 g，此混合物中na2co3的质量分数是100%32.8%。5有一混合液可能由naoh、nahco3、na2co3中的一种或两种组成。现取等体积的两份上述溶液分别以酚酞和甲基橙为指示剂，用同样浓度的盐酸进行滴定，当达到滴定终点时，消耗盐酸的体积分别为v1 ml和v2 ml，如v1v20，v22v1，不符合题意；b项，酚酞作指示剂，na2co3nahco3，消耗盐酸v1，甲基橙作指示剂，na2co3nahco3nacl，消耗盐酸v2，v22v1，不符合题意；c项，酚酞作指示剂，只使na2co3nahco3，消耗盐酸v1，甲基橙作指示剂，先使na2co3nahco3，生成的nahco3和原来的nahco3nacl，共消耗盐酸v2，显然v22v1，不符合题意；d项，酚酞作指示剂，naohnacl，na2co3nahco3，共消耗盐酸v1，甲基橙作指示剂，naohnacl，na2co3nahco3nacl，共消耗盐酸v2，则v1v2b)，则样品中n(naoh)n(na2co3)_。解析：(1)久置的naoh溶液中含有co，是因为溶液吸收了空气中的co2生成了na2co3，离子方程式为2ohco2=coh2o。(2)若naoh溶液已经变质，与bacl2溶液反应会产生白色沉淀；若naoh溶液是部分变质，则溶液中既有naoh又有na2co3，可以分别检验co和oh，方法是取少量溶液，先加入足量的bacl2溶液，使co完全转化为baco3沉淀，证明有co，同时也排除了因co水解使溶液呈碱性的可能，再向上层清液中加入酚酞溶液，若溶液变红色，则表明还有naoh，由上述两种现象，即可证明naoh是部分变质。(3)确定有无nahco3生成，就是检验hco，先排除co的干扰，方法是先向溶液中加入足量的bacl2溶液，把co转化为baco3沉淀，过滤除去沉淀，再加入足量的ba(oh)2溶液，若无沉淀生成，说明没有nahco3生成，因为nahco3会和ba(oh)2反应，离子方程式为ba2ohhco=baco3h2o。(4)同学丙使用的是双指示剂滴定法测定该固体naoh的变质程度。双指示剂滴定的原理是将滴定过程分成两个阶段，先向待测液中加入酚酞作指示剂，用标准盐酸滴定，当溶液由红色变为无色且半分钟之内不变色时，naoh转化为nacl，na2co3转化为nahco3，然后加入几滴甲基橙作指示剂，继续滴定，当溶液由黄色变成橙色且半分钟内不变色时，nahco3转化为nacl。这个过程可认为共发生了3个反应，而且每个反应中两种反应物的物质的量之比都是11。根据两个阶段消耗的标准盐酸的体积可以计算出固体中naoh和na2co3的物质的量之比。取用naoh溶液的过程中涉及到排气泡的操作，碱性溶液是装在碱式滴定管中的，为了把气泡顺利赶出，通常要把橡皮管向上弯曲，所以其操作方式可用图中的c表示。由ab可确定样品中有na