内容正文:
第四单元 定量实验与探究型实验
复习目标
1.能根据不同类型实验的特点,设计并实施实验。能预测物质的某些性质,并进行实验验证;能运用变量控制的方法初步探究反应规律。
2.体会定量实验探究在确定物质组成等方面的作用,体会实验条件控制对完成科学实验及探究活动的作用。
1.定量测定的常用方法
(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。
量气装置的设计:
下列装置中,A是常规的量气装置,B、C、D是改进后的量气装置。
(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
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滴定等获得相应数据后再进行相关计算。
(5)热重法
只要物质受热时发生质量变化,都可以用热重法来研究物质的组成。热重法是在控制温度的条件下,测量物质的质量与温度关系的方法。通过分析热重曲线,我们可以知道样品及其可能产生的中间产物的组成、热稳定性、热分解情况及生成产物等与质量相联系的信息。
2.物质组成计算的常用方法
类型
解题方法
物质含量计算
根据关系式法、得失电子守恒法、滴定法等,求出混合物中某一成分的量,再除以样品的总量,即可得出其含量
确定物质化学式的计算
①根据题给信息,计算出有关物质的物质的量。②根据电荷守恒,确定出未知离子的物质的量。③根据质量守恒,确定出结晶水的物质的量。④各微粒的物质的量之比即为物质化学式的下标比
热重曲线计算
①设晶体为1 mol。②失重一般是先失水、再失气态非金属氧化物。③计算每步的m余,=固体残留率。④晶体中金属质量不减少,仍在m余中。⑤失重最后一般为金属氧化物,由质量守恒得mO,由n金属∶nO即可求出失重后物质的化学式
多步滴定计算
复杂的滴定可分为两类:
①连续滴定法:第一步滴定反应生成的产物,还可以继续参加第二步的滴定。根据第二步滴定的消耗量,可计算出第一步滴定的反应物的量。
②返滴定法:第一步用的滴定剂是过量的,第二步再用另一物质返滴定过量的物质。根据第一步加入的量减去第二步中过量的量,即可得出第一步所求物质的物质的量
考向 定量测定实验及分析综合题
【例】(2023·湖北省九师联盟联考)氨基钠(NaNH2)常用作有机合成的还原剂、脱水剂。某学习小组用如图1装置,以NH3和Na为原料加热至350~360 ℃制备氨基钠,并检验其生成的产物和测定产品的纯度。
已知:NaNH2极易水解且易被空气氧化。
回答下列问题:
(1)实验时,应先关闭K2,打开K1,通一段时间He,目的是
________________________________________________________________________。
(2)仪器M名称为________,“试剂X”为________。
(3)装置A中发生反应的化学方程式为________________________________,能证明气体产物的实验现象是__________________________________________________________。
(4)装置C的作用是________________________________________________________。
(5)制备时,通入的氨气过量,待钠充分反应后,取m g产品,按如图2装置进行实验(产品所含杂质与水反应不放气体)。用注射器向试管中缓慢加入H2O至恰好完全反应立即停止,G中液面从刻度V1变为V2(已知V2>V1,数据已折合为标准状况,单位:mL),若忽略固体体积,读取刻度时保持两处液面相平,则产品纯度为________;若读取V1时,G中液面低于漏斗侧液面,则所测得的纯度比实际产品纯度________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
答案:(1)排尽装置内的空气,防止生成的NaNH2被空气氧化
(2)三颈烧瓶 无水硫酸铜
(3)2Na+2NH32NaNH2+H2 C中试纸无变化,E中黑色粉末变红,F中白色粉末变蓝
(4)检验氨气是否除尽
(5)% 偏高
解析:(1)根据题干可知NaNH2极易水解且易被空气氧化,所以在实验前需排尽装置中的空气,即实验时,应先关闭K2,打开K1,通一段时间He,目的是排尽装置内的空气,防止生成的NaNH2被空气氧化;(2)仪器M名称为三颈烧瓶;“试剂X”的作用是检验反应中生成的水蒸气,无水硫酸铜遇水变蓝色,则X为无水硫酸铜;
(3)装置A中Na和氨气在加热条件下生成NaNH2和H2,反应的化学方程式为2Na+2NH32NaNH2+H2;当C中试