【步步高】2014届高三化学一轮总复习 第十章 第3讲 定量实验分析型实验题 新人教版

1 第第 3 3 讲讲 定量实验分析型实验题定量实验分析型实验题 热点一 定量测定数据的方法和过程分析 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 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 典例 1 2011 北京理综 11 改编 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 取a克混合物充分加热 减重b克 取a克混合物与足量稀盐酸充分反应 加热 蒸干 灼烧 得b克固体 取a克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克 取a克混合物与足量 Ba OH 2溶液充分反应 过滤 洗涤 烘干 得b克固体 取a克混合物与足量稀硫酸充分反应 用排水法将产生的气体收集在量筒中 读 数为b升 取a克混合物于锥形瓶中加适量水溶解 酚酞作指示剂 用c mol L 1的标准 盐酸滴定至终点时 消耗盐酸b升 A B C D 全部 解析 取a克混合物充分加热 减重b克 根据差量法可求出 NaHCO3的质量 从 而求出 Na2CO3的质量分数 故 正确 取a克混合物与足量稀盐酸充分反应 加 热 蒸干 灼烧 得b克固体氯化钠 列方程组即可求出 正确 中 取a克 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克 由于逸出气体 中含有 H2O 故无法求解 中由于二者都能与 Ba OH 2溶液反应生成 BaCO3沉淀 由 Na2CO3 BaCO3 NaHCO3 BaCO3的转化关系 列方程组即可求出混合物中 Na2CO3 的质量分数 正确 中由于少量 CO2溶于水 无法测定 Na2CO3 NaHCO3产生 2 CO2的总体积 不正确 中用酚酞作指示剂 达到滴定终点时 Na2CO3恰好转 化为 NaHCO3 NaHCO3与盐酸未反应 根据 Na2CO3 HCl NaCl NaHCO3可计算出 Na2CO3的质量 正确 答案 C 典例 2 2011 福建理综 25 化学兴趣小组对某品牌牙膏中磨擦剂成分及其含 量进行以下探究 查得资料 该牙膏磨擦剂由碳酸钙 氢氧化铝组成 牙膏中其他成分遇到盐酸时无 气体产生 磨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 BaCO3沉淀的质量 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 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 00 g 样品三份 进行三次测定 测得 BaCO3的平均质量为 3 94 g 则样品中碳酸钙的质量分数为 7 在人认为不必测定 C 中生成的 BaCO3质量 只要测定装置 C 在吸收 CO2前后的 3 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 解析 1 该反应为 Al OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O 或 Al OH 3 NaOH Na Al OH 4 2 由于上面得到的溶液是 NaAlO2溶液 在先通入过量 CO2 再加入过量稀盐酸时 发生反应 NaAlO2 CO2 2H2O Al OH 3 NaHCO3 Al OH 3 3HCl AlCl3 3H2O NaHCO3 HCl NaCl H2O CO2 所以现象为通入 CO2时 有白色沉淀产生 加入稀盐酸后 沉淀溶解 且有无色气体产生 3 持续缓缓通入空气的目的是将生成的 CO2尽量全部排出 同时起搅拌作用 4 C 中发生反应的化学方程式为 CO2 Ba OH 2 BaCO3 H2O 5 通空气的目的是排出 CO2 空气是否干燥不影响实验结果 c 不正确 由于 HCl 与 NaHCO3也可反应产生 CO2 故增添盛有饱和碳酸氢钠的洗气瓶会影响实验结果 d 也不正确 6 n BaCO3 3 94 g 197 g mol 1 0 02 mol 由 C 原子守恒得m CaCO3 为 0 02 mol 100 g mol 1 