高考化学一轮复习 第10章 化学实验 第2讲 定量型实验和探究型实验课件.ppt

第2讲定量型实验和探究型实验 最新考纲 1 了解控制实验条件的方法 2 分析或处理实验数据 得出合理结论 考点一定量型实验 1 教材中三个定量实验基础 1 一定物质的量浓度溶液的配制 2 中和热测定 3 酸碱中和滴定 2 数据的测定方法 1 沉淀法 先将某种成分转化为沉淀 然后称量纯净 干燥的沉淀的质量 再进行相关计算 2 测气体体积法 对于产生气体的反应 可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度 量气装置的设计 下列装置中 a是常规的量气装置 b c d是改进后的装置 3 测气体质量法 将生成的气体通入足量的吸收剂中 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 4 滴定法 即利用滴定操作原理 通过酸碱中和滴定 沉淀滴定和氧化还原反应滴定等获得相应数据后再进行相关计算 3 实验数据统计与整理的一般方法 1 数据的表格化 根据实验原理确定应记录的项目 所测的物理量 应注意数据的有效数字及单位和必要的注释 设计的表格要便于数据的查找 比较 便于数据的计算和进一步处理 便于反映数据间的联系 2 数据的图象化 图象化是用直线图或曲线图对化学实验结果加以处理的一种简明化形式 它适用于一个量的变化引起另一个量的变化的情况 图象化的最大特点是鲜明 直观 简单 明了 典例1 化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究 查得资料 该牙膏摩擦剂由碳酸钙 氢氧化铝组成 牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生 摩擦剂中氢氧化铝的定性检验 取适量牙膏样品 加水充分搅拌 过滤 1 往滤渣中加入过量naoh溶液 过滤 氢氧化铝与naoh溶液反应的离子方程式是 2 往 1 所得滤液中先通入过量二氧化碳 再加入过量稀盐酸 观察到的现象是 牙膏样品中碳酸钙的定量测定 利用下图所示装置 图中夹持仪器略去 进行实验 充分反应后 测定c中生成的baco3沉淀质量 以确定碳酸钙的质量分数 依据实验过程回答下列问题 3 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 4 c中反应生成baco3的化学方程式是 5 下列各项措施中 不能提高测定准确度的是 填字母 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a b之间增添盛有浓硫酸的洗气装置d 在b c之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置 6 实验中准确称取8 00g样品三份 进行三次测定 测得baco3平均质量为3 94g 则样品中碳酸钙的质量分数为 7 有人认为不必测定c中生成的baco3质量 只要测定装置c在吸收co2前后的质量差 一样可以确定碳酸钙的质量分数 实验证明按此方法测定的结果明显偏高 原因是 题组一测定物质组成的定量实验1 2015 石家庄联考 利用y形管与其他仪器组合可以进行许多实验 固定装置略 分析并回答下列问题 1 实验目的 探究co2与澄清石灰水的反应 装置b中盛放的试剂为 有同学认为该实验可以拆除装置d 你是否同意该观点 填 是 或 否 原因是 2 实验目的 探究so2与bacl2反应产生沉淀的条件 将二氧化硫通入氯化钡溶液中并不产生沉淀 而通入另一种气体后可以产生白色沉淀 则图示右侧y形管中应放置的药品是 必要时可以加热 该沉淀的化学式为 3 实验目的 锌铁合金中铁含量的测定 读取量气管中数据时 若发现水准管中的液面低于量气管中的液面 