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易错点16 化学实验误差分析常考易错陷阱分析
化学实验误差分析常考易错陷阱分析
陷阱一:装置质量变化和气压变化两种测量原理混淆。
1.装置质量变化测量
例如测定氢氧化钠样品中碳酸钠的质量,碱石灰装置在反应后增加的质量=反应产生二氧化碳的质量
(1)误差分析思路:会影响到进入碱石灰装置中的CO2量的因素
(2)实验误差影响因素:①装置内空气中的CO2没有排出
②反应产生的CO2未被完全吸收
③干燥管与空气直接相通
(3)实验改进装置:
2.气压变化测量
例如测定未开启的食品包装袋中“脱氧剂”里还原铁粉的质量分数,反应产生氢气,使锥形瓶内气压增大,使水流入量筒,排出水的体积就是生成氢气的体积,再结合实验条件下氢气密度为0.09g/L,可以计算得到反应产生的氢气质量。
(1)误差分析思路:会影响到锥形瓶中气压的因素
(2)实验误差影响因素:①加入的盐酸也会排出一部分空气
②铁和稀盐酸反应放出热量
(3)实验操作改进:①反应产生氢气的体积=量筒中水的体积➖ 加入稀盐酸的体积
②等到反应结束冷却到室温再读取量筒中水的体积
【特别提醒】气压变化测量实验中,装置中残留的气体并不会影响到实验结果
陷阱二:尾气处理的对象和方法理解不够清楚。
1.需要进行尾气处理的气体:有毒有害气体、污染气体,例如二氧化硫、一氧化碳、硫化氢等,
二氧化碳、氢气等不需要尾气处理
2.尾气处理的方法: ①燃烧法:可燃性尾气用酒精灯点燃,例如一氧化碳
②吸收法:用物质吸收尾气,例如氢氧化钠溶液吸收二氧化硫
③收集法:用密封容器收集尾气,例如用气球收集一氧化碳
【例题1】某兴趣小组测定未开启的食品包装袋中“脱氧剂”里还原铁粉的质量分数。
(查阅资料)“脱氧剂”一般由还原铁粉、活性炭和氯化钠等组成。
(方案设计)如下图1所示,甲同学取1.0 g样品,分别称得反应前、后装置和药品的总质量,据此求出样品中还原铁粉的质量分数。
(评价反思)
(7)乙同学认为甲的方案误差较大,于是设计如图2的方案。甲同学误差较大的原因是_______(填字母)。
a.干燥剂吸收了空气中的水蒸气
b.稀盐酸挥发出了氯化氢气体
c.装置内气体反应前是空气,反应后是氢气,质量相差较大
(8)丙同学认为乙的方案即使操作无误,结果仍会偏大,原因是__________。
(9)丙同学设计了如图3的实验。取1.0g 样品,先注入40.0mL的稀盐酸,待铁粉完全反应并冷却至室温后,右侧注射器读数增加264.0mL。实验条件下氢气密度为0.09g/L。求样品中还原铁粉的质量分数(结果精确到0.1%)_______。
(10)若丙同学实验反应结束后立刻读数,将导致还原铁粉的质量分数______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【例题2】实验室里,用如图所示装置还原氧化铁的过程中,可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质.关于该实验下列说法错误的是( )
A.实验时,试管中澄清的石灰水变浑浊,证明该反应有二氧化碳生成
B.实验结束,玻璃管中红色粉末变成黑色,该产物不一定是铁
C.为了减少空气污染,应增加尾气处理装置
D.反应结束,玻璃管中固体物质的质量比反应前减少了,证明一定有铁生成
【强化1】工业烧碱具有较好的杀菌消毒作用且廉价易得,但工业烧碱中常含有杂质碳酸钠。某科学学习小组同学围绕工业烧碱样品纯度测定问题,展开了讨论与探究。
(原理思路)利用Na2CO3与稀H2SO4反应产生CO2,通过CO2质量的测定,确定样品中碳酸钠的质量,从而计算样品纯度;
(实验方案)小科同学根据以上思路,设计了如图甲的实验方案(固定装置省略)
(交流讨论)小明认为图甲实验方案的设计有缺陷,若按该方案进行测定会导致难以避免的误差。你认为下列哪些因素会导致难以避免的误差(填序号) ;
①加入的稀硫酸量不足
②装置内空气中的CO2没有排出
③反应产生的CO2未被完全吸收
④干燥管与空气直接相通
(方案改进)为减少误差,使CO2质量的测定更准确,该小组同学根据以上讨论,对图甲方案进行改进,设计了如图乙的实验方案(固定装置省略)。图乙中A装置的作用是: ;图乙中E装置的作用是 ;
图乙B装置中样品在与稀硫酸反应前和停止反应后,都要通过量的空气,反应前通空气的作用是 ;反应停止后通空气的作用是 ; 反应前通空气时a、b、c三个弹簧夹的控制方法是 ;
(数据分析)若撤去图乙中的C装置,则测得工业烧碱的纯度将 填“偏高”、“