2 g 所以 CaCO3的质量分数为 25 7 由于 B 中的水蒸气和 HCl 等易挥发进入 C 中 所以装置 C 的质量会偏大 答案 1 Al OH 3 OH AlO 2H2O 或 Al OH 3 OH Al OH 4 2 2 通入 CO2气体有白色沉淀生成 加入盐酸有气体产生且沉淀溶解 3 把生成的 CO2全部排入 C 中 使之完全被 Ba OH 2溶液吸收 4 Ba OH 2 CO2 BaCO3 H2O 5 cd 6 25 7 B 中的水蒸气 氯化氢气体等进入装置 C 中 或其他合理答案 1 为测试一铁片中铁元素的含量 某课外活动小组提出下面两种方案并进行了实验 以下数据为多次平行实验测定结果的平均值 方案一 将a g 铁片完全溶解于过量稀硫酸中 测得生成氢气的体积为 580 mL 标 准状况 方案二 将 g 铁片完全溶解于过量稀硫酸中 将反应后得到的溶液用 0 020 00 a 10 mol L 1的 KMnO4溶液滴定 达到终点时消耗了 25 00 mL KMnO4溶液 请回答下列问题 1 配平下面的化学方程式 KMnO4 FeSO4 H2SO4 Fe2 SO4 3 MnSO4 K2SO4 4 H2O 2 在滴定实验中不能选择 式滴定管 理由是 3 根据方案一和方案二测定的结果计算 铁片中铁的质量分数依次为 和 4 若排除实验仪器和操作的影响因素 试对上述两种方案测定结果的准确性做出 判断和分析 方案一 填 准确 不准确 或 不一定准确 理由是 方案二 填 准确 不准确 或 不一定准确 理由是 答案 1 2 10 8 5 2 1 8 2 碱 KMnO4是强氧化剂 它会腐蚀胶管 3 1 45 a 1 40 a 4 不一定准确 如果铁片中存在与稀硫酸反应并能生成氢气的其他金属 会导 致结果偏高 如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解 但不产生氢气的铁的氧化物 会导致结果偏低 如果上述情况均不存在 则结果准确 不一定准确 如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其他金属 生成的金属离子 在酸性溶液中能被高锰酸钾氧化 会导致结果偏高 如果铁片中存在与稀硫酸反应 而溶解的铁的氧化物 生成的 Fe3 在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化 会导致结 果偏低 如果上述情况均不存在 则结果准确 解析 1 分析该氧化还原反应的化合价 找出化合价发生变化的各元素 利用化 合价的升降相等 配平化学方程式 SO4 SO4 SO4 3 KMnO4 7 Mn 2 Fe 2 Fe2 3 2 由于酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性 能腐蚀碱式滴定管的胶管 因此不能选 择碱式滴定管 3 根据方案一中的测量结果计算 n Fe n H2 0 58 L 22 4 L mol 1 因此m Fe mol 56 g mol 1 1 45 g 0 58 22 4 5 故铁片中铁的质量分数为 1 45 a 根据方案二中的测定结果计算 根据 1 中反应方程式 2KMnO4 10FeSO4 10Fe n Fe 5n KMnO4 5 0 02 mol L 1 0 025 L 0 002 5 mol 铁片中铁的质量分数为 0 002 5 mol 56 g mol 1 a 10 g 1 40 a 4 方案一不一定准确 因为不能确定 Fe 片中是否含有和稀硫酸反应放出 H2的 杂质 若有则测定结果偏高 方案二是利用 Fe2 消耗 KMnO4的物质的量的多少 求出 Fe 的质量分数 而铁片 中是否含有和酸性 KMnO4溶液反应的杂质也不能确定 另外铁片中若有 3 价的 Fe 的杂质 用 KMnO4也测定不出来 因此方案二也不一定准确 2 铝镁合金是飞机制造 化工生产等行业的重要材料 研究性学习小组的同学 为测 定某含镁 3 5 的铝镁合金 不含其他元素 中镁的质量分数 设计了下列两种不 同实验方案进行探究 填写下列空白 方案一 实验方案 将铝镁合金与足量 NaOH 溶液反应 测定剩余固体质量 实验中发生反应的化学方程式是 实验步骤 1 称取 10 8 g 铝镁合金粉末样品 溶于体积为V 物质的量浓度为 4 0 mol L 1 NaOH 溶液中 充分反应 则 NaOH 溶液的体积V mL 