化学实验专题学案五定量实验教师版

1、吉林省实验中学20092010学年高三化学复习教案 实验专题五定量实验中有关量的测定专题五 定量实验中有关量的测定一、解题方略定量实验主要包括溶液配制（质量分数、物质的量浓度）、酸碱中和滴定、中和热测定、实验中有关量的测定（如纯度、百分含量、分子式确定）等。对以上知识应从以下几个方面重点把握：实验所用仪器、实验步骤及每步注意事项。重点考查实验误差分析、实验数据处理、实验所用药品的性质等。二、典型题1结晶水含量测定【例1】（07宁夏）以下是某同学测定硫酸钠晶体中结晶水含量的实验方案。实验用品：硫酸钠晶体试样、研钵、干燥器、坩埚、三脚架、泥三角、玻璃棒、药匙、托盘天平实验步骤：准确称量一个干净、干

2、燥的坩埚；在坩埚中加入一定量的硫酸钠晶体试样，称重，将称量过的试样放入研钵中研细，再放回到坩埚中；将盛有试样的坩埚加热，待晶体变成白色粉末时，停止加热；将步骤中的坩埚放入干燥器，冷却至室温后，称重；将步骤中的坩埚再加热一定时间，放入干燥器中冷却至室温后称量。重复本操作，直至两次称量结果不变；根据实验数据计算硫酸钠晶体试样中结晶水的质量分数。分析该方案并回答下面问题：(1)完成本实验还需要的实验用品是_。(2)指出实验步骤中存在的错误并改正：_。(3)硫酸钠不能放置在空气中冷却的原因是_。(4)步骤的目的是_。(5)下面的情况有可能造成测试结果偏高的是_(填序号)(A)试样中含有加热不挥发的杂质

3、(B)试样中含有加热易挥发的杂质(C)测试前试样已有部分脱水(D)实验前坩埚未完全干燥(E)晶体加热脱水不完全(F)加热时晶体溅出答案(1)坩埚钳、酒精灯(可以不答“火柴”)。 (2)步骤有错误； 应先将试样研细，后放入坩埚称重。(3)因硫酸钠放置在空气中冷却时，会吸收空气中的水分。 (4)保证试样脱水完全。 (5)B、D、F。2某成分百分含量的测定【例2】(07全国II)在室温和大气压强下，用图示的装置进行实验，测得a g含CaC2 90%的样品与水完全反应产生的气体体积为b L。现欲在相同条件下，测定某电石试样中CaC2的质量分数，请回答下列问题：(1)CaC2和水反应的化学方程式是_。(

4、2)若反应刚结束时，观察到的实验现象如图所示，这时不能立即取出导气管，理由是_。(3)本实验中测量气体体积时应注意的事项是_。(4)如果电石试样质量为c g，测得气体体积为d L，则电石试样中CaC2的质量分数计算式w(CaC2) =_。(杂质所生成的气体体积忽略不计)。答案(1)CaC22H2O = Ca(OH)2C2H2。(2)因为装置内气体的温度没有恢复到室温，气体压强还不等于大气压强。(3)待装置内气体的温度恢复到室温后，调节量筒使其内外液面持平。(4)×90%。【例3】已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用右图中的装置进行实验。主要实验步骤如下：

5、 按图组装仪器，并检验装置的气密性 将a g试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液 称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到b g 从分液漏斗滴入6mol·L1的硫酸，直到不再产生气体时为止 从导管A处缓缓鼓入一定量的空气 再次称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到c g 重复步骤和的操作，直到U型管的质量基本不变，为d g请填空和回答问题： 在用托盘天平称量药品时，如果天平的指针向左偏转，说明_。 装置中干燥管B的作用是_。 如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测试的结果_（填偏高、偏低或不变）。 步骤的目的是_。 步骤的目的是_。 试样中纯碱的质量分数的计算式为_。 还可以

