专题16.3 定量分析型综合实验题-【十年高考】备战2022年高考化学真题分类解析与应试策略（Word版）

考点 定量分析型综合实验题　 　　定量实验是将化学实验与化学计量有机地结合在一起测定物质化学组成与含量的探究性实验,是近几年高考命题的常考题型。先通过实验测出相关的有效数据﹐然后经计算得出物质的组成与含量。由于定量实验目的性、实用性强,更能激发学生的学习兴趣﹐培养学生严谨求实的科学态度。因此复习过程中要注意从定性实验拓展到定量实验的探讨。 1.(2021·全国甲,27,15分,难度★★★★★)胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水,难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾,并测定其结晶水的含量。回答下列问题: (1)制备胆矾时,用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外,还必须使用的仪器有　　　(填标号)。  　　　　　　　　　　　　　　　 A.烧杯 B.容量瓶 C.蒸发皿 D.移液管 (2)将CuO加入到适量的稀硫酸中,加热,其主要反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　,与直接用废铜和浓硫酸反应相比,该方法的优点是　　　　　　　　　　　。  (3)待CuO完全反应后停止加热,边搅拌边加入适量H2O2,冷却后用NH3·H2O调pH为3.5~4,再煮沸10 min,冷却后过滤。滤液经如下实验操作:加热蒸发、冷却结晶、　　　　、乙醇洗涤、　　　　,得到胆矾。其中,控制溶液pH为3.5~4的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,煮沸10 min的作用是　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)结晶水测定:称量干燥坩埚的质量为m1,加入胆矾后总质量为m2,将坩埚加热至胆矾全部变为白色,置于干燥器中冷至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为m3。根据实验数据,胆矾分子中结晶水的个数为　　　　　　(写表达式)。  (5)下列操作中,会导致结晶水数目测定值偏大的是　　　　(填标号)。  ①胆矾未充分干燥　②坩埚未置于干燥器中冷却　③加热时有少量胆矾迸溅出来 答案(1)AC (2)CuO+H2SO4CuSO4+H2O　不产生SO2(硫酸利用率高) (3)过滤　干燥　除尽铁和抑制CuSO4水解 破坏Fe(OH)3胶体易于过滤 (4) (5)①③ 解析(1)原料与稀硫酸反应在烧杯中进行,其中稀硫酸用量筒量取,充分反应后需过滤除去不溶性杂质,用到烧杯、漏斗、玻璃棒,胆矾从溶液中析出需要蒸发滤液,蒸发滤液需要用到蒸发皿、玻璃棒、酒精灯,故选AC。 (2)CuO与稀硫酸在加热时反应的化学方程式为CuO+H2SO4CuSO4+H2O;铜与浓硫酸在加热条件下反应的化学方程式为Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O,硫酸利用率低且产生的SO2会污染大气。将工业废铜焙烧得到CuO,再用稀硫酸溶解CuO,可以避免生成SO2,同时可提高硫酸利用率。 (3)从滤液中获得胆矾的实验操作包括:加热蒸发、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤、干燥。由于焙烧废铜得到的CuO中含有氧化铁,用硫酸溶解时产生硫酸铁杂质,为从CuSO4溶液中除去Fe2(SO4)3,应控制溶液pH为3.5~4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,同时还可抑制CuSO4水解,防止生成Cu(OH)2沉淀;煮沸10 min的作用是破坏Fe(OH)3胶体,促进Fe(OH)3沉淀的生成。 (4)设胆矾的化学式为CuSO4·xH2O 则CuSO4·xH2OCuSO4+xH2O 160+18x 160 18x m2-m1 m3-m1 m2-m3 = x== (5)胆矾不干燥会使m2偏大,则导致所求x偏大;坩埚未置于干燥器中冷却,CuSO4吸收空气中的水蒸气导致m3偏大,使所求x偏小;加热时有晶体迸溅出来,会使m3偏小,导致x偏大。故选①③。 2.(2020·天津,15,17分,难度★★★★)为测定CuSO4溶液的浓度,甲、乙两同学设计了两个方案。回答下列问题: Ⅰ.甲方案 实验原理:CuSO4+BaCl2BaSO4↓+CuCl2 实验步骤: 足量BaCl2溶液 　　　↓ CuSO4溶液 (25.00 mL)固体固体(w g) (1)判断S沉淀完全的操作为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)步骤②判断沉淀是否洗净所选用的试剂为　　　　　。  (3)步骤③灼烧时盛装样品的仪器名称为　　　　　。  (4)固体质量为w g,则c(CuSO4)=　　　　　 mol·L-1。  (5)若步骤①从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯,则测得c(CuSO4)　　　　　(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。  Ⅱ.乙方案 实验原理:Zn+CuSO4ZnSO4+Cu Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ 实验步骤: ①按下图安装装置(夹持仪器略去) ②…… ③在仪器A、B、C、D、E中加入图示的试剂 ④调整D、E中两液面相平,使D中液面保持在0或略低于0