2 过滤 洗涤 干燥 称量固体 该步骤中若未洗涤固体 测得镁的质量分数将 填 偏高 偏低 或 无影响 方案二 实验方案 将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应 测定生成气体的体积 实验步骤 1 同学们拟选用下列实验装置完成实验 6 你认为最简易的装置其连接顺序是 A 接 接 接 填接口字母 可不填满 2 仔细分析实验装置后 同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差 稀硫酸滴 入锥形瓶中 即使不生成氢气 也会将瓶内空气排出 使所测氢气体积偏大 实验 结束时 连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在 使所测氢气体积偏小 于是他 们设计了如图所示的实验装置 装置中导管 a 的作用是 实验前后量气管中液面读数分别为V1 mL V2 mL 则产生氢 气的体积为 mL 若需确定产生氢气的量 还需测定的数据是 答案 方案一 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 1 97 2 偏高 方案二 1 E D G 2 使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等 打开分液漏斗活塞时稀硫 酸能顺利滴下 滴入锥形瓶的稀硫酸的体积等于进入分液漏斗的气体体积 从而消 除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差 V1 V2 实验时的温度和压强 解析 方案一 将铝镁合金与足量 NaOH 溶液反应 镁不和 NaOH 溶液反应 铝发生 反应 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 1 假设合金中镁的质量分数最少为 3 则 10 8 g 铝镁合金粉末样品中含有铝 10 476 g 其物质的量是 0 388 mol 根据反应 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 知 需要n NaOH n Al 0 388 mol V NaOH 0 388 mol 4 0 mol L 1 0 097 L 2 过滤后 金属镁的表面会沾有其他离子 如果没有洗涤 称量后的固体的质量 将大于镁的实际质量 所测得镁的质量分数将偏高 方案二 1 很明显 该同学采用排水法来测量产生氢气的体积 故 A 应连接 E D 连接 G 最后读数时要调节广口瓶和量筒中的液面高度 F 接口的导管太短 用导管 a 连接后 滴入锥形瓶的稀硫酸的体积等于进入分液漏斗的气体体积 从而消除由 于加入稀硫酸引起的氢气体积误差 量气管的 0 刻度在上 故产生氢气的体积为 V1 V2 mL 若需确定产生氢气的量 还需知道实验时的温度和压强 热点二 实验数据的处理分析 实验数据统计与整理的一般方法 1 数据的表格化 7 项目 实验编号 项目 1项目 2项目 3项目 4 1 2 3 1 根据实验原理确定应记录的项目 所测的物理量 2 应注意数据的有效数字及单位和必要的注释 3 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 数据的图像化 图像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 图像化的最大特点是鲜明 直观 简单 明了 典例 2012 广东理综 31 1 2 3 碘在科研与生活中有重要应用 某兴趣小 组用 0 50 mol L 1 KI 0 2 淀粉溶液 0 20 mol L 1 K2S2O8 0 10 mol L 1 Na2S2O3等试剂 探究反应条件对化学反应速率的影响 已知 S2O 2I 2SO I2 慢 2 82 4 I2 2S2O 2I S4O 快 2 32 6 1 向 KI Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的 K2S2O8溶液 当溶液中的 耗尽后 溶液颜色将由无色变为蓝色 为确保能观察到蓝色 S2O与 2 3 S2O初始的物质的量需满足的关系为n S2O n S2O 2 82 32 8 2 为探究反应物浓度对化学反应速率的影响 设计的实验方案如下表 体积V mL 实验 