最新高考化学精品资料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】(2013·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( )①取a克混合物充分加热,减重b克②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③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④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⑤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⑥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.②③ B.④⑤⑥ C.③⑤ 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①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,②正确;③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;④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,④正确;⑤中由于少量CO2溶于水,无法测定Na2CO3、NaHCO3产生CO2的总体积,⑤不正确;⑥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,⑥正确。
答案 C【典例2】(2013·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。
Ⅰ.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_____________________________________________________________________。
Ⅱ.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。
2+2H2O(或Al(OH)3+OH-===[Al(OH)4]-)答案Ⅰ.(1)Al(OH)3+OH-===AlO-(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Ⅱ.(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===BaC O3↓+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a10 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 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+ 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。
①方案一________(填“准确”、“不准确”或“不一定准确”),理由是______________________________________________________________;②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)1.45a 1.40a(4)①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②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:KMnO4+7→Mn +2SO4 Fe +2SO4→Fe2+3(SO4)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 L22.4 L·mol-1因此m(Fe)=0.5822.4 mol×56 g·mol-1=1.45 g故铁片中铁的质量分数为1.45a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-1a 10g =1.40a(4)①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。
②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。