高三化学036.doc

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期数： 0511 HXG3 036
学科：化学 年级：高三 编稿老师：张晓娟
审稿老师：曲宝琦

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复 习 篇

第六单元 化学实验方案的设计（十二）
《重要的定量实验-2》
复习篇
【基础知识梳理】
定量实验中的可测量有：混合气体或混合固体（液体）成分的定量测定；药品（样品）失效程度的定量测定；物质的有效成分的定量测定；环境污染指标的定量监测及其它与生活、科技、工农业、生物等密切关联的化学定量分析等。
（一）定量实验中的可测定的量：
1、物质的质量（天平称量）
2、液体的体积（一般用滴定管）
3、气体的体积
①难溶于水的气体用排水法收集气体，排出的水的体积等于收集的气体的体积，多采用量气装置（如下图）
②可通过干燥管、洗气瓶等装置的增重来测得被吸收气体的质量，从而换算出气体的体积。

（二）定量实验的误差分析
构成实验误差的因素是多方面的，中学阶段仅对由于操作不当引起的实验误差进行讨论和判断。中学化学对实验误差的考查主要从以下两个方面设题：（1）在假定实验过程中其他操均正确的前提下，判断（一般不考查分析过程）由于某一项操作不当，对实验结果的影响（偏高或偏低或无影响）；（2）已知实验产生了误差，判断在给定的一些操作中，可能是由哪项引起的。
误差判断的方法：一般是依据实验原理，对实验结果的数学表达式进行分析（属于公式法），先找出决定误差大小的有关量，再进一步研究该量的大小与某一项操作间的关系。
（三）解答定量实验综合题的一般方法
为了帮助同学们解答这类题，现归纳出以下解答步骤：
1、阅读题干，弄清目的量（即指实验需要测量的量）；
2、根据题给信息，寻找出涉及的化学反应原理；
3、根据化学反应原理，确定可测量；
4、从可测量出发设计实验，明确所需的仪器和药品；
5、用可测量通过化学反应原理求出目的量。
【难疑点悟及典型题解析】
例1、取某种出土文物表面上的一层物质11.1g，置于如下图所示A装置中进行如图所示的系列实验。根据实验结果，填写下列空白：

（1）B中无水CuSO4部分由白色变蓝色，且增长0.9g，是 的质量。C 中澄清石灰水变浑浊，C、D两装置共增重2.2g ，是 的质量，C和D两装置的作用是
，C装置还有另一个作用是 。A中样品最后变成黑色粉末，D中装置中出气导管无气体产物放出。则A中黑色粉末质量为 g。
（2）再将A中残留的黑色粉末在加热条件下用H2还原，黑色粉末变红色，同时有水生成。由此判断，此出土文物表面上的一层物质中含 等元素。其化学式可能是 。
答案：（1）H2O CO2 吸收CO2 检验CO2 8.0
（2）Cu、H、O、C Cu2(OH)2CO3由条件（1）中知有H、O元素，分解生成H2O，
n(H2O)=,有C元素，C有两个作用分别检验、吸收CO2，由（2）可知（1）中的黑色粉末是CuO，n(CuO)=，出土物质含有H、O、C、Cu元素；化学式为Cu2(OH)2CO3。
例2：实验内容：CuSO4晶体的制备和CuSO4溶解度的测定。
（一）CuSO4晶体的制备

（1）写出反应①中发生反应的化学方程式： 。
（2）你选用的制备途径是： 理由是 、 。
（3）步骤④中涉及的实验操作为 。
（二）CuSO4溶解度的测定。
（4）用下图所示仪器电解饱和CuSO4溶液，请画出正确的电路图。
（5）若饱和CuSO4溶液的质量为24g，实验测得：当电路中持续以4A的电流通电20min后，U形管中溶液恰好变为无色。计算该温度下CuSO4的溶解度为 。

实际反应中有部分电能转化为热能，在电解过程中会使溶液的温度升高，这对计算CuSO4溶解度是否会产生影响？ （“有”或“无”）。
（6）在完成电解实验后，利用上述仪器实现：Cu+H2SO4CuSO4+H2↑的反应，应怎样操作？ 。请写出相应的电极反应方程式（注明电极名称） 。
答案：（1）Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2↑+2H2O。
（2）途径二；①无污染气体产生；②耗硫酸量少。
（3）蒸发、结晶、过滤
（4）如右图：