序号K2S2O8溶液水KI 溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液 10 00 04 04 02 0 9 01 04 04 02 0 8 0Vx4 04 02 0 表中Vx 理由是 3 已知某条件下 浓度c S2O 反应时间t的变化曲 2 8 线如 图所示 若保持其他条件不变 请在坐标图中 分别画出降 低反应温度和加入催化剂时c S2O t的变化曲线示意 2 8 8 图 进行相应的标注 解析 解答本题时 要围绕实验目的 探究反应条件对化学反应速率的影响 进行分 析与处理 1 淀粉溶液遇 I2显蓝色 溶液由无色变为蓝色时 溶液中有 I2 说明 Na2S2O3消 耗尽 为确保能观察到蓝色 溶液中 Na2S2O3要耗尽 由题给离子反应可得关系式 S2O I2 2S2O 则有n S2O n S2O 2 1 时 能观察到蓝色 2 82 32 32 8 2 实验的目的是探究 K2S2O8溶液的浓度对化学反应速率的影响 故应保证每组实 验中其他物质的浓度相等 即溶液的总体积相等 即为 20 0 mL 从而可知 Vx 2 0 3 降低温度时 化学反应速率减慢 c S2O 变化减慢 2 8 加入催化剂时 化学反应速率加快 c S2O 变化加快 2 8 c S2O t的变化曲线如图所示 2 8 答案 1 Na2S2O3 2 2 2 0 保证反应物 K2S2O8的浓度 改变 而其他物质的浓度不变 3 如图所示 题组一 实验数据的筛选与取舍 1 某样品是由碳酸钠与氯化钠组成的固体混合物 现欲测定样品中碳酸钠的质量分数 某同学称取 10 00 g 样品 配成 1 000 mL 溶液 用 填仪器名称 量取 25 00 mL 放入锥形瓶中 加入甲基橙作指示剂 用 0 150 0 mol L 1标准盐酸溶 液滴定至终点 平行测定三次 有关实验数据记录如下表 则样品中碳酸钠的质量 分数为 标准液体积 mL 实验编号待测液体积 mL 滴定前读数终点时读数 125 000 0030 02 225 000 2033 80 325 001 4031 38 答案 碱式滴定管 或 25 mL 移液管 95 40 9 解析 碳酸钠溶液呈碱性 应选用碱式滴定管 或 25 mL 移液管 第 2 组测定体积 为离群值 应舍去 用 1 3 组求体积的平均值 30 00 mL 依据方程式 V 30 02 mL 31 38 1 40 mL 2 Na2CO3 2HCl 2NaCl CO2 H2O n Na2CO3 0 150 0 1 000 25 1 2 mol L 1 30 10 3 L 0 09 mol 所以w Na2CO3 100 95 40 0 09 mol 106 g mol 1 10 g 2 2011 新课标全国卷 26 1 2 0 80 g CuSO4 5H2O 样品受热脱水过程的热重曲 线 样品质量随温度变化的曲线 如下图所示 请回答下列问题 1 试确定 200 时固体物质的化学式 要求写出推断过程 2 取 270 所得样品 于 570 灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气 体 该反应的化学方程式为 把该黑色粉末溶解于稀硫酸中 经浓缩 冷 却 有晶体析出 该晶体的化学式为 其存在的最高温度是 答案 1 CuSO4 H2O CuSO4 5H2OCuSO4 5 n H2O nH2O 200 250 18n 0 80 g0 80 g 0 57 g 0 23 g 可列式 求得n 4 200 时产物为 CuSO4 H2O 晶体 250 0 80 g 18n 0 23 g 2 CuSO4CuO SO3 CuSO4 5H2O 102 570 解析 1 分析 CuSO4 5H2O 受热脱水过程的热重曲线可知 200 时和 113 时 的产物相同 可根据 113 时样品质量确定脱水产物 设 113 时产物为 CuSO4 5 n H2O 则有 CuSO4 5H2OCuSO4 5 n H2O nH2O 200 250 18n 10 0 80 g0 80 g 0 57 g 0 23 g 可列式 求得n 4 200 时产物为 CuSO4 H2O 晶体 250 0 80 g 18n 0 23 g 2 根据灼烧产物是黑色粉末可知分解生成 CuO 则具有氧化性的另一产物为 SO3 所以灼烧时反应方程式为 CuSO4CuO SO3 CuO 溶于稀硫酸得 