新课改瘦专用2025版高考化学一轮复习第十章第四节性质探究与定量测定实验学案含解析

PAGEPAGE18第四节性质探究与定量测定试验考点(一)性质探究型试验知考情明学法性质探究型试验是高考命题的热点，也是备考的难点。题目常以生疏物质为载体，综合考查反应原理、提纯、除杂以及性质探究方面的问题。涉及问题面广，难度大小不一针对探究型试验的复习，平常要留意试验的积累，尤其是生疏物质的性质探究，做题时要知其然，更要知其所以然，有条件的学生，可以借阅参考《选修6》教材[考法感悟]1．(2024·全国卷Ⅱ)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。回答下列问题：(1)晒制蓝图时，用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂，以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为2K3[Fe(C2O4)3]eq\o(=,\s\up7(光照))2FeC2O4＋3K2C2O4＋2CO2↑；显色反应的化学方程式为_____________________________________________________________________。(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按如图所示装置进行试验。①通入氮气的目的是________________________________________________________。②试验中视察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置E中固体变为红色，由此推断热分解产物中肯定含有________、________。③为防止倒吸，停止试验时应进行的操作是_____________________________________________________________________________________________________________。④样品完全分解后，装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3，检验Fe2O3存在的方法是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。①称量mg样品于锥形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用cmol·L－1KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是__________________________。②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化，用cmol·L－1KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液VmL。该晶体中铁的质量分数的表达式为________________________________________________。解析：(1)Fe2＋的检验方法是加入K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色的Fe3[Fe(CN)6]2，反应的化学方程式为3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4。(2)①空气中含有O2，为防止Fe2＋被O2氧化，应先通入N2，隔绝空气，且使反应产生的气体全部进入后续装置。②B中澄清石灰水变浑浊，证明分解过程中产生CO2；F中澄清石灰水变浑浊，E中固体变为红色，说明E中发生反应：CuO＋COeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2，所以分解产物中肯定含有CO。③试验结束时，为了防止倒吸，应先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气。④检验Fe2O3的方法是取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3。(3)①滴定终点的现象是有粉红色出现且半分钟内不变色。②加入锌粉后将Fe3＋还原为Fe2＋，再用KMnO4溶液滴定，将Fe2＋氧化为Fe3＋，MnOeq\o\al(－,4)转化为Mn2＋，可得关系式：5Fe2＋～MnOeq\o\al(－,4)已知n(MnOeq\o\al(－,4))＝(cV×10－3)mol则n(Fe2＋)＝(5cV×10－3)mol则m(Fe2＋)＝(5cV×10－3×56)g该晶体中铁的质量分数w(Fe)＝eq\f(5cV×10－3×56g,mg)×100%＝eq\f(5cV×56,m×1000)×100%。