2025届高三化学一轮复习强化练55：组成和含量测定综合实验

强化练55 组成和含量测定综合实验 基础落实 1.(2024石家庄精英中学月考)硫酸铜晶体 (CSO4xHO)是一种蓝色晶体，具有催吐、去腐的功效。某化学兴趣小组设计实 验测定结晶水的含量，并用热重分析法确定固体组分。 方法I:沉淀法 实验步骤：①称取mg硫酸铜晶体，用适量蒸馏水溶解，再滴加几滴A酸酸化； ②向①所得溶液中滴加足量BaC12溶液，得到白色沉淀，将所得沉淀过滤、洗涤： ③将洗涤后的沉淀充分干燥后称得其质量为ng。 )步骤①A酸”选择稀盐酸而不选择稀硫酸的原因是 (2)根据上述实验数据可得x= (用含m、n的代数式表示)。 方法Ⅱ：加热法 (③)实验步骤：①研磨、②称量空坩埚和装有试样的坩埚的质量、③加热、④冷却、 ⑤称量、⑥重复③至⑤的操作，直到连续两次称量的质量差不超过 g为 止、⑦根据实验数据计算硫酸铜结品水的含量：步骤④冷却过程中需要用到的仪 器为 (填选项字母)： A.干燥器 B.研钵 C烧杯 D.蒸发皿 (4)取5.0gCSO45H2O样品，受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的 曲线)如图所示： 质量g 5.0 4.28 3.56 3.2 0102113258 温度/℃ a点对应物质的化学式为 258℃时反应方程式为 (⑤)硫酸铜溶液可用于吸收有害气体H2S,写出反应的离子方程式： 2测定某明矾样品（含砷酸盐）中砷的含量，实验步骤如下： 实验一：配制砷标准溶液 ①取一定质量的As2O3,用NaOH溶液完全溶解后，配制成1LNa3AsO3溶液（此 溶液1.0mL相当于0.10g砷)。 ②取一定量上述溶液，配制500L含砷量为1.0gL一1的砷标准溶液。 (1)②需取用①中NasAsO3溶液 mLo 实验二：测定样品中砷含量（实验装置如图，夹持装置已略去） A 乙酸铅棉花 刻度线 Zn 尊银盐吸收液 ①向B中加入20.00mL砷标准溶液，再依次加入一定量的盐酸、KI溶液和SCL2 溶液，室温放置10min,使砷元素全部转化为H3AsO3 ②向B中加入足量锌粒（含有ZS杂质），立即塞上装有乙酸铅棉花的导气管C, 并使C管右侧末端插入比色管D中银盐吸收液的液面下，控制反应温度25一40℃ 。45min后，打开K1通入N2,生成的砷化氢气体被完全吸收，Ag+被还原为红 色胶态银。 ③用明矾样品代替20.00mL砷标准溶液进行实验，相同条件下生成相同量红色胶 态银，需要5.0g明矾样品。 (2)乙酸铅棉花的作用是 (3)写出Zn与HAsO3反应生成砷化氢的离子方程式并用单线桥表示电子转移的方 向和数目： (4)控制B中反应温度的方法是 反应中通入N2的作用是 (⑤)明矾样品中砷的含量为 %。 3.(2024皖豫名校联盟联考)MgO2可被用于治疗消化道疾病。某学习探究小组在实 验室进行了制备MgO2以及含量测定的实验。 已知：常温下MgO2不溶于水，较稳定，与酸反应生成H2O2；加热时会分解生成 O2和MgO: 请回答下列问题： (I)灼烧。灼烧Mg(OH2CO3制MgO时，可使用的实验装置有 (填字母)。 (2)转化。向MgO中先加入稳定剂和30H2O2溶液，充分反应后，过滤、洗涤、 干燥，可得粗品MgO2 ①写出制备MgO2时发生反应的化学方程式 ②“转化”阶段有大量热量放出，为了提高MgO2的产率，添加30%H2O2溶液 时，比较理想的操作方法为 (3)测定。某研究小组拟用下图装置测定样品（含MgO杂质）中MgO2的含量。 稀盐酸加有 少量FeCl,溶液 量 样品 ①实验时在稀盐酸中加入FCl3溶液的作用是 (用化学方程式表示)。 ②为了减小实验误差，在每次读数前需要进行的操作是 ③该小组记录的实验数据如下：样品的质量为mg:反应开始前量气管的读数为a mL:反应结束冷却到室温后量气管的读数为bL,已知：室温条件下气体摩尔 体积为Vo L'mol一1，则样品中过氧化镁的质量分数为 (用含a、b、m、 。的代数式表示)；若反应结束后读取量气管中气体的体积时，液面左低右高， 则测得MgO2的质量分数 (填“偏大”“偏小”或“无影响”) 4.(2024沧洲联考)植物可滴定酸度是影响果实风味品质的重要因素，实验室用滴 定法测定葡萄可滴定酸度（以酒石酸计）。实验步骤如下： I.配制标准NaOH溶液并标定：用托盘天平称取m g NaOH固体，配成1OO0mL 0.1molL一1NaOH溶液，并用易于保存的基准物质邻苯二甲酸氢钾溶液标定，测 得标准NaOH溶液的准确浓度为c mol-L一l。 Ⅱ.葡萄中有机酸含量的测定：剔除葡萄非可食用部分，切碎混匀，称取250g放 入高速组织捣碎机，并加入等质量的水，捣碎1~2mi。称取匀浆50g并用水洗 入250mL容量瓶，加水至刻度线。