570 CuSO4溶液 结晶时又生成 CuSO4 5H2O 由脱水过程的热重曲线可知其存在的最高 温度为 102 题组二 实验数据的合理组合 3 现有一份 CuO 和 Cu2O 的混合物 用 H2还原法测定其中的 CuO 质量x g 实验中可 以测定以下数据 W 混合物的质量 g W H2O 生成水的质量 g W Cu 生成 Cu 的质量 g V H2 标准状况下消耗 H2的体积 L 已知摩尔质量 Cu 64 g mol 1 CuO 80 g mol 1 Cu2O 144 g mol 1 H2O 18 g mol 1 1 为了计算x至少需要测定上述 4 个数据中的 个 这几个数据的组合共 有 种 请将这些组合一一填入下列空格中 说明 选用W W H2O W Cu V H2 表示 不必列出具体算式 每个空格中填一种组合 有几种组合就填几种 不必填满 2 从上述组合中选出一个含W的求x的计算式 3 以上数据组合中易于取得的一组是 答案 1 2 5 W W H2O W W Cu W V H2 W H2O W Cu W Cu V H2 2 可从以下三组中任选一组 x 80 2 W x 144 W Cu 64 x 80 W x 144 W H2O 18 3 W和W Cu x 80 W x 144 V H2 22 4 解析 本题是考查学生根据实验试题的要求 设计实验方案的能力及数据处理能力 而且本题是数学知识与化学结合的一个题目 本题想解决的是 CuO 和 Cu2O 二元混 合物的质量组成 要通过列二元一次方程组的方法求解 所以需要获得两个数据 11 将题中所给数据进行排列组合 有下列 6 种组合 W W H2O W W Cu W V H2 W H2O W Cu W H2O V H2 W Cu V H2 在 6 种组合中不难看出V H2 W H2O 一组不能成立 因为这一组仅与氧元素有关而 与铜元素无关 不能形成两个有效的二元一次方程 无法求出 CuO 和 Cu2O 的量 所 以实际只有 5 组数据组合是合理的 但在这 5 种组合中 结合氢气要过量的特点 W H2 这一数据在获得上有一定的困难 测W H2O 易受空气中的水及 CO2的干扰 并 且装置复杂 数据合理 但不简易 W及W Cu 在获取上是最容易且可靠的 4 在 0 1 01 105 Pa 时进行下列实验 甲 乙 丙三位同学各取 30 0 mL 同浓 度的盐酸 加入等量同组成镁铝合金粉末 测定产生气体的体积 有关数据列表如 下 实验序号甲乙丙 合金质量 mg 510765918 气体体积 mL 560672672 试求 1 盐酸的物质的量浓度是多少 2 合金中各成分的质量分数 答案 1 2 0 mol L 1 2 Mg 的质量分数 47 1 Al 的质量分数 52 9 解析 依据表格数据可知 甲同学实验盐酸过量 乙 丙实验中合金过量 盐酸完 全反应 1 按乙 丙中产生氢气的体积计算n HCl 2HCl H2 n HCl 2 0 06 mol 0 672 L 22 4 L mol 1 c HCl 2 0 mol L 1 0 06 mol 0 03 L 2 甲中盐酸过量 合金完全反应 用甲组数据计算 n H2 0 025 mol 0 56 L 22 4 L mol 1 设合金中 Mg Al 的物质的量分别为x y Mg H2 Al H2 3 2 x x y y 3 2 Error 解得Error 12 w Mg 100 47 1 0 01 mol 24 g mol 1 0 51 g w Al 100 52 9 0 01 mol 27 g mol 1 0 51 g 题组三 实验数据的综合分析 5 2010 江苏 21B 对硝基甲苯是医药 染料等工业的一种重要有机中间体 它常 以浓硝酸为硝化剂 浓硫酸为催化剂 通过甲苯的硝化反应制备 一种新的制备对硝基甲苯的实验方法 以发烟硝酸为硝化剂 固体 NaHSO4为催化 剂 可循环使用 在 CCl4溶液中加入乙酸酐 有脱水作用 45 反应 1 h 反应 结束后 过滤 滤液分别用 5 NaHCO3溶液 水洗至中性 再经分离提纯得到对硝 基甲苯 1 上述实验中过滤的目的是 2 滤液在分液漏斗中洗涤静置后 有机层处于 层 填 上 或 下 放液时 若发现液体流不下来 其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外 还有 3 