（5）20g；无
（6）电源反接；阳极：Cu-2e-Cu2+；阴极：2H++2e-H2↑
例3某课外活动小组学生模拟呼吸面具中的原理制取氧化钠与潮湿二氧化碳反应，设计用下列仪器来制取氧气并测量氧气的体积。

上图中量气装置E是由甲、乙两根玻璃管组成，它们用橡皮管连通，并装入适量水、甲管有刻度(0~50mL)，供量气用；乙管可上下移动，以调节液面高低。实验室可供选用的药品还有：稀硫酸、盐酸、过氧化钠、碳酸钠、大理石、水。试回答：
(1)上述装置的连接顺序是(填各接口的编号，其中连接胶管及夹持装置均省略)：
____________________________________。
(2)装置C中放入的反应物是________和________。
(3)装置A的作用是________________，装置B的作用是________________。
(4)为了较准确地测量氧气的体积，除了必须检查整个装置的气密性之外，在读取反应前后甲管中液面的读数，求其差值的过程中，应注意___________和__________(填写字母编号)
a．视线与凹液面最低处相平
b．等待片刻，待乙管中液面不再上升时，立刻读数
c．读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平
d．读数时不一定使甲、乙两管液面相平
解析：(1)首先要明确各装置的作用，才能连接好仪器顺序。C用来产生CO2，B用来吸收挥发出的HCl气体，A吸收未反应的CO2，D产生O2，F测量产生的O2的体积。装置连接顺序是⑤③④⑥⑦②①⑧或⑤③④⑦⑥②①⑧。
(2)大理石和稀盐酸。
(3)A作用是吸收混在O2中未反应的CO2；B作用是吸收CO2中混有的HCl气体。
(4)a，c
【高考真题演练】
（2004、全国理综）抗击“非典”期间，过氧乙酸（CH3—O—OH）是广为使用的消毒剂。它可由H2O2和冰醋酸反应制取，所以在过氧乙酸中常含有残留的H2O2。测定产品中过氧乙酸浓度c0。涉及下列反应：
① □MnO4－＋□H2O2＋□H＋＝□Mn2＋＋□O2十□H2O
② H2O2＋2I－＋2H＋＝I2＋2H2O
③ CH3C—O—OH＋2I－＋2H＋＝CH3COOH＋I2＋H2O
请回答以下问题：
（l）配平反应①的离子方程式（配平系数填人以下方框内）：
□MnO4－＋□H2O2＋□H＋＝□Mn2＋＋□O2十□H2O
（2）用Na2S2O3标准溶液滴定I2时（反应④）选用的指示剂是 。
（3）取b0 mL待测液，用硫酸使溶液酸化，再用浓度为a1 mol·的KmnO4标准溶液滴定其中的H2O2，耗用的KMnO4体积为b1 mL（反应①，滴定过程中KmnO4不与过氧乙酸反应）。
另取b0 mL待测液，加入过量的KI，并用硫酸使溶液酸化，此时过氧乙酸和残留的H2O2都能跟KI反应生成I2（反应②和③）。再用浓度为a2 mol·的Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，耗用Na2S2O3溶液体积为b2 mL。
请根据上述实验数据计算过氧乙酸的浓度（用含a1、a2、b0、b1、b2的代数式表示）。
c0＝ 。
（4）为计算待测液中过氧乙酸的浓度c0，加入的KI的质量已过量但没有准确称量，是否影响测定结果 （填是或否）
答案：（1）2MnO4＋5H2O2＋6H＋＝2Mn2＋＋5O2十8H2O
（2）淀粉溶液
（3）
（4）否
（2004、全国统一理综）测定硫酸铜晶体（CuSO4·5H2O）里结晶水的含量，实验步骤为：①研磨 ②称量空坩埚和装有试样的坩埚的质量 ③加热 ④冷却 ⑤称量 ⑥重复③至⑤的操作，直到连续两次称量的质量差不超过0.1g为止 ⑦根据实验数据计算硫酸铜结晶水的含量。请回答下列问题：
（1）现有坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、玻璃棒、干燥器、药匙、硫酸铜晶体样品等实验用品，进行该实验时，缺少的实验用品是 。
（2）该实验中哪一步骤需要使用干燥器？使用干燥器的目的是什么？
答： 。
（3）实验步骤⑥的目的是 。
（4）若操作正确而实验测得的硫酸铜晶体中结晶水的含量偏低，其原因可能有（填入选项的编号）： 。
A．被测样品中含有加热不挥发的杂质 B．被测样品中含有加热易挥发的杂质
C．实验前被测样品已有部分失水 D．加热前所用的坩埚未完全干燥
答案：（1）研钵、托盘天平、酒精灯（答与不答火柴，不给分不扣分）
（2）冷却 防止吸水
（3）检验样品中的结晶水是否已经全部除去
（4）A、C
（2004、上海）某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样（已知试样质量为1.560g、锥形瓶和水的质量190.720g），利用左图装置测定混合物中Na2O2的质量分数，每隔相同时间读得电子天平的数据如表：