应采取的措施是 若称得锌铁合金的质量为0 117g 量气管中初读数为1 00ml 末读数为45 80ml 则合金中铁的含量为 保留2位小数 气体体积已折算成标准状况 解析 1 该法中得到的co2中混有hcl hcl可与石灰水反应 需要除去 b中为饱和碳酸氢钠溶液 2 要产生沉淀 主要从3个方面考虑 通入h2s 通入nh3 加入氧化剂 通入h2s产生的s沉淀不是白色 只能从 两个方面考虑 3 读数时需注意水准管中的液面与量气管中的液面应该相平 因此应该升高水准管位置 生成气体的体积为45 80ml 1 00ml 44 80ml 其物质 的量为44 80 10 3l 22 4l mol 2 10 3mol 则锌 铁的总物质的量为2 10 3mol 进而根据锌铁合金的质量为0 117g计算出铁的含量约为69 14 答案 1 饱和碳酸氢钠溶液 是co2是一种无毒气体 不需要进行尾气处理 2 浓氨水碱石灰 其他合理答案也可 baso3 或baso4 3 抬高 或移动 水准管位置 使水准管 量气管内液面相平 69 14 某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验 步骤 称取样品1 500g 步骤 将样品溶解后 完全转移到250ml容量瓶中 定容 充分摇匀 步骤 移取25 00ml样品溶液于250ml锥形瓶中 加入10ml20 的中性甲醛溶液 摇匀 静置5min后 加入1 2滴酚酞试液 用naoh标准溶液滴定至终点 按上述操作方法再重复2次 1 根据步骤 填空 碱式滴定管用蒸馏水洗涤后 直接加入naoh标准溶液进行滴定 则测得样品中氮的质量分数 填 偏高 偏低 或 无影响 锥形瓶用蒸馏水洗涤后 水未倒尽 则滴定时用去naoh标准溶液的体积 填 偏大 偏小 或 无影响 滴定时边滴边摇动锥形瓶 眼睛应观察 填字母 a 滴定管内液面的变化b 锥形瓶内溶液颜色的变化 滴定达到终点时 酚酞指示剂由 色变成 色 2 滴定结果如表所示 若naoh标准溶液的浓度为0 1010mol l 则该样品中氮的质量分数为 归纳提升 检测物质组成实验的流程设计方法一 取少量固体试样 溶于水配成溶液 检测溶液中存在的阴 阳离子 得出实验结论方法二 取少量固体试样 在氧气流等气氛中反应 检测所产生的物质 如气体 得出实验结论方法三 取少量试样 加酸 或碱 溶液使其气化 检测气体的成分 得出实验结论 需要注意的是 在离子检测 气化后的成分检测的过程中 要严格掌握离子检测 气体成分检测的先后顺序 防止各成分检验过程中的相互干扰 题组二实验数据的分析与处理3 某研究性学习小组为探究cu oh 2受热分解的产物及产物的性质 设计如下实验 1 取0 98gcu oh 2固体进行加热 固体质量随温度变化的曲线如图 所示 产物a b的化学式分别为 和 2 将少量产物b加入足量稀硫酸中 得到蓝色溶液 同时观察到容器中还有红色固体存在 该反应的离子方程式为 3 为证明产物a在加热时能与nh3反应 某同学设计了如图 夹持装置未画出 所示的实验装置 简述检查该装置气密性的方法 实验过程中观察到两个明显的现象 硬质玻璃管中固体由黑色变为红色 装置乙中固体由白色变为蓝色 能证明产物a与nh3发生反应的实验现象是 填字母 a 只有 可以b 只有 可以c 或 都可以 解析 1 由题意知a是cuo n cuo 0 80g 80g mol 1 0 01mol 由a到b失去氧原子的物质的量为 0 80g 0 72g 16g mol 1 0 005mol 0 72gb中含有0 01molcu和0 005molo cu和o的物质的量之比为2 1 所以b的化学式为cu2o 2 根据现象可知该反应生成了cu2 和cu 故该反应的离子方程式为cu2o 2h cu2 cu h2o 3 由图 知cuo受热分解可生成红色的cu2o 