答案：(1)3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]=Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4(2)①隔绝空气、使反应产生的气体全部进入后续装置②CO2CO③先熄灭装置A、E的酒精灯，冷却后停止通入氮气④取少许固体粉末于试管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液变红色，证明含有Fe2O3(3)①粉红色出现②eq\f(5cV×56,m×1000)×100%2．(2024·北京高考)试验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质。资料：K2FeO4为紫色固体，微溶于KOH溶液；具有强氧化性，在酸性或中性溶液中快速产生O2，在碱性溶液中较稳定。(1)制备K2FeO4(夹持装置略)①A为氯气发生装置。A中反应方程式是___________________________________(锰被还原为Mn2＋)。②将除杂装置B补充完整并标明所用试剂。③C中得到紫色固体和溶液。C中Cl2发生的反应有3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH=2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，另外还有___________________________________。(2)探究K2FeO4的性质①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，产生黄绿色气体，得溶液a，经检验气体中含有Cl2。为证明是否K2FeO4氧化了Cl－而产生Cl2，设计以下方案：方案Ⅰ取少量a，滴加KSCN溶液至过量，溶液呈红色方案Ⅱ用KOH溶液充分洗涤C中所得固体，再用KOH溶液将K2FeO4溶出，得到紫色溶液b，取少量b，滴加盐酸，有Cl2产生ⅰ.由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有________离子，但该离子的产生不能推断肯定是K2FeO4将Cl－氧化，还可能由___________________________产生(用方程式表示)。ⅱ.方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗涤的目的是________________________。②依据K2FeO4的制备试验得出：氧化性Cl2________FeOeq\o\al(2－,4)(填“>”或“<”)，而方案Ⅱ试验表明，Cl2和FeOeq\o\al(2－,4)的氧化性强弱关系相反，缘由是_________________________________。③资料表明，酸性溶液中的氧化性FeOeq\o\al(2－,4)>MnOeq\o\al(－,4)，验证明验如下：将溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振荡后溶液呈浅紫色。该现象能否证明氧化性FeOeq\o\al(2－,4)>MnOeq\o\al(－,4)。若能，请说明理由；若不能，进一步设计试验方案。理由或方案：_______________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①KMnO4被HCl还原为MnCl2，HCl被氧化为Cl2，反应的化学方程式为2KMnO4＋16HCl=2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。②应在装置B中加入饱和食盐水，以除去混在Cl2中的HCl。洗气时，气体应长管进、短管出。③过量的KOH还能与Cl2发生歧化反应，化学方程式为Cl2＋2KOH=KCl＋KClO＋H2O。(2)①ⅰ.滴加KSCN溶液，溶液变红，说明原溶液中含有Fe3＋。有Fe3＋生成，不能推断FeOeq\o\al(2－,4)肯定与Cl－发生了反应，依据题目给出的信息，K2FeO4在酸性或中性条件下，FeOeq\o\al(2－,4)会与H＋发生氧化还原反应生成Fe3＋和O2，离子方程式为4FeOeq\o\al(2－,4)＋20H＋=4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O。ⅱ.用KOH溶液洗涤可除去混在C所得固体中的ClO－。②碱性条件下，氧化性Cl2>FeOeq\o\al(2－,4)；而在酸性条件下，FeOeq\o\al(2－,4)的氧化实力增加，氧化性Cl2<FeOeq\o\al(2－,4)。由此可见，两者氧化性强弱关系相反，主要缘由是溶液的酸碱性不同。③理由：FeOeq\o\al(2－,4)在过量酸的作用下完全转化为Fe3＋和O2，溶液浅紫色肯定是MnOeq\o\al(－,4)的颜色。方案：向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4，视察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色。答案：(1)①2KMnO4＋16HCl=2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O②③Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O(2)①ⅰ.Fe3＋4FeOeq\o\al(2－,4)＋20H＋=4Fe3＋＋3O2↑＋10H2Oⅱ.