6、用其它实验方法测定试样中纯碱的质量分数。请简述一种不同的实验方法。（1）样品重，砝码轻（2）防止空气中的CO2和水气进入U型管中（3）偏高（4）把反应中的CO2全部导入U型管中（5）判断反应中的CO2是否全部排出，并被U型管中的碱石灰吸收（6）×100% (7) 取一定量的纯碱试样，溶入适量的蒸馏水中，加入足量的BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量滤渣（BaCO3） （或其它合理答案）【例4】（08宁夏）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5

7、80mL（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0.02000mol·L-1的KMnO4溶液滴定，达到终点时消耗了25.00mL KMnO4溶液。请回答下列问题：（1）配平下面的化学方程式（将有关的化学计量数填入答题卡的横线上）： KMnO4+ FeSO4+ H2SO4= Fe2(SO4)3+ MnSO4+ K2SO4+ 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；（铁的相对原子质量以55.9计）（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

8、分析。方案一（填“准确”“不准确”“不一定准确”），理由是；方案二（填“准确”“不准确”“不一定准确”），理由是。 (1)21085218(2)碱KmnO4是强氧化剂，它会腐蚀乳胶管(3)(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；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+离子在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏低；

9、如果上述情况均不存在，则结果准确注：本小题属于开放性试题，若考生回答“准确”或“不准确”且理由合理，可酌性给分。例如：考生回答方案一准确，因为铁片中不存在能与稀硫酸反应并能生成氢气的其他金属，也不存在铁的氧化物方案一不准确，如果铁片中存在与稀硫酸反应生成氢气的其他金属，会导致结果偏高；如果存在与稀硫酸反应而溶解、但不产生氢气的铁的氧化物，会导致结果偏低方案二准确，铁片溶于稀硫酸后，除Fe2+外，其他可能存在的金属离子在酸性溶液中均不能被高锰酸钾氧化，也不存在氧化铁方案二不准确，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；如果存在与稀硫

10、酸反应而溶解的铁的氧化物，千百万的Fe3+离子在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏低【例5】为测定碳酸钙纯度（设含杂质SiO2），学生设计了如下几个实验方案，请回答每个方案中的问题。方案I（1）称取碳酸钙样品M g；（2）加入过量盐酸；（3）收集并测定生成的气体体积 V mL。问题：如果称量样品时，砝码底部有一处未被实验者发现的残缺，那么测定的碳酸钙的纯度会 （偏高、偏低、无影响）方案II（1）称取碳酸钙样品 M g；（2）用c mol/L 盐酸 V mL（过量）溶解样品；（3）取溶解后的溶液V/10mL，用cmol/L NaOH溶液滴定，恰好用去VmL。 问题1：加盐酸后是否需要滤出

11、SiO2后再用NaOH滴定 （填选项编号）。A需要 B不需要 C均可问题2：碳酸钙纯度计算公式 。方案（1）称取碳酸钙样品 M g；（2）高温（1000）煅烧直至质量不再发生变化，冷却后称量，质量为Mg。问题：为什么要煅烧至1000且“直至质量不再改变”？ 。方案IV（1）称取碳酸钙样品 M g；（2）加入足量c mol/L盐酸V mL使之完全溶解；（3）过滤并取滤液；（4）在滤液中加入过量c mol/L Na2CO3溶液VmL；（5）将步骤（4）中的沉淀滤出、洗涤、干燥、称重为Mg。问题1：此方案中不需要的数据是 （填选项编号）。Ac、V Bc、 V C M D M 问题2：为减少实验误差，

12、必要的操作是 （填选项编号）。A精确测定Na2CO3溶液体积V mLB精确配制浓度cmol/LNa2CO3溶液C将步骤（3）所得滤渣洗涤，洗涤液也应并入（4）中D将步骤（3）所得滤渣洗涤、干燥、称量其质量Mg备用综上所述，你认为4个方案中，最好的方案是 ，其它方案的缺点分别是：方案IV：沉淀的洗涤、干燥、称量操作过程复杂，容易造成较大误差；方案 ； 。方案 ； 。答案 方案：偏低 方案： B 方案：保证CaCO3完全分解 方案：A、B C 方案 方案：气体体积难以准确测量 方案：实验室难以提供1000的高温 3相对分子（原子）质量的测定【例6】（08四川）某课外小组利用H2还原黄色的WO3粉末