所以 现象 不能说明cuo在加热时能与nh3反应 现象 说明有水生成 从而说明加热时cuo能与nh3反应 故b正确 答案 1 cuocu2o 2 cu2o 2h cu2 cu h2o 3 关闭分液漏斗的活塞 将导管末端浸入水中 用热毛巾捂住烧瓶底部 若导管口有气泡连续冒出 撤掉热毛巾后导管内形成一段液柱且持续不落 则证明该装置的气密性良好b 4 2015 绵阳质检 某实验小组利用如图所示装置 部分固定装置略 制备氮化钙 ca3n2 并探究其化学式 1 按图所示连接好实验装置 检查装置的气密性 方法是 2 反应过程中导管末端必须插入试管a的水中 目的是 3 制备氮化钙的操作步骤 打开活塞k并通入n2 点燃酒精灯 进行反应 反应结束后 拆除装置 取出产物 4 数据记录如下 计算得到化学式caxn2 其中x 若通入的n2中混有少量o2 请比较x与3的大小 并给出判断依据 解析 3 反应结束后 必须先将导管末端从试管a中移出 再熄灭酒精灯 以防止倒吸 4 根据题意有 15 08 14 80 15 15 15 08 40 x 40 x 14 2 计算得x 2 8 答案 1 关闭活塞k 将导管末端插入试管a的水中 用酒精灯微热硬质试管 若导管末端有连续均匀的气泡冒出 撤去酒精灯冷却一段时间 在导管末端形成一段水柱 并且一段时间后不回落 则证明装置的气密性良好 2 防止空气中的氧气通过导管末端进入实验装置 将金属钙氧化成氧化钙 导致产物不纯 3 先将导管末端从试管a中移出 再熄灭酒精灯 4 2 8 若通入的n2中混有少量o2 所得产物中会混有氧化钙 因为钙的总量不变 结果使m2偏大 故x一定会减小 x会小于2 8 更小于3 归纳提升 实验数据筛选的一般方法和思路 1 看数据是否符合测量仪器的精确度特点 如用托盘天平测得的质量的精确度为0 1g 若精确度值超过了这个范围 说明所得数据无效 2 看数据是否在误差允许范围内 若所得的数据明显超出误差允许范围 要舍去 3 看反应是否完全 是否是不足量反应物作用下所得的数据 只有完全反应时所得的数据 才能应用 4 看所得数据的测试环境是否一致 特别是气体体积 只有在温度 压强一致的情况下才能进行比较 运算 5 看数据测量过程是否规范 合理 错误和违反测量规则的数据要舍去 考点二探究型实验 1 气体制备型实验探究 1 装置连接顺序 2 操作顺序 3 实验操作的先与后 装配仪器时 先下后上 先左后右 加入试剂时 先固后液 实验开始时 先查仪器的气密性 再加药品 有些实验为防倒吸 往往最后停止加热或最后停止通气 2 固体制备型实验探究首先要除杂 通常配成溶液 然后再将其从溶液中提取出来 涉及过滤 洗涤 干燥等操作 3 物质性质型实验探究 1 对已知物质的未知性质进行探究 2 对未知物质的性质进行探究 典例2 2015 重庆卷 clo2与cl2的氧化性相近 在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛 某兴趣小组通过图1装置 夹持装置略 对其制备 吸收 释放和应用进行了研究 1 仪器d的名称是 安装f中导管时 应选用图2中的 2 打开b的活塞 a中发生反应 2naclo3 4hcl 2clo2 cl2 2nacl 2h2o 为使clo2在d中被稳定剂充分吸收 滴加稀盐酸的速度宜 填 快 或 慢 3 关闭b的活塞 clo2在d中被稳定剂完全吸收生成naclo2 此时f中溶液的颜色不变 则装置c的作用是 4 已知在酸性条件下naclo2可发生反应生成nacl并释放出clo2 该反应的离子方程式为 在clo2释放实验中 打开e的活塞 d中发生反应 则装置f的作用是 5 已吸收clo2气体的稳定剂 和 加酸后释放clo2的浓度随时间的变化如图3所示 若将其用于水果保鲜 你认为效果较好的稳定剂是 原因是 解析 1 