解除ClO－的干扰②>溶液酸碱性不同③理由：FeOeq\o\al(2－,4)在过量酸的作用下完全转化为Fe3＋和O2，溶液浅紫色肯定是MnOeq\o\al(－,4)的颜色或方案：向紫色溶液b中滴加过量稀H2SO4，视察溶液紫色快速褪去还是显浅紫色[必备知能]1．探究试验中常见操作及缘由沉淀水洗的目的除去××(可溶于水)杂质沉淀用乙醇洗涤的目的a.减小固体的溶解度；b.除去固体表面吸附的杂质；c.乙醇挥发带走水分，使固体快速干燥冷凝回流的作用及目的防止××蒸气逸出脱离反应体系，提高××物质的转化率限制溶液pH的目的防止××离子水解；防止××离子沉淀；确保××离子沉淀完全；防止××溶解等“趁热过滤”后，有时先向滤液中加入少量水，加热至沸腾，然后再“冷却结晶”出目标产物的缘由稀释溶液，防止降温过程中杂质析出，提高产品的纯度加过量A试剂的缘由使B物质反应完全(或提高B物质的转化率)等温度不高于××℃的缘由温度过高××物质分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)或××物质挥发(如浓硝酸、浓盐酸)或××物质氧化(如Na2SO3等)或促进××物质水解(如AlCl3等)减压蒸馏(减压蒸发)的缘由减小压强，使液体沸点降低，防止××物质受热分解(如H2O2、浓硝酸、NH4HCO3等)蒸发、反应时的气体氛围抑制××离子的水解(如加热蒸发AlCl3溶液时需在HCl气流中进行，加热MgCl2·6H2O得MgCl2时需在HCl气流中进行等)配制某溶液前先煮沸水的缘由除去溶解在水中的氧气，防止××物质被氧化反应容器中和大气相通的玻璃管的作用指示容器中压强大小，避开反应容器中压强过大2.常考查操作的答题要点从溶液中得到晶体的操作蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤(包括水洗、冰水洗、热水洗、乙醇洗等)→干燥蒸发结晶的操作将溶液转移到蒸发皿中加热，并用玻璃棒不断搅拌，待有大量晶体出现时停止加热，利用余热蒸干剩余水分测溶液pH的操作取一小块pH试纸放在表面皿或玻璃片上，用蘸有待测溶液的玻璃棒点在(或用胶头滴管吸取待测液滴在)试纸中部，视察试纸颜色改变，并与标准比色卡对比滴定操作滴定时，左手限制滴定管活塞，右手振荡锥形瓶，眼睛凝视锥形瓶内溶液颜色的改变证明沉淀完全的操作静置，取沉淀后的上层清液，加入××试剂(沉淀剂)，若没有沉淀生成，说明沉淀完全洗涤沉淀的操作沿玻璃棒向漏斗(过滤器)中的沉淀上加蒸馏水至没过沉淀，静置使其全部滤出，重复操作数次检验沉淀是否洗涤干净的操作取最终一次洗涤液，加入××试剂(依据沉淀可能吸附的杂质离子，选择合适的检验试剂)，若没有××(特征现象)出现，证明沉淀已洗涤干净增大原料浸出率的措施搅拌、上升温度、延长浸出时间、增大气液或固液接触面积加热的目的加快反应速率或促进平衡向某个方向(一般是有利于生成物生成的方向)移动滴定终点溶液颜色改变的推断滴加最终一滴溶液时，溶液由××颜色变为××颜色，且半分钟内不变色[集训冲关]1．(2024·全国卷Ⅲ)绿矾是含有肯定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。某化学爱好小组对绿矾的一些性质进行探究。回答下列问题：(1)在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显改变。再向试管中通入空气，溶液渐渐变红。由此可知：_______________、__________________。(2)为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重，记为m1g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2g。按如图连接好装置进行试验。①仪器B的名称是________。②将下列试验操作步骤正确排序__________(填标号)；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3g。a．点燃酒精灯，加热 b．熄灭酒精灯c．关闭K1和K2 d．打开K1和K2，缓缓通入N2e．称量A f．冷却到室温③依据试验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x＝________(列式表示)。若试验时按a、d次序操作，则使x________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(3)为探究硫酸亚铁的分解产物，将(2)中已恒重的装置A接入如图所示的装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。试验后反应管中残留固体为红色粉末。①C、D中的溶液依次为________(填标号)。C、D中有气泡冒出，并可视察到的现象分别为________________________________________________________________________。a．品红b．NaOHc．