读数次数
质量（g）
锥形瓶
＋水＋
试样
第1次
192.214
第2次
192.164
第3次
192.028
第4次
192.010
第5次
192.010
（1）写出Na2O2和H2O反应的化学方程式
（2）计算过氧化钠质量分数时，必需的数据是
不必作第6次读数的原因是
（3）测定上述样品（1.560g）中Na2O2质量分数的另一种方案，其操作流程如下：

①操作Ⅱ的名称是
②需直接测定的物理量是
③测定过程中需要的仪器有电子天平、蒸发皿、酒精灯，还需要 、 （固定、夹持仪器除外）
④在转移溶液时，如溶液转移不完全，则Na2O2质量分数的测定结果 （填偏大、偏小或不变）。
答案：（1）2Na2O2＋2H2O→4NaOH＋O2↑
（2）试样质量 锥形瓶加水的质量
第4（或5）次读数（或用具体数值表示） 锥形瓶内质量已达恒重
（3）①蒸发 ②NaCl的质量 ③烧杯 玻璃棒 ④偏大
【本周达标训练（※）】
1、测量一定质量的铝锌合金与强酸溶液反应产生的氢气的体积，可以求得合金中铝和锌的质量分数。现有下列实验用品：中学化学实验常用仪器、800mL烧杯、100mL量筒、短颈玻璃漏斗、铜网、铝锌合金样品、浓盐酸(密度1.19g·cm－3)、水。按图所示装置(图中铁架、铁夹没有画出)进行实验，回答下列问题。(设合金样品全部反应，产生的气体不超过100mL)
(1)补充下列实验步骤，直到反应开始进行(铁架台和铁夹的安装可省略)：
①将称量后的合金样品用铜网小心包裹好，放在800mL烧杯底部，把短颈漏斗倒扣在样品上面。
(2)合金样品用铜网包裹的目的是：________________。
2、某化学反应2AB+D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0，反应物A的浓度（mol/L），随反应时间（min）的变化情况如下表：
实验序号
时间 温度
0
10
20
30
40
50
60
1
800℃
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800℃
C2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800℃
C3
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
820℃
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
据上述数据，完成下列填空：
（1）在实验1，反应在10至20分钟内平均速率为__________mol/(L·min)。
（2）在实验2，A的初始浓度C2=_______mol/L，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是______________________________。
（3）设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3_______v1(填>、=、<)，且C3________1.0mol/L(填>、=、<)。
（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是_____反应（选填“吸热”、“放热”）。理 _。
【本周达标训练（※※）】
3、一种胃药片的制酸剂为碳酸钙，其中所含的制酸剂质量的测定如下：①需配制0.1mol/L的HCl的溶液和0.1mol/L的NaOH溶液②每次取一粒(药片质量均相同）0.2g的此胃药片，磨碎后加入20mL蒸馏水③以酚酞为指示剂，用0.1mol/L的NaOH溶液滴定，需用VxmL达滴定终点，④加入25mL0.1mol/L的HCl溶液。
(1）写出全部实验过程的步骤 (写编号顺序）
(2）下图所示的仪器中配制0.1mol/L的HCl溶液和0.1mol/L的NaOH溶液肯定不需要的仪器是 (填序号)，配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是 (填仪器名称)

(3）配制上述溶液应选用的容量瓶规格分别为 (填字母）
A、50mL 50mL B、100 mL 100 mL
C、100 mL 150 mL D、250 mL 250 mL
(4）写出相关的化学反应方程式：
(5)胃药中含碳酸钙的质量为 g，(写出计算式)

