【创新设计】2014高考化学一轮复习 特色训练9 化学实验数据的分析、处理专题训练（含解析）苏教版

1 特色训练特色训练 9 9 化学实验数据的分析 处理专题训练化学实验数据的分析 处理专题训练 1 2013 西安阶段检测 某化学兴趣小组用如图装置进行 市售锌粒和硫酸反应制 取氢气的条件选择 的探究 当 B 中的化学反应趋于平稳后 每间隔一分钟收集 一次氢气 不同条件下 每分钟收集到氢气的体积如下表 实验 序号 硫酸 浓度 饱和硫酸 铜溶液体 积 mL B 中反应 达到平稳 的时间 min 第 1 分钟 收集氢气 体积 mL 第 2 分钟 收集氢气 体积 mL 第 3 分钟 收集氢气 体积 mL 120 05 46 111 913 7 220 0 52 523 932 133 5 330 0 51 160 789 990 1 4a 3 00 855 766 061 4 请回答 1 关闭 K2 打开 K1 观察到 说明 B 中反应达到平稳 2 实验 1 2 是对比实验 分析上表 说明该对比实验的目的是 3 细口瓶 C 的容积为V mL 为了使加入的锌 质量b g 不浪费 在 C 中还留有 的水时 则V 与b的代数关系式 气体摩尔体积是Vm mL mol 1 2 5 4 实验 4 是探究饱和硫酸铜溶液的体积对实验的影响 a值应为 填选 项 A 20 B 30 C 27 D 40 5 分析上表 市售锌粒和硫酸反应制取氢气的条件应该选择实验 填实 验序号 6 从实验后的废液中回收皓矾 ZnSO4 7H2O 所需的实验操作步骤是 蒸发浓缩 过滤 洗涤 晾干 7 查资料得知 Cu Cl CuCl 湿法冶锌工艺中 硫酸锌溶液中常含有少 量的氯离子 往其中加硫酸铜溶液和金属锌 可除去氯离子 其离子反应方程式 2 是 解析 1 装置 B 中硫酸与锌反应制备氢气 关闭 K2 打开 K1 则生成的氢气进 入装置 A 中 当烧杯中逸出的气泡均匀时表明 B 中生成氢气的反应达到平稳 3 Zn 与硫酸反应制备氢气的化学方程式中 Zn 和 H2的系数相同 故b g 65 g mol 1 V Vm 即V 4 对比实验 2 实验 3 和实验 4 的第 1 分钟 3 5 bVm 39 第 2 分钟 第 3 分钟收集的气体体积 相同时间内实验 4 收集的气体比实验 2 多 但比实验 3 少 为了测定饱和硫酸铜溶液的体积对实验的影响 需要固定硫酸的 浓度 该硫酸浓度应为 30 5 实验 3 反应速率最大 故应该选择实验 3 的条件 6 反应后的废液中往往含有不溶解的物质 故先过滤 除去不溶物 然后蒸发 浓缩 冷却结晶 再过滤 洗涤 晾干即得皓矾 答案 1 A 中均匀 或连续 地冒出气泡 2 探究滴加 0 5 mL 的饱和硫酸铜溶液对生成氢气速率的影响 或其他合理答案 3 或 0 025bVm 0 025 6bVm 4 B 5 3 6 过滤 冷却结晶 bVm 39 7 Zn 2Cu2 2Cl 2CuCl Zn2 2 2013 安庆质检 为测定草酸晶体 H2C2O4 xH2O 的组成 即x的值 进行下述实验 A 称取m g 纯草酸晶体 将其配成 100 00 mL 溶液作为待测液 B 取 25 00 mL 待测液置于锥形瓶中 用浓度为a mol L 1的酸性 KMnO4溶液滴 定 有关反应 2KMnO4 5H2C2O4 3H2SO4 K2SO4 2MnSO4 10CO2 8H2O 1 用酸性 KMnO4溶液进行滴定时 酸性 KMnO4溶液应装在 式滴定管中 2 滴定时边滴边摇动锥形瓶 眼睛应注视观察 滴定终点时的现象变 化为 3 下面是某同学四次实验结果的记录情况 滴定次数 实验数据 1234 V 样品 mL 25 0025 0025 0025 00 V KMnO4 mL 初读数 0 000 200 100 00 V KMnO4 mL 终读数 15 9515 2015 1214 98 V KMnO4 mL 消耗 15 9515 0015 0214 98 该同学在处理数据过程中计算得 V KMnO4 平均消耗 15 95 15 00 15 02 14 98 mL 15 24 mL 试分析他的计算是否合理 1 4 填 否 或 是 如果不合理请说明理由 3 由上述合适的数据计算出的草酸溶液的物质的量浓度为 由此计算出 草酸晶体中结晶水x的值为 解析 1 KMnO4溶液有强氧化性 能腐蚀橡胶管 故应使用酸式滴定管盛放 2 正确地确定滴定终点是实验是否成功的关键 因此眼睛应注视锥形瓶中溶液 颜色的变化 当溶液由无色变成浅紫红色并在 