BaCl2d．Ba(NO3)2e．浓H2SO4②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式：___________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)绿矾溶液中加入KSCN溶液，溶液颜色无明显改变，说明样品中不含三价铁；再向试管中通入空气，溶液渐渐变红，说明FeSO4易被空气中的氧气氧化。(2)①仪器B是干燥管。②依据试验目的及绿矾易被氧化的性质可知，试验时先打开K1和K2，缓缓通入N2排出装置中的空气，避开空气中的氧气将绿矾氧化；再点燃酒精灯进行加热；一段时间后熄灭酒精灯，冷却至室温，关闭K1和K2，再称量A。故正确的操作依次是dabfce。③依据题意，绿矾样品的质量为(m2－m1)g，绿矾中结晶水的质量为(m2－m3)g，则FeSO4的质量为(m3－m1)g，设绿矾的化学式为FeSO4·xH2O，则FeSO4·xH2Oeq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())FeSO4＋xH2O15218x(m3－m1)g(m2－m3)geq\f(152,m3－m1g)＝eq\f(18x,m2－m3g)，解得x＝eq\f(76m2－m3,9m3－m1)。假如试验时依据a、d次序操作，则部分绿矾被氧化，导致m3增大，则测出结晶水的值x会偏小。(3)试验后残留的红色固体是Fe2O3。依据氧化还原反应规律，反应中硫元素的化合价必定降低，生成SO2。依据得失电子守恒和元素守恒可写出反应的化学方程式：2FeSO4eq\o(=,\s\up7(高温))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。由于SO3极易溶于水且能与水反应生成H2SO4，欲检验SO2和SO3，必需先用BaCl2溶液检验SO3，再用品红溶液检验SO2。答案：(1)样品中没有Fe(Ⅲ)Fe(Ⅱ)易被氧气氧化为Fe(Ⅲ)(2)①干燥管②dabfce③eq\f(76m2－m3,9m3－m1)偏小(3)①c、a生成白色沉淀、褪色②2FeSO4eq\o(=,\s\up7(高温))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑2．氰化物有剧毒，冶金工业会产生大量含氰化物的废水，其中氰化物以CN－等形式存在于废水中。某化学小组同学对含氰化物废水处理进行探讨。Ⅰ.查阅资料：含氰化物的废水破坏性处理方法。利用强氧化剂将氰化物氧化为无毒物质，如以TiO2为催化剂用NaClO将CN－氧化成CNO－(CN－和CNO－中N元素均为－3价)，CNO－在酸性条件下接着与NaClO反应生成N2、CO2、Cl2等。Ⅱ.试验验证：破坏性处理CN－的效果。化学爱好小组的同学在密闭系统中用如图装置进行试验，以测定CN－被处理的百分率，试验步骤如下：步骤1：取肯定量废水进行加热蒸发、浓缩。步骤2：取浓缩后含CN－的废水与过量NaClO溶液的混合液共200mL(设其中CN－的浓度为0.2mol·L－1)倒入甲中，塞上橡皮塞。步骤3：点燃酒精灯对丁装置加热。步骤4：打开甲上的橡皮塞和活塞，使甲中溶液全部放入乙中，关闭活塞。步骤5：打开活塞K，通一段时间N2，关闭活塞K。步骤6：试验完成后测定干燥管Ⅰ(含碱石灰)的质量m2[试验前干燥管Ⅰ(含碱石灰)的质量m1]。回答下列问题：(1)在破坏性处理方法中，在酸性条件下NaClO和CNO－反应的离子方程式为2CNO－＋6ClO－＋8H＋=2CO2↑＋N2↑＋3Cl2↑＋4H2O，请标出反应中电子转移的方向和数目：___________________________________________________________________。(2)对丁装置加热放在步骤3进行的缘由是______________________________________________________________。(3)丙装置中的试剂是____________。(4)干燥管Ⅱ的作用是_____________________________________________________。(5)请简要说明试验中通入N2的目的是___________________________________________________________________________________________________________________。(6)若干燥管Ⅰ中碱石灰增重1.408g，则该试验中测得CN－被处理的百分率为________。解析：(1)依据题意可知，酸性条件下CNO－与NaClO反应生成N2、CO2和Cl2，电子转移的方向和数目如下：(2)装置丁的作用是利用铜与Cl2反应，除去乙中反应生成的气体中混有的Cl2，故乙中反应之前应先点燃酒精灯对丁装置加热，防止干燥管Ⅰ汲取Cl2，影响CO2质量的测定。(3)试验原理为测量干燥管Ⅰ汲取的CO2的质量确定对CN－的处理效果，由于乙装置中产生N2、CO2、Cl2、H2O，Cl2与H2O都能被碱石灰汲取，影响CO2质量的测定。所以进入干燥管Ⅰ的气体应除去Cl2与H2O，用浓硫酸吸H2O，用铜丝除去Cl2，故丙装置中的试剂是浓硫酸。