4、某学生用邻苯二甲酸氢钾（ 相对分子质量为204.0）测定NaOH溶液的浓度，若NaOH溶液的浓度在0.1mol/L左右，滴定终点时溶液的pH约为9.1。
（1） 该学生用托盘天平称量邻苯二甲酸氢钾时，在左盘入有一个1g砝码，游码位置如图所示：

（2）将称好的邻苯二甲酸氢钾入于锥形瓶中，加适量水溶解，溶液无色，再加入指示剂 （从甲基橙、酚酞、石蕊中选择）1~2滴，用NaOH溶液滴定至终点，现象是 。
（3）该学生进行三次实验，所取固体质量均相同，填写下表：
实验编号
邻苯二甲酸氢钾质量(g)
待测NaOH溶液体积（mL）
1

18.2
2

17.1
3

16.9
（4）滴定中误差较大的是第 次实验，造成这种误差的可能原因是（只填定三种即可）
① ；
② ；
③ 。
（5）NaOH溶液的物质的量浓度为 （只列出计算，不必求出结果）。
5、溴乙烷(CH3CH2Br)是一种难溶于水、密度约为水的密度的1.5倍、沸点为38.4℃的无色液体。实验室由乙醇制溴乙烷的反应如下：
NaBr+H2SO4NaHSO4+HBr
CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
已知反应物的用量：NaBr(固体)0.3mol，乙醇0.25mol，浓硫酸36mL(98%，密度1.84g/cm3)，水25mL，其中乙醇的密度约为水的密度的4/5。试回答：
(1)仅用下图所示仪器安装制取和收集溴乙烷的装置，要求达到安全、损失少、不污染环境的目的。有关仪器的选择和连接顺序为(填数字)：________。
(2)写出不能选用的仪器(填仪器代码，如甲、乙……)及理由。
不能选用的仪器
理由

(3)反应时，若温度过高，可见有棕色气体产生。写出反应的化学方程式：_____
________________________________________________________。
(4)从棕黄色的粗溴乙烷制取无色的溴乙烷，应加入的试剂是________________，必须使用的仪器是___________________________________。
(5)本实验的产率为60%，则可制取溴乙烷________g。
6、如图所示，在2L某CuSO4、ZnSO4混合溶液中插入两根金属棒，左为铁棒，质量129g，右为Zn棒，质量为136.5g。在两根金属棒上端用导线连接，并有一用电器，所作功与所通过电量的平方根成正比，比例系数为2。已知溶液中CuSO4为1.8mol·L-1，而ZnSO4为1.5mol·L-1，求原电池放电完毕后所产生的功及溶液中各物质的量浓度。（说明：①假设体积不变；②不考虑金属析出物对电极的覆盖作用。）
参考答案
1、(1)②往烧杯中注入水，直至水面没过漏斗颈。(没答水面没过漏斗颈不给分)；③在100mL量筒中装满水，倒置在盛水的烧杯中(量筒中不应留有气泡)，使漏斗颈伸入量筒中。烧杯中水面到杯口至少保留约100mL空间。(只要加点的部分全答对即可，装满水的量筒怎样倒置在杯中不作要求)；④将长颈漏斗(或答玻璃棒)插入烧杯并接近烧杯底部，通过它慢慢加入浓盐酸，至有气体产生。
(2)使样品在反应时能保持在烧杯底适当的位置(或答避免反应时样品漂浮)
2、（1） 0.013 (2)1.0,催化剂 (3)>；>
（4）吸热；温度升高时，平衡向右移动
3、(1)①②④③②④③或②①④③②④③
(2)A C 烧杯 玻璃棒
(3)B (4)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O HCl＋NaOH=NaCl+ H2O
(5)平行操作实验2－3次。
0.125-0.005(V1+V2)/2 或0.125-0.005(V1+V2+V3)/3
4、（2）酚酞，无色变成粉红色且在0.5min内不褪色
（3）0.4 0.4 0.4 （4）第1次
①滴定管未用NaOH润洗，只用水洗
②滴定前滴定管尖嘴有气光，滴定后消失
③滴定终点判断不准，溶液呈红色（合理答案均给分）

（5）

5、(1)2—8—9—3—4—5
(2)甲：液体体积超过了甲烧瓶容积的2/3，戊：发生倒吸
(3)2HBr+H2SO4(浓) △ Br2↑+SO2↑+2H2O
(4)NaOH溶液，分液漏斗
(5)16.35
6、