下表给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果 硝化产物中各种异构体质量分数 催化剂 n 催化剂 n 甲苯 对硝基甲苯邻硝基甲苯间硝基甲苯 总产率 1 035 660 24 298 0 浓 H2SO4 1 236 559 54 099 8 0 1544 655 10 398 9 0 2546 352 80 999 9 0 3247 951 80 399 9 NaHSO4 0 3645 254 20 699 9 NaHSO4催化制备对硝基甲苯时 催化剂与甲苯的最佳物质的量之比为 由甲苯硝化得到的各种产物的含量可知 甲苯硝化反应的特点是 与浓硫酸催化甲苯硝化相比 NaHSO4催化甲苯硝化的优点有 13 答案 1 回收 NaHSO4 2 下 分液漏斗上口塞子未打开 或塞上的凹槽或小孔未对准漏斗口上的小孔 3 0 32 甲苯硝化主要得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯 在硝化产物中对硝 基甲苯比例提高 催化剂用量少且能循环使用 解析 本题主要考察的是物质的性质和制备 同时考查了数据的处理与分析能力 能够迅速在表中提取到有用信息 利用信息解决有关问题的能力 1 NaHSO4在该 反应中作为催化剂 因此反应后过滤的目的是为了回收 NaHSO4 2 该反应是以 CCl4作为有机溶剂 CCl4的密度比水大 故有机层在下层 分液漏斗里的液体放不 下来 除了分液漏斗堵塞外 还有可能是分液漏斗上口活塞未打开或塞上的凹槽或 小孔未对准漏斗口上的小孔 3 从题给数据分析 当催化剂与甲苯的比例为 0 32 时 总产率最高且对硝基甲苯的含量最高 从题给数据可以看出 无论以 何种比例反应 产物中的主要成分主要是对硝基甲苯和邻硝基甲苯 用 NaHSO4 作催化剂的优点是在硝化物中对硝基甲苯的比例提高 同时催化剂用量少且能循环 使用 6 某合作小组同学将铜片加入稀硝酸 发现开始时反应非常慢 一段时间后反应速率 明显加快 该小组通过实验探究其原因 1 该反应的离子方程式为 2 提出合理假设 该实验中反应速率明显加快的原因可能是 A 反应放热导致温度升高 B 压强增大 C 生成物的催化作用 D 反应物接触面积增大 3 初步探究 测定反应过程中不同时间溶液的温度 结果如下表 时间 min 05101520253550607080 温度 25262626262626 527272727 结合实验目的和表中数据 你得出的结论是 4 进一步探究 查阅文献了解到化学反应的产物 含中间产物 可能对反应有催化 作用 请完成以下实验设计表并将实验目的补充完整 实验 编号 铜片 质量 g 0 1 mol L 1的 硝酸体积 mL 硝酸铜 晶体 g 亚硝酸 钠晶体 g 实验目的 520 实验 和 探究 14 0 5 0 5 的影响 实验 和 探究 NO的影响 2 答案 1 3Cu 8H 2NO 3Cu2 2NO 4H2O 3 2 AC 3 温度不是导致反应速率明显加快的主要原因 4 实验 编号 铜片质 量 g 0 1 mol L 1的 硝酸体积 mL 硝酸铜晶 体 g 亚硝酸钠 晶体 g 实验 目的 00 5200 5200 Cu2 解析 1 稀硝酸氧化铜时 本身的还原产物为 NO 2 铜与稀硝酸的反应是放热反应 反应液的温度不断升高 温度可能是影响反应 速率的因素 反应生成的 Cu2 也可能对反应起催化作用 3 表中数据说明 随着反应的进行 溶液的温度变化不明显 所以温度不是导致 反应速率明显加快的主要原因 4 实验 加入了硝酸铜晶体 对比实验 可知实验目的是探究 Cu2 对反应速率的 影响 实验 和实验 是探究亚硝酸根离子对反应速率的影响 则两个实验中加入 铜和硝酸的量应该相同 不同之处是实验 不加亚硝酸钠 实验 中加入亚硝酸钠 定量化学实验数据的加工处理策略 实验所得的数据 可分为有用 有效数据 正确 合理数据 错误 无效数据 及 无用 多余数据等 能从大量的实验数据中找出有用 有效 正确 合理的数据是 实验数据分析处理题的一个重要能力考查点 也是近年来命题变化的一个重要方向 对实验数据筛选的一般方法和思路为 五看 一看数据是否符合测量仪器的精度 特点 如用托盘天平测得的质量的精度为 0 1 g 若精度值超过了这个范围 说明 所得数据是无效的 二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 三看反应是否完全 