(4)干燥管Ⅰ的作用是汲取CO2，测定产生的CO2的质量，空气中的CO2、水蒸气进入干燥管Ⅰ会干扰试验，干燥管Ⅱ的作用是防止空气中的CO2、水蒸气进入干扰试验。(5)装置中残留有CO2未被完全汲取，导致测定的CO2质量偏低，通入N2使装置中的CO2全部被排到干燥管Ⅰ中被汲取，削减误差。(6)干燥管Ⅰ中碱石灰增重1.408g为CO2的质量，物质的量为eq\f(1.408g,44g·mol－1)＝0.032mol，依据碳原子守恒可知被处理的CN－的物质的量为n(CN－)＝n(CO2)＝0.032mol，原溶液中CN－的物质的量为0.2L×0.2mol·L－1＝0.04mol，所以该试验中测得CN－被处理的百分率为eq\f(0.032mol,0.04mol)×100%＝80%。答案：(1)(2)将产生的氯气刚好除去(3)浓硫酸(4)防止空气中的水和CO2进入干燥管Ⅰ中影响对CO2的测量(5)使装置中的CO2全部被排到干燥管Ⅰ中被汲取，削减误差(6)80%3．(2024·乐山调研)莫尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O](浅绿色)常用作化学试剂、医药以及用于冶金、电镀等。某课题组通过试验来探究莫尔盐晶体加热时的分解产物，回答下列问题：(1)甲同学提出猜想：分解产物可能是N2、Fe2O3、SO3、H2O四种物质。你是否同意并说明理由_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)乙同学设计了如图装置：①其中A装置中的固体变为红棕色，则固体产物中含有________________；C装置中红色褪去，说明气体产物中含有________________。②为验证A中残留物是否含有FeO，须要选的试剂有________。A．KSCN溶液 B．浓盐酸C．KMnO4溶液 D．稀硫酸(3)丙同学想利用乙同学的装置证明分解产物中含有氨气，只需更换B、C中的试剂即可，则更换后的试剂B为____________，C为____________。(4)丁同学认为莫尔盐晶体分解的气体产物中含有SO3(g)、SO2(g)及N2。为了进行验证，丁同学选用乙同学的A装置和如图装置组装后进行试验。①丁同学的试验中，装置依次连接的合理依次为A、________。②装置F中，足量盐酸的作用是________________________________________________。解析：(1)甲同学提出猜想：分解产物可能是N2、Fe2O3、SO3、H2O四种物质，这四种产物的生成只有化合价的上升没有化合价降低，不符合氧化还原反应规律。(2)①Fe2O3固体为红棕色，所以固体产物中含有Fe2O3；品红溶液褪色，说明生成了SO2气体。②A中残留物先加入稀硫酸，若有FeO，则生成硫酸亚铁，再加入KMnO4溶液，Fe2＋被氧化，高锰酸钾被还原，溶液褪色，证明含有Fe2＋，原固体中含有FeO。(3)装置B中加入碱石灰，汲取SO2气体，然后利用NH3的水溶液显碱性，使红色石蕊溶液变蓝，证明有NH3生成。(4)①A装置后假如干脆连接带有溶液的装置可能会发生倒吸，因此A装置后应连接平安瓶H，因SO3易溶于水，可知应先用Ba2＋检验SO3，混合气体先通过F装置，检验SO2应选用品红溶液，F后接D，因SO2是有毒气体，D后接E，汲取SO2气体，最终连接G，检验是否有N2生成。②装置F中，足量盐酸的作用是增加溶液的酸度，削减SO2的溶解。答案：(1)不同意；这四种产物的生成只有化合价的上升没有化合价降低(2)①Fe2O3SO2②CD(3)碱石灰红色石蕊溶液(4)①HFDEG②增加溶液的酸度，削减SO2的溶解考点(二)含量测定型试验知考情明学法定量分析型试验，除考查元素化合物、反应原理、化学试验的相关学问外，化学计算也是高考的重要考查内容。尤其是常见的计算方法、数据处理、误差分析，更是命题者眼中的“热点”娴熟驾驭常见定量试验中出现的试验操作留意点，特殊是酸碱中和滴定过程中指示剂的选择、终点的推断、数据的处理等，及沉淀剂的选择、沉淀的洗涤、推断沉淀洗涤干净的方法、误差分析等都是常见的考点[考法感悟]1．(2024·全国卷Ⅲ)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O，M＝248g·mol－1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题：(1)已知：Ksp(BaSO4)＝1.1×10－10，Ksp(BaS2O3)＝4.1×10－5。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质，选用下列试剂设计试验方案进行检验：试剂：稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液试验步骤现象①取少量样品，加入除氧蒸馏水②固体完全溶解得无色澄清溶液③_____________________④____________________，有刺激性气体产生⑤静置，________________⑥______________________(2)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下：①溶液配制：称取1.2000g某硫代硫酸钠晶体样品，用新煮沸并冷却的蒸馏水在____________中溶解，完全溶解后，全部转移至100mL的__________中，加蒸馏水至________________________________________________________________________。