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定量分析及方案设计类实验专题突破


1 n(O2)
4 0.004 5 L×0.010 00 mol·L-1
则 n(O2)=14×0.004 5 L×0.010 00 mol·L-1
DO=14×0.004
5
L×0.010 00 0.04
mol·L-1×32 L
g·mol-1 =9.0×10-3
g·L-1=9.0
mg·L-1
高于 5 mg·L-1,故此次测得 DO 达标。
第(5)(6)问考查中和滴定的实验操作及滴定终点的判断
中和滴定一般采用重复滴定 2~3 次来减小滴定误差,用 Na2S2O3 溶液进行滴定时,I2 的量 逐渐减小至消失时为滴定终点,此时的现象是蓝色消失且半分钟内不变色。
第(6)问考查多步反应方程式的计算
根据题中所给的反应方程式得出关系式:
2Mn2+~O2~2MnO(OH)2~2I2~4Na2S2O3
【典例1】 (天津高考)水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标,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5 mg/L。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。
1.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 I2,③2S2O23-+I2===S4O26-+2I-。 2.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 200 mL 水样。
①提出合理假设。
假设1:______铁___元__素__的___存__在__形___式__为___F_e_单__质____________________________; 假设2:______铁___元__素__的___存__在__形___式__为___F_e_O______________________________; 假设3:______铁___元__素__的___存__在__形___式__为___F_e_与__F__e_O__的__混__合___物_________________。
位小数)。作为饮用水源,此次测得DO是否达标:___是_____(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,写出产生此误差的原因(用离子方程式表示,至少写出2 个)___2_H_+_+__S_2O__==_=_S_↓__+_S_O2↑+_H_2O_、__S_O_2_+_I_2+__2_H_2_O_=_=_=4_H_+__+_S_O_+__2。I-、
(6)经测定,样品 X 中钴、氨和氯的物质的量之比为 1∶6∶3,钴的化合价为___+___3__。 制
备 X 的化学方程式为__________________;X 的制备过程中温度不能过高的原因是 ___温__度___过__高___,__H__2O_。2分解2C,o氨Cl2气+逸2N出H4Cl+10NH3+H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O
④实验效果是否明显。
④反应速率是否较快。
(3)安全性原则
(4)规范性原则
【典例2】 (2015·全国卷Ⅰ)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.4×10-2, K2 = 5.4×10- 5 。 草 酸 的 钠 盐 和 钾 盐 易 溶 于 水 , 而 其 钙 盐 难 溶 于 水 。 草 酸 晶 体 (H2C2O4·2H2O)无色,熔点为101 ℃,易溶于水,受热脱水、升华,170 ℃以上分解。 回答下列问题:
(5)步骤f为
MnO(OH)2+2II--++4HH++======MMnn22++++II22++3HH2O2O
________重___复__步__骤___e_的__操__作___2_~__3_次____________________________。
(6)步骤e中达到滴定终点的标志为__溶_ 液蓝色褪去且半分钟内不__变_色__。若某 次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL,水样的DO=___9_._0___mg·L-1(保留一
②氯的测定:准确称取样品X,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为 指示剂,至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。 回答下列问题:
(1)装置中安全管的作用原理是__当__压__力__过__大__时。,安全管中液面上升,使A瓶中压力稳定
(2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时,应使用____碱____式滴定管,可使用的指示剂 为__为_____(__C_1。V1-wC2V2)x10-3x17 ×100%
(4)测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好,测定结果将___偏__低___(填
“偏高”或“偏低”)。
(5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是防__止__A_g_N__O_3_见__光__分__解;滴定终点时,若溶液中 c(Ag+)=2.0×10-5 mol·L-1,c(CrO24-)为2__.8_×___1_0_-m3ol·L-1。[已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.12× 10-12]
4H++4I-+O2===2I2+2H2O(任写其中2个)
[命题分析] 第(1)问考查化学实验的基本操作 气体的溶解度随温度升高而减小,故可将水加热煮沸法除去溶解在水中的O2。 第(2)问考查实验仪器的选择 测定步骤中加入的试剂为无氧溶液,且加入的水样要防止空气中氧气的干扰,故需要 隔绝空气,所以选用密封性较好的注射器。 第(3)问考查化学实验基本操作的作用 搅拌使物质混合均匀,加快化学反应的进行。 第(4)问考查氧化还原方程式的配平 MnO(OH)2中Mn的化合价为+4,能将I-氧化成I2,依据氧化还原方程式配平的方法配 平化学方程式MnO(OH)2+2I-+4H+===Mn2++I2+3H2O。
考点指导1 定量分析型综合实验 1.定量实验数据的测定方法
(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。
①常见测量气体体积的实验装置
②量气时应注意的问题 a.量气时应保持装置处于室温状态。 b.读数时要特别注意消除“压强差”,保持液面相平还要注意 视线与液面最低处相平。如上图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。
(2)为了使实验更安全、更严密,你认为该实验设计需要如何改进?
①___在__B__装__置__之___前__加__一___个__防___倒__吸__装___置__________________________________;
②___在__C_装__置__后__增__加__一__个__检__验__二__氧__化__碳__是__否__除__尽__的__装__置__(_或__盛__有__澄__清__石__灰__水__的__试__管。)
(3)固体产物中铁元素不可能以+3价形式存在,理由是________________________ ______有__还__原__性__气__体__C__O_生__成__,__能__将__三__价__铁__还__原__,__故__不__可__能__有__三__价__铁__存__在________。 现设计实验,探究固体产物中铁元素的存在形式。
第(7)问考查氧化还原滴定的误差分析
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, 酸性较强时 I-也可被空气中的 O2 氧化。
【对点训练】 1.三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷,它受热易分解,为
《定量分析及方案设计类实验专题突破》
【考情分析】
定量实验是将化学实验与化学计量有机的结合在一起测定物质化 学组成与含量的探究性实验,探究类实验主要探究物质分解的产物和 物质的性质;设计并完成实验报告包括补充实验步骤或实验步骤的排 序、选择试剂和现象的描述等。都是近几年高考命题的常考题型。如 2018·课标全国Ⅱ28,2018·课标全国Ⅲ26,2017.全国卷Ⅱ28等,此类 题设计实验目的性、实用性强,能给予学生较大的创造空间,更能激 发学生的学习兴趣,培养学生严谨求实的科学态度。
c.向烧瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4无氧溶液(过量)2 mL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2 mLH2SO4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40.00 mL溶液,以淀粉作指示剂,用0.010 00 mol·L-1 Na2S2O3溶液 进行滴定,记录数据。 f.…… g.处理数据(忽略氧气从水样中的溢出量和加入试剂后水样体积的变化)。
②某学生设计实验探究上述假设,除3%H2O2、蒸馏水外,还需要下列 试剂中的 _____1_._0_m__o_l·_L_-__1盐__酸__、__2_0_%__K__S_C__N_溶__液__、__0_._1_m__o_l·_L_-__1C__u_S_O__4溶__液______。
限选试剂:浓硫酸、1.0 mol·L-1HNO3、1.0 mol·L-1盐酸、1.0 mol·L- 1NaOH溶液、0.1 mol·L-1KI溶液、0.1 mol·L-1CuSO4溶液、 20%KSCN溶液。
2.(全国高考)某小组以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下, 合成了橙黄色晶体X。为确定其组成,进行如下实验。
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