是否是过量反应物作用下所得的数据 只 有完全反应时所得的数据 才能进行有效处理和应用 四看所得数据的测试环境是 15 否一致 特别是气体体积数据 只有在温度 压强一致的情况下才能进行比较 运 算 五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需要舍去 1 表格型题的解题要点在于通过审题 获取有用信息 然后对表格中数据进行比 较分析 依据物质的性质 变化规律进行解答 2 直角坐标系题的解题要点在于解题时要求学生首先弄清楚自变量和因变量到底 是什么 注意理解起点 终点 转折点的含义 然后根据所学知识分析概念 图像 数值三者之间的关系 1 三草酸合铁酸钾晶体 K3 Fe C2O4 3 xH2O 是一种光敏材料 在 110 可完全失去 结晶水 为测定该晶体中铁的含量和结晶水的含量 某实验小组做了如下实验 1 铁含量的测定 步骤一 称量 5 00 g 三草酸合铁酸钾晶体 配制成 250 mL 溶液 步骤二 取所配溶液 25 00 mL 于锥形瓶中 加稀 H2SO4酸化 滴加 KMnO4溶液至草 酸根恰好全部被氧化成二氧化碳 同时 MnO被还原成 Mn2 向反应后的溶液中 4 加入一小匙锌粉 加热至黄色刚好消失 过滤 洗涤 将过滤及洗涤所得溶液收集 到锥形瓶中 此时 溶液仍呈酸性 步骤三 用 0 010 mol L 1KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点 消耗 KMnO4溶 液 20 02 mL 滴定中 MnO被还原成 Mn2 4 重复步骤二 步骤三操作 滴定消耗 0 010 mol L 1 KMnO4溶液 19 98 mL 请回答下列问题 配制三草酸合铁酸钾溶液的操作步骤依次是称量 转移 洗涤并转移 摇匀 步骤二中加入锌粉的目的是 写出步骤三中发生反应的离子方程式 实验测得该晶体中铁的质量分数为 2 结晶水的测定 将坩埚洗净 烘干至恒重 记录质量 在坩埚中加入研细的三草酸合铁酸钾晶体 称量并记录质量 加热至 110 恒温一段时间 置于空气中冷却 称量并记录 质量 计算结晶水含量 请纠正实验过程中的两处错误 答案 1 溶解 定容 将 Fe3 还原成 Fe2 使 Fe2 在步骤三中与 KMnO4发生氧化还原反应 16 5Fe2 MnO 8H 5Fe3 Mn2 4H2O 4 11 2 2 将固体置于干燥器中冷却 应将两次加热后固体质量的称量结果不超过 0 1 g 后 再计算结晶水含量 解析 1 配制一定浓度溶液的步骤为称量 溶解 转移 洗涤 定容 摇匀 从信息中看出 Zn 与 Fe3 发生反应 Zn 2Fe3 2Fe2 Zn2 且生成的 Fe2 具有还原性 能与 MnO发生氧化还原反应 而 Fe3 不能与 MnO反应 无 4 4 法达到实验目的 Fe2 氧化成 Fe3 MnO还原成 Mn2 且溶液呈酸性 可书写离子方程式为 4 5Fe2 MnO 8H 5Fe3 Mn2 4H2O 4 KMnO4溶液体积为 20 00 mL 则 5 00 g 样品中 Fe 消耗的 20 02 mL 19 98 mL 2 KMnO4溶液体积为 20 00 mL 10 200 0 mL 根据关系式 5Fe2 MnO 4 5 mol 1 mol x 0 010 mol L 1 0 2 L 可得x 0 01 mol 则铁的质量分数为 100 11 2 0 01 mol 56 g mol 1 5 00 g 2 借用硫酸铜晶体中结晶水含量的测定方法 可知其中明显的两处错误为热固体 须在干燥器中冷却 以防止固体吸收空气中的水蒸气 称量固体时应两次加热称量 的固体质量不超过 0 1 g 时 才能确定该晶体已完全失去结晶水 2 某课外活动小组设计了以下实验方案验证 Ag 与浓 HNO3反应的过程中可能产生 NO 其实验流程图如下 1 测定硝酸的物质的量反应结束后 从如图 B 装置中所得 100 mL 溶液中取出 25 00 mL 溶液 用 0 1 mol L 1的 NaOH 溶液滴定 用酚酞作指示剂 滴定前后 的滴定管中液面的位置如右上图所示 在 B 容器中生成硝酸的物质的量为 则 Ag 与浓硝酸反应过程中生成的 NO2的物质的量为 17 2 测定 NO 的体积 从上图所示的装置中 你认为应选用 装置进行 Ag 与浓硝酸反应实验 选用的理由是 选用上图所示仪器组合一套可用来测定生成 NO 体积的装置 其合理的连接顺序 是 填各导管口编号 