②滴定：取0.00950mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液20.00mL，硫酸酸化后加入过量KI，发生反应：Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6I－＋14H＋=3I2＋2Cr3＋＋7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色，发生反应：I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－。加入淀粉溶液作为指示剂，接着滴定，当溶液____________，即为终点。平行滴定3次，样品溶液的平均用量为24.80mL，则样品纯度为________%(保留1位小数)。解析：(1)Na2S2O3·5H2O晶体样品中含有SOeq\o\al(2－,4)，在SOeq\o\al(2－,4)的检验过程中应防止加入氧化剂，如H2O2，会把S2Oeq\o\al(2－,3)氧化为SOeq\o\al(2－,4)，也要防止加入稀H2SO4而引入SOeq\o\al(2－,4)，所以样品加水溶解后应加入过量稀盐酸，发生反应：S2Oeq\o\al(2－,3)＋2H＋=S↓＋SO2↑＋H2O。取上层清液滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀：Ba2＋＋SOeq\o\al(2－,4)=BaSO4↓，证明溶液中存在SOeq\o\al(2－,4)。(2)①配制肯定物质的量浓度的溶液，应当在烧杯中溶解，冷却至室温后，转移至100mL的容量瓶中，加水至距刻度线1～2cm处，改用胶头滴管滴加至溶液的凹液面最低处与刻度线相平。②加入淀粉作指示剂，淀粉遇I2变蓝色，加入的Na2S2O3样品与I2反应，当I2消耗完后，溶液蓝色褪去，即为滴定终点。由反应Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋6I－＋14H＋=3I2＋2Cr3＋＋7H2OI2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－得关系式：Cr2Oeq\o\al(2－,7)～3I2～6S2Oeq\o\al(2－,3)160．00950mol·L－1×0.02L0.00950mol·L－1×0.02L×6硫代硫酸钠样品溶液的浓度为eq\f(0.00950mol·L－1×0.02L×6,0.0248L)，样品的纯度为eq\f(\f(0.00950mol·L－1×0.02L×6,0.0248L)×0.1L×248g·mol－1,1.2000g)×100%＝95.0%。答案：(1)③加入过量稀盐酸④出现乳黄色浑浊⑤(吸)取上层清液，滴入BaCl2溶液⑥产生白色沉淀(2)①烧杯容量瓶刻度②蓝色褪去95.02．(2024·全国卷Ⅰ)凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量。已知：NH3＋H3BO3=NH3·H3BO3；NH3·H3BO3＋HCl=NH4Cl＋H3BO3。回答下列问题：(1)a的作用是____________________。(2)b中放入少量碎瓷片的目的是____________。f的名称是____________。(3)清洗仪器：g中加蒸馏水；打开k1，关闭k2、k3，加热b，蒸气充溢管路；停止加热，关闭k1，g中蒸馏水倒吸进入c，缘由是________________________________；打开k2放掉水。重复操作2～3次。(4)仪器清洗后，g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂。铵盐试样由d注入e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗d，关闭k3，d中保留少量水。打开k1，加热b，使水蒸气进入e。①d中保留少量水的目的是_______________________。②e中主要反应的离子方程式为_______________________________________________，e采纳中空双层玻璃瓶的作用是_______________________________________________。(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定，滴定g中汲取液时消耗浓度为cmol·L－1的盐酸VmL，则样品中氮的质量分数为________%，样品的纯度≤________%。解析：(1)导管a与大气相通，其作用是避开烧瓶内气压过大，发生危急。(2)加热液体时加入碎瓷片，其作用是防止液体暴沸。冷凝管有直形冷凝管和球形冷凝管等，要指明。