30 s 内无变化 表明滴定达到终 点 3 观察所给数据知 滴定等量待测溶液时 第一组实验中消耗的酸性 KMnO4溶液 的体积比另外三组的误差大 因此第一组数据不可靠 应舍去 由化学方程式可 得关系式 2KMnO4 5H2C2O4 2 5 15 00 10 3a 3 75 10 2a c 3 75 10 2a 0 025 1 5a mol L 1 0 1 1 5a 得 x m 90 18x 5 m 2 7a 答案 1 酸 2 锥形瓶内溶液颜色的变化 溶液由无色变成浅紫红色 并在 30 s 内无变化 3 否 第一组实验中消耗的酸性 KMnO4溶液的体积比另外三组的误 差大 因此第一组数据不可靠 应舍去 1 5a mol L 1 5 m 2 7a 3 2013 豫东名校联考 氧化铜是一种黑色粉末 可作玻璃和瓷器着色剂 油类的 脱硫剂 有机合成的催化剂 为获得纯净的氧化铜以探究其性质 某化学兴趣小 组利用废旧印刷电路板获得氧化铜 实现资源再生 并减少污染 1 获得硫酸铜 该小组同学利用 H2O2和 H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜 从 而获得硫酸铜 含有硫酸铁杂质 写出该反应的化学方程式 2 制备氧化铜 粗 CuSO4溶液纯 CuSO4溶液CuSO4 5H2O CuO 步骤 步骤 已知 pH 6 4 时 Cu OH 2沉淀完全 而在 pH 3 4 时 Fe OH 3即能完全沉淀 步骤 的目的是除硫酸铁 操作是 慢慢加入下列某些物质 搅拌 以控制 4 pH 3 5 加热煮沸一段时间 过滤 用稀硫酸酸化滤液至 pH 1 下列物质有利 于控制溶液 pH 3 5 的是 A Cu2 OH 2CO3粉末 B Fe2O3粉末 C Cu OH 2固体 D NaOH 固体 步骤 的目的是得到 CuSO4 5H2O 固体 操作是 过滤 水浴加热烘 干 水浴加热的特点是 3 探究氧化铜的性质 探究氧化铜是否能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较 用如图 装置进行实验 实验时均以收集 25 mL 气体为准 其他可能影响实验的因素均已 忽略 相关数据见下表 实验序号 KClO3质量 1 2 g1 2 g1 2 g 其他物质质量无其他物质 CuO 0 5 gMnO2 0 5 g 待测数据 回答下列问题 上述实验中的 待测数据 指 若要证明实验 中干燥管内收集的气体是 O2 可待气体收集结束后 用弹簧夹 夹住 B 中乳胶管 拔掉干燥管上单孔橡皮塞 为探究 CuO 在实验 中是否起催化作用 需补做如下实验 无需写出具体操作 a b CuO 的化学性质有没有改变 解析 1 根据题中信息 利用 H2O2和 H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉 末中的铜 得到硫酸铜 可以写出化学方程式 2 制备氧化铜的工艺是利用硫 酸铜制取氢氧化铜 但是由于存在杂质 所以涉及提纯 根据提纯时不增加新杂 质的原则 可以选择 Cu2 OH 2CO3粉末或 Cu OH 2固体 因为获得的是含有结晶水 的物质 所以不能采用直接蒸干法获得固体 应采用蒸发浓缩 再冷却结晶的方 5 法 水浴加热的目的是便于控制温度 防止温度过高造成 CuSO4 5H2O 失水 3 探究 CuO 的催化效果的方法是测定产生气体的速率 所以需要测定时间 催化剂 的特性是反应前后质量和化学性质不发生变化 所以需要再测定反应前后的质量 答案 1 Cu H2O2 H2SO4 CuSO4 2H2O 2 AC 蒸发浓缩 冷却结晶 便于控制温度 防止温度过高造成 CuSO4 5H2O 失水 3 收集 25 mL 气体所需的时间 取一根带火星的木条 伸入干燥管内 看 木条是否复燃 CuO 的质量有没有改变 4 2013 吉林一模 目前流行的关于生命起源假设的理论认为 生命起源于约 40 亿年前的古洋底的热液环境 这种环境系统中普遍存在铁硫簇结构 如 Fe2S2 Fe4S4 Fe8S7等 这些铁硫簇结构参与了生命起源的相关反应 某化学兴 趣小组在研究某铁硫簇结构的组成时 设计了下列实验 实验 确定硫的质量 按图连接装置 检查好装置的气密性后 在硬质玻璃管 A 中放入 1 0 g 铁硫簇结 构 含有部分不反应的杂质 在试管 B 中加入 50 mL 0 100 mol L 1的酸性 KMnO4溶液 在试管 C 中加入品红溶液 通入空气并加热 