在读取量筒内液体体积之前 应进行的操作 3 气体成分分析 若实验测得 NO 的体积为 112 0 mL 已折算到标准状况 则 Ag 与浓硝酸反应的过 程中 填 有 或 没有 NO 产生 作此判断的依据是 答案 1 0 008 mol 0 012 mol 2 A 因为 A 装置可以通入 N2将装置中的空气排尽 防止 NO 被空气中 O2氧化 123547 等液体冷却到室温 并使集气瓶和量筒内液面相平 3 有 因为 NO2与水反应生成的 NO 的体积小于收集到的 NO 的体积 89 6 112 0 解析 本题根据 Ag 和浓 HNO3反应原理 考查了酸碱中和滴定及气体成分的分析方 法 1 根据图示消耗 NaOH 溶液的体积为 20 00 mL n HNO3 20 00 10 3 L 0 1 mol L 1 4 0 008 mol n NO2 3 0 012 mol 0 008 mol 2 2 装置 A 可以利用 N2排尽装置内的气体 防止 NO 被氧化 所以选用装置 A 其装置顺序为 A B C E 为了减少误差 在读取 NO 体积时 一是要冷却到室温 二是量筒内液面应和集气瓶内液面相平 3 根据 3NO2 H2O 2HNO3 NO 0 012 mol 0 004 mol V NO 0 004 mol 22 4 L mol 1 0 0896 L 0 112 L 所以有 NO 产生 3 过氧化氢是重要的氧化剂和还原剂 常用于消毒 杀菌 漂白等 某化学兴趣小组 同学围绕着过氧化氢开展了调查研究与实验 调查 18 1 通过查阅资料 发现过氧化氢的沸点为 152 1 而相对分子质量相同的硫化 氢的沸点为 60 4 造成两者沸点差异大的主要原因是 2 资料显示 制备过氧化氢目前最常用的是乙基蒽醌法 其主要过程可以用下图 表示 写出此过程的总反应方程式 不稳定性实验研究 3 为了探究温度 催化剂等外界条件对 H2O2的分解速率的影响 某兴趣小组同学 设计了如下三组实验 部分实验数据已经填在下面表中 实验编号 T H2O2初始浓度 mol L 1 FeCl3初始浓 度 mol L 1 201 0 501 00 500 1 实验 研究温度对分解速率的影响 则实验 中 FeCl3初始浓度应为 mol L 1 实验 研究催化剂对分解速率的影响 则实验 中 H2O2 初始浓度应为 mol L 1 三组实验中分解速率最快的是 填编号 过氧化氢含量的实验测定 兴趣小组同学用 0 100 0 mol L 1酸性高锰酸钾标准溶液滴定试样中过氧化氢的 含量 反应原理为 2MnO 5H2O2 6H 2Mn2 8H2O 5O2 4 4 滴定到达终点的现象是 5 用移液管吸取 25 00 mL 试样置于锥形瓶中 重复滴定四次 每次消耗的 KMnO4 标准溶液体积如下表所示 第一次第二次第三次第四次 体积 mL 17 1018 1018 0017 90 计算试样中过氧化氢的浓度为 mol L 1 6 若滴定前尖嘴中有气泡 滴定后消失 则测定结果 填 偏低 偏 高 或 不变 19 答案 1 过氧化氢分子间可以形成分子间氢键 而 H2S 不能形成氢键 2 H2 O2H2O2 催化剂 3 0 1 0 4 锥形瓶内溶液颜色恰好由无色变为浅紫色 且 30 秒内溶液不褪色 5 0 180 0 6 偏高 解析 1 分子晶体熔沸点影响因素包括范德华力和氢键 2 图示中参与反应的物质是 H2和 O2 产物是 H2O2 3 实验 研究温度对分解速率的影响 所以 FeCl3初始浓度要保持不变 实 验 研究催化剂对分解速率的影响 则 H2O2初始浓度要一致 实验 中温度 高 有催化剂 所以反应速率最快 4 最初滴加时 KMnO4和 H2O2反应 溶液为无色 当 H2O2恰好反应完 再滴加 KMnO4溶液将显示 KMnO4溶液的颜色 此时达到滴定终点 5 第一次测量数据和其他几次差别较大 为错误数据 应舍掉 故消耗 KMnO4溶 液的体积为 18 00 mL c H2O2 18 00 mL 10 3 0 100 0 mol L 1 5 2 25 00 mL 10 3 0 180 0 mol L 1 6 滴定前尖嘴中有气泡 滴定后消失 气泡所占体积被 KMnO4溶液填充 相当于 KMnO4溶液有损失 故测定结果偏高 4 某同学设计如图所示装置分别进行探究实验 夹持装置已略去 请回答下列问题 实验药品制取气体量气管中液体 Cu 稀 HNO3 NOH2O NaOH s 浓氨水 NH3 电石 饱和