(3)停止加热，瓶内水蒸气冷凝，气体压强减小，会引起g中液体倒吸入c中，利用蒸馏水倒吸来洗涤仪器e、f。(4)①止水夹k3处可能漏气，导致测定的N元素养量分数偏低，故d中保留少量水起液封作用，防止氨气逸出。②e中发生的主要反应是铵盐与氢氧化钠反应，须要加热，使氨气全部逸出。“中空双层玻璃瓶”比较生疏，可以联想平常生活中保温玻璃瓶来分析问题。(5)n(N)＝n(NH3)＝n(HCl)＝eq\f(cV,1000)mol，w(N)＝eq\f(\f(cV,1000)mol×14g·mol－1,mg)×100%＝eq\f(1.4cV,m)%。C2H5NO2的相对分子质量为75，w(C2H5NO2)＝eq\f(1.4cV,m)%×eq\f(75,14)＝eq\f(7.5cV,m)%。答案：(1)避开b中压强过大(2)防止暴沸直形冷凝管(3)c中温度下降，管路中形成负压(4)①液封，防止氨气逸出②NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up7(△),\s\do5())NH3↑＋H2O保温使氨完全蒸出(5)eq\f(1.4cV,m)eq\f(7.5cV,m)[必备知能]1．定量试验数据的测量方法(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。①常见测量气体体积的试验装置②量气时应留意的问题a．量气时应保持装置处于室温状态。b．读数时要特殊留意消退“压强差”，保持液面相平还要留意视线与液面最低处相平。如图中(Ⅰ)(Ⅳ)应使左侧和右侧的液面高度保持相平。(3)测气体质量法将生成的气体通入足量的汲取剂中，通过称量试验前后汲取剂的质量，求得所汲取气体的质量，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。2．定量试验数据的处理方法(1)看数据是否符合测量仪器的精度特点，如用托盘天平测得质量的精度为0.1g，若精度值超过了这个范围，说明所得数据是无效的。(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。(4)看所得数据的测试环境是否一样，特殊是气体体积数据，只有在温度、压强一样的状况下得出的数据才能进行比较、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须要舍去。3．定量试验题的解题流程[集训冲关]1．(2014·北京高考)碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。(1)采纳装置A，在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。①气体a的成分是____________。②若钢样中硫以FeS形式存在，A中反应：3FeS＋5O2eq\o(=,\s\up7(高温))1________＋3________。(2)将气体a通入测硫装置中(如图)，采纳滴定法测定硫的含量。①H2O2氧化SO2的化学方程式：___________________________。②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗zmLNaOH溶液。若消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为y克，则该钢样中硫的质量分数：________。(3)将气体a通入测碳装置中(如图)，采纳重量法测定碳的含量。①气体a通过B和C的目的是_____________________________________________。②计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是___________________________________。解析：(1)①依据题给信息可知气体a的成分为CO2、SO2和过量的O2。②依据原子守恒和得失电子守恒配平方程式：3FeS＋5O2eq\o(=,\s\up7(高温))Fe3O4＋3SO2。(2)①过氧化氢具有氧化性，二氧化硫具有还原性，二者发生氧化还原反应生成硫酸。②消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为yg，则消耗zmLNaOH溶液相当于硫的质量为yzg，所以钢样中硫的质量分数为eq\f(yz,x)。(3)①整个装置要精确测定CO2的含量，故须要解除干扰气体SO2，由题给装置可知，活性二氧化锰的作用是除去气体a中的SO2，重铬酸钾和浓硫酸的作用是检验SO2是否除尽。②通过测量二氧化碳汲取瓶汲取CO2前、后的质量计算出钢样中碳的质量分数。答案：(1)①O2、SO2、CO2②Fe3O4SO2(2)①H2O2＋SO2=H2SO4②eq\f(yz,x)(3)①解除SO2对CO2测定的干扰②汲取CO2前、后汲取瓶的质量2．(2024·天津高考)水中溶氧量(DO)是衡量水体自净实力的一个指标，通常用每升水中溶解氧分子的质量表示，单位mg·L－1。我国《地表水环境质量标准》规定，生活饮用水源的DO不能低于5mg·L－1。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略)，测定某河水的DO。