一题复习法在定量实验复习中的妙用.doc

一题复习法在定量实验复习中的妙用江合佩（厦门市教科院 福建厦门 361004）在化学复习中，很多学生陷入题海，做了不少习题，但收效甚微，题中化学情境稍有变化，便不知所云。如何克服题海战术带来的弊端，发展学生的学习能力，一题复习法无疑是个非常行之有效的做法。近年来定量实验逐渐成为高考考查的热点，因此如何通过一题来整合相关定量实验问题，是本文主要探讨的核心问题。例题（改编）为测定某碳酸氢钠样品纯度(含有少量氯化钠)，小组同学提出下列实验方案：甲方案：沉淀法乙方案：重量法丙方案：气体体积法丁方案：滴定法(已知：每个方案均称取m1 g样品) 继而进行下列判断和实验：(1) 甲方案用下图装置进行实验：实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有_。C中反应生成BaCO3的化学方程式是_。下列各项措施中，不能提高测定准确度的是_（填标号）。a.在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体b.滴加盐酸不宜过快c.在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置d. 在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置(2) 乙方案用下图装置进行实验：A装置中NaOH溶液的作用是_，若直接向试样溶液中鼓入空气会导致实验测定结果_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。该方案需直接测定的物理量是_。(3) 丙方案用如右图装置进行实验： 为了减小实验误差，量气管中加入的液体X为_溶液。使Y形管中的硫酸溶液与试样反应的正确操作是将 转移到 中。反应完毕，每间隔1分钟读取气体体积、气体体积逐渐减小，直至不变。气体体积逐次减小的原因是 （排除仪器和实验操作的影响因素）。通过实验，测得该试样中碳酸氢钠质量分数偏低，产生这种现象的原因可能是_。a测定气体体积时未冷却至室温b测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面cY型管中留有反应生成的气体d气体进入量气管前未用浓硫酸干燥(4) 丁方案为：称取m1 g样品，配成100 mL溶液，取出20 mL，用c molL1的标准HCl溶液滴定至终点，平行测定三次，有关实验数据记录如下表，则该试样中碳酸氢钠质量分数的计算式为_。实验编号待测液体积(mL)标准液体积(mL)滴定前读数终点时读数120.000.0030.02220.000.2033.80320.001.4031.38解析：本题以测定碳酸氢钠固体样品的纯度作为试题背景，整合了近年来高考试题中关于定量实验问题的，考查了沉淀法、重量法、气体法、滴定法。主要考查的知识点主要有实验装置设计与评价、反应原理、误差分析、实验基本操作、定量计算。全面考查了学生对定量实验设计与计算涉及到的方方面面，对学生实验素养及能力的要求较高。(1) 实验过程中需持续缓缓通入空气，把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收。CO2Ba(OH)2BaCO3H2O，基础简单的方程式书写。在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体，会影响测量，滴加盐酸不宜过快，保证生成的CO2完全被吸收。在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，因为整个装置中不需要干燥，有水份不会影响CO2吸收。在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置，C瓶中是足量Ba(OH)2，可以吸收CO2中的HCl，而不影响CO2吸收，所以不需要除去CO2中的HCl，选cd。 (2) 本题是通过碳酸氢钠与硫酸反应生成二氧化碳，再用碱石灰吸收二氧化碳，通过二氧化碳的质量求碳酸氢钠的质量分数，故应排除空气中二氧化碳的干扰，若不吸收空气中的二氧化碳会导致测定结果偏高。需要直接测定的物理量是装置C反应前后的质量，其质量差即为二氧化碳的质量。(3) 二氧化碳能溶于水，用饱和碳酸氢钠溶液可以降低二氧化碳的溶解度，减小实验误差。使试样进入硫酸中让其发生反应。这样硫酸就可以充分反应，如果反过来，硫酸不可能全部转移到左边。反应完毕时，相同时间内则气体体积减少，又排除了其它影响因素，只能从气体本身角度思考，联想到该反应是放热的，就可能想到气体未冷却了。a项会使测定结果偏高；b项气体压强大于大气压，会使测定的体积偏小，导致碳酸氢钠的测定结果偏低；c项，原Y形管内有空气，后留有反应产生的气体不影响实验结果；本题是用排水集气法测定气体体积，不需要干燥，d项无影响。(4)根据化学方程式：NaHCO3HCl=NaClCO2H2O，可知反应消耗的盐酸与碳酸氢钠的物质的量相等。在滴定实验中，为了提高实验的准确度和可靠度，消除实验过程中的偶然误差，往往需进行平行实验，对平行实验所得的数据，必须进行合理的取舍，舍弃离群值，在去掉了离群值后，其他比较集中的数据在中学阶段一般用算术平均值的方法来对其进行统计。分析可知数据2为离群值，舍去。数据1和3的平均值为30.00 mL，因此碳酸氢钠的质量分数为w(NaHCO3)100%。答案：(1) 把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收CO2Ba(OH)2BaCO3H2Ocd (2) 吸收空气中的CO2偏高装置C反应前后的质量(3) 饱和NaHCO3试样 硫酸气体未冷却b(4)100%点评：定量实验是为了深入了解物质和自然现象的量的特征，揭露各因素之间的数量关系，从而确定某些因素的数值。它能够具体的从量上来测定对象所具有的某种性质或者他们的数量关系。它得到的结果是一定质和量之间的准确函数关系。因此所有影响此函数关系准确的因素都视为干扰因素，设计实验就是确定了具体某一方案后，排除此方案中所有干扰因素，干扰因素全部排除，此方案具体的实施程序就清晰且明确了。【强化训练反馈】某校化学小组的同学开展测定Na2CO3和NaCl的固体混合物中Na2CO3质量分数的探究实验，他们提出下列实验方案：【方案一】气体分析法（1）甲同学用如图1所示装置。把xg混合物与足量稀硫酸混合反应后，测定产生的CO2气体的体积。其中仪器A的名称是_，检查该装置的气密性时，某同学先关闭A中的旋塞，然后将注射器活塞拉出一定距离，松开活塞，活塞不能回到原位。则说明该装置的气密性_（填“不好”或“良好”）。（2）乙同学用图2代替图1中收集装置，则所测CO2气体的体积（导管中液体体积忽略不计）_（填“偏大”“偏小”或“不变”），你的改进方案是_。（3）丙同学用图3装置测定CO2的质量，该装置导致实验结果偏小的可能原因是_。 A装置内残留的CO2气体不能全部排出 B产生的CO2气体中可能混有氯化氢气体，同时被碱石灰吸收 C产生的CO2气体中混有水蒸气，同时被碱石灰吸收 D球形干燥管与空气相通，也会吸收空气中的CO2和H2O【方案二】沉淀分析法（如下图所示）（4）操作1的名称是_；操作2的名称是_。在进行操作1前，应判断是否沉淀完全，判断的方法是_。（5）根据沉淀分析法，该固体混合物中Na2CO3质量分数的计算式为_。【方案三】盐酸滴定法（6）可用已知浓度盐酸滴加到一定质量的混合物，根据消耗盐酸溶液体积来测定碳酸钠的含量。在实验过程中判断反应所滴加的稀盐酸恰好与碳酸钠反应的方法是_。（7）某同学通过实验测定了一些数据，称取Na2CO3和NaCl的固体混合物10g，加入足量稀盐酸后，蒸发干燥得到固体，称量为10.55g，则Na2CO3的质量分数为_。附：【强化训练反馈】参考答案（1）分液漏斗，不好（2）偏小，将广口瓶中的水改为饱和NaHCO3溶液（或在水面上覆盖一层植物油等）（3）A（4）过滤沉淀；干燥称量。静置，取少量上层清