13、测定W的相对原子质量，下图是测定装置的示意图，A中的试剂是盐酸。请回答下列问题。（1）仪器中装入的试剂：B_ 、C_、D_；（2）连接好装置后应首先_，其方法是_（3）“加热反应管E”和“从A瓶逐滴滴加液体”这两步操作应该先进行的是 _。在这两步之间还应进行的操作是_；（4）反应过程中G管逸出的气体是_，其处理方法是_（5）从实验中测得了下列数据 空E管的质量a ； E管和WO3的总质量b ；反应后E管和W粉的总质量c（冷却到室温称量）；反应前F管及内盛物的总质量d ；反应后F管及内盛物的总质量e由以上数据可以列出计算W的相对原子质量的两个不同计算式（除W外，其他涉及的元素的相对原子质量均为已

14、知）：计算式1：Ar(W)_；计算式2：Ar(W)_。（1）锌粒， 水，浓硫酸；（2）检查气密性，将G弯管浸没在盛有水的烧杯中，温热烧瓶B，观察G管口，若有气泡逸出，说明装置的气密性良好；（3）先从A瓶逐滴滴加液体； 检验H2的纯度（4）氢气；在G管出口处点燃；（5）   【例7】（08重庆）某学习小组用如图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。（1）A中试剂为 .（2）实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是 .（3）检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：记录C的液面位置；将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；待B中不再有气体产生并恢

15、复至室温后，记录C的液面位置；由A向B中滴加足量试剂；检查气密性，上述操作的顺序是 ；（填序号）记录C的液面位置时，除视线平视外，还应 .（4）B中发生反应的化学方程式为 .（5）若实验用铝镁合金的质量为a g,测得氢气体积为b ml（已换算为标准状况），B中剩余固体的质量为cg，则铝的相对原子质量为 .（6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将 .（填“偏大”、“偏小”、“不受影响”）（1）NaOH溶液.（2）除去铝镁合金表面的氧化膜.（3）（2分）；使D和C的液面相平（4）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2或2Al+2OH-+2H2O=2AlO2 +

16、3H2（5）（6）偏小.4化学式的测定【例8】（09广东）某实验小组利用如下装置（部分固定装置略）制备氮化钙（Ca3N2），并探究其实验式。（1）按图连接好实验装置。检查装置的气密性，方法是 。（2）反应过程中末端导管必须插入试管A的水中，目的是 。（3）制备氮化钙的操作步骤是：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： 计算得到实验式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： 。（1）关闭活塞，微热反应管，试管A中有气泡冒出，停止加热。冷却后若末端导管中水柱上升且高度保持不变，说明装置气

17、密性良好。（2）防止反应过程中空气进入反应管，便于观察N2的流速（3）熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通入氮气，并关闭活塞K。（4）2.80 O2和N2分别与等量的Ca反应，生成CaO的质量高于Ca3N2，会导致计算出的n（N）偏大，所以n（Ca）/n（N）3/2，既x3.或O2与Ca反应生成CaO中Ca的质量分数比Ca3N2的小，使计算结果偏小。【解析】（1）见答案；（2）要保证整个装置不能混入其他气体；（3）一定要使玻璃管冷却后再停止通入气流；（4）要确定X值必须求出钙和氮的原子个数比根据题目给的数据可做如下计算m(Ca)=(15.08-14.80)g=0.28g，m(N)= (15.15-15.08)g=0.07g，则n(Ca)：n(N)= ：=7：5，则x=；若通入的N2中混有少量O2，则产物中就有可能混有了CaO，而Ca3N2中钙的质量分数为81.08，CaO中钙的质量分数为71.43，所以产物中混有了CaO会导致钙的质量分数减小，x的值偏小。5气体中某一成分含量的测定【例9】工业上测量SO2、N2、O2混合气体中SO2含量的装置如下图：反应管中装有碘的淀粉溶液。SO2和I2发生的反应为（N2、O2不与I2反应）：SO2I22H2OH2SO42HI（1）混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体积等于_的体积（填写气体的分子式