根据仪器特征 仪器d的名称是锥形瓶 根据操作分析 f装置应是cl2和ki反应 所以应长管进气 短管出气 选b 2 为使clo2在d中被稳定剂充分吸收 滴加稀盐酸的速度要慢 3 f装置中cl2 2ki 2kcl i2 碘遇淀粉变蓝 所以f中溶液的颜色不变 则装置c的作用是吸收cl2 题组一物质制备型实验探究1 某化学学习小组同学用下列装置制备 收集二氧化氮气体 并探究其性质 部分夹持装置已略去 1 装置a中的分液漏斗中盛装的液体是 烧瓶中预先加入的是铜屑 铁的价格比铜的价格低 此处用铜屑 不用铁屑的原因是 解析 1 制备二氧化氮用浓硝酸 不用稀硝酸 尽管铁的价格较低 但常温下铁在浓硝酸中发生钝化 无法使反应进行下去 2 因b d是干燥管 不能盛装液体浓硫酸 不能用碱性干燥剂干燥 若集气瓶c与尾气吸收装置e直接连接 则装置e中的水蒸气会逆流至装置c中 使收集到的二氧化氮不干燥 3 根据提供的反应物知 naoh中各元素的化合价不可能发生变化 而no2中n元素的化合价由 4降 低为生成物nano2中的 3 根据氮元素化合价的多变性 则另外一种产物中含有n元素 且n元素的化合价升高 该物质是nano3 根据氧化还原反应方程式的配平方法可以配平该化学方程式 4 二氧化氮溶于水生成no 故用排水法可以收集到no 答案 1 浓硝酸常温下铁在浓硝酸中钝化 而使反应不能进行 2 无水氯化钙防止e装置中的水蒸气进入集气瓶c中 3 221nano311 4 g 2 2015 海淀质检 某工厂的废金属屑的主要成分为cu fe和al 此外还含有少量al2o3和fe2o3 该厂用上述废金属屑制取新型高效水处理剂na2feo4 高铁酸钠 等产品 过程如下 向废金属屑中加入过量的naoh溶液 充分反应后过滤 向 所得固体中加入过量稀h2so4 充分反应后过滤 向 所得固体中继续加入热的稀h2so4 同时不断鼓入空气 固体溶解得cuso4溶液 1 步骤 中发生反应的化学方程式为 2 步骤 所得的滤液中加入kscn溶液无明显现象 表明滤液中不存在fe3 用离子方程式解释其可能的原因 3 步骤 获得cuso4溶液的离子方程式为 4 步骤 所得滤液经进一步处理可制得na2feo4 流程如下 测得滤液中c fe2 为amol l 1 若要处理1m3滤液 理论上需要消耗25 的h2o2溶液 kg 用含a的代数式表示 写出由fe oh 3制取na2feo4的化学方程式 答案 1 2al 2h2o 2naoh 2naalo2 3h2 al2o3 2naoh 2naalo2 h2o 2 2fe3 fe 3fe2 或2fe3 cu 2fe2 cu2 或fe fe2o3 6h 3fe2 3h2o等 3 2cu o2 4h 2cu2 2h2o 4 68a 2fe oh 3 3naclo 4naoh 2na2feo4 3nacl 5h2o 题组二物质性质探究型实验 6 某化学兴趣小组的同学利用如图所示实验装置进行物质的制备 性质等实验 请按要求填空 1 利用a或b装置可制取的气体有 写出两种即可 2 a c装置相连后可完成多种实验 在甲 乙 丙中分别盛装的试剂为稀盐酸 石灰石 次氯酸钙溶液 则实验开始后c中可观察到的现象为 该实验可说明相关酸的酸性强弱顺序是 已知kmno4在常温下可与浓盐酸反应生成cl2 请利用图示装置设计一个简单的实验验证kmno4 cl2 br2的氧化性强弱 在甲 乙 丙中分别装入 反应中若观察到 a中广口瓶的现象是 试管c中的现象是 则可证明其氧化性的强弱顺序为 kmno4 cl2 br2 3 当b中盛装浓硝酸和铜片 放在有孔塑料板上 后 可验证铜和浓硝酸反应生成了no2 b d装置相连后 可进一步验证no2和水的反应 操作步骤为 先关闭弹簧夹 再打开弹簧夹 使no2气体充满试管丁 接着关闭弹簧夹a b 打开弹簧夹c 然后 使烧杯中的水倒流入