发现固体逐渐转变为 红棕色 待固体完全转化后 将 B 中溶液转移至 250 mL 容量瓶 洗涤试管 B 后 定容 取 25 00 mL 该溶液用 0 01 mol L 1的草酸 H2C2O4 溶液滴定剩余的 KMnO4 记录数据如下 草酸溶液体积 mL 滴定次数 待测溶液 体积 mL滴定前刻度滴定后刻度 125 001 5023 70 225 001 0226 03 325 000 0024 99 相关反应 2MnO 2H2O 5SO2 2Mn2 5SO 4H 42 4 2MnO 6H 5H2C2O4 2Mn2 10CO2 8H2O 4 实验 确定铁的质量 6 将实验 硬质玻璃管 A 中的残留固体加入稀盐酸中 充分搅拌后过滤 在滤液中 加入足量的 NaOH 溶液 过滤后取滤渣 经充分灼烧得 0 6 g 固体 试回答下列问题 1 判断滴定终点的方法是 2 试管 C 中品红溶液的作用是 有同学提出 撤去 C 装置对实验没有影响 你的看法是 选填 同意 或 不同意 理由是 3 根据实验 和实验 中的数据可确定该铁硫簇结构的化学式为 问题探究 滴定过程中 细心的小明发现该 KMnO4溶液颜色褪去的速率较平常滴 定时要快得多 为研究速率加快的原因 小明继续进行了下列实验 实验数据如 下表 编号 温度 酸化的 H2C2O4 溶液 mL KMnO4溶液 mL 溶液褪色 时间 s 1255 02 040 225 5 0 另加少量可溶于水 的 MnSO4粉末 2 04 3605 02 025 4 分析上述数据 滴定过程中反应速率较快的一种可能原因是 解析 3 第 1 次滴定时 H2C2O4溶液体积误差较大 舍去 第 2 3 次取平均值 V H2C2O4 25 00 mL 与 H2C2O4反应的 KMnO4的物质的量为 0 01 mol L 1 0 025 L 0 000 1 mol 与 SO2反应的 KMnO4的物质的量为 0 05 2 5 L 0 100 mol L 1 10 0 000 1 mol 0 004 mol n SO2 0 004 mol 0 01 mol n S 0 01 mol 0 6 g 固体为 Fe2O3 n Fe 2 5 2 0 6 160 mol 0 007 5 mol 所以该铁硫簇结构的化学式为 n Fe n S 0 007 5 mol 0 01 mol 3 4 Fe3S4 4 对比实验 1 2 知 Mn2 可使反应速率加快 对比实验 1 3 知 温度 升高 反应速率加快 答案 1 当滴入最后一滴草酸溶液时 锥形瓶中溶液由浅紫红色变为无色 且 半分钟内不变化 2 验证 SO2是否被酸性 KMnO4溶液完全吸收 7 同意 当 B 中溶液不褪色 即可证明 SO2已被酸性 KMnO4溶液完全吸收 3 Fe3S4 4 生成的 Mn2 对反应起到催化作用 或反应放热使温度升高 加快反应速率 5 氧化剂 H2O2在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂 因而受到人们越来越多的 关注 某实验小组以 H2O2分解为例 探究浓度 催化剂 溶液酸碱性对反应速率的 影响 在常温下按照如表所示的方案完成实验 实验 编号 反应物催化剂 10 mL 2 H2O2溶液无 10 mL 5 H2O2溶液无 10 mL 5 H2O2溶液 1 mL 0 1 mol L 1 FeCl3溶 液 10 mL 5 H2O2溶液 少量盐酸 1 mL 0 1 mol L 1 FeCl3溶 液 10 mL 5 H2O2溶液 少量 NaOH 溶液 1 mL 0 1 mol L 1 FeCl3溶 液 1 实验 和 的目的是 同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论 资料显示 通常条件下 H2O2稳定 不易分解 为了达到实验目的 你对原实验方案的改进方法是 填一种即可 2 实验 中 测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示 分析该图能够得出的实验结论是 资料显示 某些金属离子对 H2O2的分解起催化作用 为比较 Fe3 和 Cu2 对 H2O2分解的催化效果 该实验小组的同学设计了如图所示的实验装置进行实验 8 1 某同学通过测定 O2的体积来比较 H2O2的分解速率快慢 实验时可以通过测量 或 来比较 2 0 1 g MnO2粉末加入 50 mL H2O2溶液中 在标准状况下放出气体的体积和时 间的关系如图所示