Ⅰ.测定原理：碱性条件下，O2将Mn2＋氧化为MnO(OH)2：①2Mn2＋＋O2＋4OH－=2MnO(OH)2↓酸性条件下，MnO(OH)2将I－氧化为I2：②MnO(OH)2＋I－＋H＋→Mn2＋＋I2＋H2O(未配平)用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2：③2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－Ⅱ.测定步骤：a．安装装置，检验气密性，充N2排尽空气后，停止充N2。b．向烧瓶中加入200mL水样。c．向烧瓶中依次快速加入1mLMnSO4无氧溶液(过量)、2mL碱性KI无氧溶液(过量)，开启搅拌器，至反应①完全。d．搅拌并向烧瓶中加入2mLH2SO4无氧溶液，至反应②完全，溶液为中性或弱酸性。e．从烧瓶中取出40.00mL溶液，以淀粉作指示剂，用0.01000mol·L－1Na2S2O3溶液进行滴定，记录数据。f．……g．处理数据(忽视氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的改变)。回答下列问题：(1)配制以上无氧溶液时，除去所用溶剂水中氧的简洁操作为________。(2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是________。①滴定管②注射器③量筒(3)搅拌的作用是____________________________________________________________。(4)配平反应②的方程式，其化学计量数依次为__________________________________。(5)步骤f为________________________。(6)步骤e中达到滴定终点的标记为__________________________________________。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50mL，水样的DO＝______mg·L－1(保留一位小数)。作为饮用水源，此次测得DO是否达标：________(填“是”或“否”)。(7)步骤d中加入H2SO4溶液反应后，若溶液pH过低，滴定时会产生明显的误差。写出产生此误差的缘由(用离子方程式表示，至少写出2个)______________________________________________________________________________________________________。解析：(1)气体的溶解度随温度上升而减小，故可用将水加热煮沸法除去溶解在溶剂水中的氧气。(2)测定步骤中加入的试剂均为无氧溶液，且加入的水样要防止空气中氧气的干扰，故须要隔绝空气，所以选用密封性较好的注射器。(3)搅拌能够使物质混合匀称，加快化学反应的进行。(4)MnO(OH)2中Mn显＋4价，2molI－化合价上升2价生成I2，故依据化合价升降总数相等和元素守恒、电荷守恒配平方程式为MnO(OH)2＋2I－＋4H＋=Mn2＋＋I2＋3H2O。(5)中和滴定一般采纳重复滴定2～3次来减小滴定误差。(6)用Na2S2O3溶液进行滴定时，I2的量渐渐减小至消逝时为滴定终点，此时的现象是蓝色消逝且半分钟内不变色。依据题中所给反应方程式得关系式：2Mn2＋～O2～2MnO(OH)2～2I2～4Na2S2O314n(O2)0.0045L×0.01000mol·L－1eq\f(1,nO2)＝eq\f(4,0.0045L×0.01000mol·L－1)，则n(O2)＝eq\f(1,4)×0.0045L×0.01000mol·L－1，则DO＝eq\f(\f(1,4)×0.0045L×0.01000mol·L－1×32g·mol－1,0.04L)＝9.0×10－3g·L－1＝9.0mg·L－1，依据生活饮用水的DO不低于5mg·L－1知，此次测得的DO达标。(7)Na2S2O3在酸性条件下可以发生歧化反应生成S和SO2，且生成的SO2可被I2氧化。另外，在酸性条件下I－也可被氧气氧化。答案：(1)将溶剂水煮沸后冷却(2)②(3)使溶液混合匀称，快速完成反应(4)1,2,4,1,1,3(5)重复步骤e的操作2～3次(6)溶液蓝色褪去(半分钟内不变色)9.0是(7)2H＋＋S2Oeq\o\al(2－,3)=S↓＋SO2↑＋H2O、SO2＋I2＋2H2O=4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)＋2I－、4H＋＋4I－＋O2=2I2＋2H2O(任写其中2个)3．(2024·肇庆模拟)磷化铝、磷化锌、磷化钙与水反应产生高毒的PH3气体(熔点为－132℃，还原性强、易自燃)，可用于粮食熏蒸杀虫。卫生平安标准规定：当粮食中磷化物(以PH3计)的含量低于0.05mg·kg－1时算合格。可用以下方法测定粮食中残留的磷化物含量：[操作流程]安装汲取装置→PH3的产生与汲取→转移KMnO4汲取溶液→亚硫酸钠标准溶液滴定。[试验装置]C中盛100g原粮，D中盛有20.00mL1.12×10－4mol·L－1KMnO4溶液(H2S