用标准NaOH溶液滴定样液，计算葡萄可滴 定酸度。 H()一CIH(C())H 已知：①酒石酸是弱酸，结构简式为H()CHC()H。 ②酒石酸的电离平衡常数为K1=9.1×10一4：K2=4.3×10一5。 回答下列问题： (1)m= g。NaOH溶液使用前需标定的原因是 (2)酒石酸与足量NaOH溶液反应的离子方程式为 (③)实验过程中用不到的仪器有 (填标号)，还需要用到的硅酸盐制品有 (4)用标准NOH溶液滴定样液的操作步骤为①标准量取VomL样液，以酚酞为指 示剂，用标准NOH溶液滴定，滴定终点的现象为 平行测定三组，平均消耗标准NaOH溶液VmL。 ②葡萄可滴定酸度（质量分数，以酒石酸计）为 (用含c、Vo、的代数式 表示) 能力提升 5.(2024北京师大附中月考)铁是人体必需的微量元素，严重缺铁时需要服用补铁 剂。实验小组为研究某补铁剂中铁元素的价态及其含量，设计并进行了如下实验： [查阅资料]1.该补铁剂不溶于水，但能溶于人体中的胃液（含盐酸）。2.KSCN中的 硫元素为一2价。 实验I检验该补铁剂中铁元素的价态。 1片补碾碎足量试剂1 接近无色 试剂2 浅红色 铁剂 过滤 溶液① 溶液② HO2溶液 深红色溶液③，又迅 速变为无色溶液④ (1)将补铁剂碾碎的目的是 (2)试剂1是 (3)加入试剂2后溶液变为浅红色，说明溶液①中含有 (4)能证明溶液①中含有Fe2+的实验现象是 (5)写出上述条件下2+与H2O2发生反应的离子方程式 (6)甲同学猜测深红色溶液③迅速变为无色溶液④的原因，可能是溶液中的SCN 一与HO2发生了化学反应。 a.甲同学猜测的依据是 b.乙同学通过实验证实了甲同学的猜测，其实验方案及现象是 实验Ⅱ.测定该补铁剂中铁元素的含量。 .H)溶液 片补碾碎足量试剂1 接近无色 i.足量试剂3 铁剂 过能 溶液① 过能洗涤 红褐色灼烧红棕色 沉淀 固体ag (⑦)计算每片该补铁剂含铁元素的质量为 go (8)人体只能吸收F©2+，医生建议在服用该补铁剂时，同时服用有较强还原性的维 生素C,理由是 6.NH)2Cr2O,用于有机合成催化剂、媒染剂、显影液等。某化学兴趣小组对CNH4) 2Cr2O,的部分性质及组成进行探究。已知：Cr2O2-7(橙色)十H2O02CrO2一4（黄 色)十2H+。回答下列问题： (I)在试管中加入少量NH)zCrO,固体，滴加足量浓KOH溶液，振荡、微热，观 察到的主要现象是固体溶解、 (2)为探究NH4)2Cr2O,(摩尔质量252gmo的分解产物，按下图连接好装置，在A 中加入2.52g样品进行实验。 或石灰 足量碱石灰 ①C的作用是 ②实验操作步骤：a,打开K1和K2,缓缓通入N2→b,点燃酒精灯，加热→c, 熄灭酒精灯→d→e,关闭K1和K2→f,称量A和B,则d的操作为 ③加热A至恒重，观察到D中溶液不变色，同时测得A、B中质量变化分别为 1.00g、0.72g,写出重铬酸铵加热分解反应的化学方程式 (3)实验室常用甲醛法测定含NH)2CO,的样品中氮的质量分数，其反应原理为 2Ba2++Cr2O2-7+H2O-2BaCrO+2H+4NH+4+6HCHO-(CH2)GN H++ 6H2O+3H+、(CH2)6N4H+I++(CH2)N4K=7×10-6,然后用NaOH标准溶 液滴定反应生成的酸。 实验步骤： I.称取样品ag,配成250mL溶液。 Ⅱ.量取25.00mL样品溶液，用氯化钡溶液使Cr2O2一7完全沉淀后，加入10mL 20%的中性甲醛溶液，摇匀、静置5min。 Ⅲl.以酚酞作指示剂，用c mol-L一1标准NaOH溶液滴定，记录数据。 IV重复步骤Ⅱ、Ⅲ2~3次，处理数据 ①滴定终点的颜色变化 ②滴定操作使用的玻璃仪器主要有 ③步骤Ⅲ发生反应的离子方程式是 ④若实验平均消耗NaOH溶液的体积为bmL,该样品中氮的质量分数的计算式 为 (用含a、b、c式子表示，需要化简) ⑤下列情况会导致测定结果偏低的是 (填序号)。 a.若实验中使用的甲醛常混有微量甲酸 b.若步骤Ⅱ没有静置5min ©.若滴定终点读数时，俯视标准液液面 7.某浅绿色晶体X[x(NH4)2SO4FSO4zH2O]在分析化学中常用作还原剂。为确定 其组成，某小组同学进行如下实验： INH+4含量的测定 采用蒸馏法，蒸馏的装置如图所示。 NaOH 溶液M 弹簧夹 蒸氮发生装置三 瑟溶液 吸收装置 相关的实验步骤如下： ①准确称取58.80g晶体X,加水溶解后，将溶液注入三颈烧瓶中： ②准确量取50.00mL3.030molL一1H2SO4溶液于锥形瓶中： ③向三颈烧瓶中加入足量NaOH溶液，通入氮气，加热，蒸氨结束后取下锥形瓶： ④用0.120moL一1的NaOH标准溶液滴定锥形瓶中过量的硫酸，滴定终点时消 耗25.00 mL NaOH标准溶液。 (1)仪器M的名称为 (2)步骤③中，发生的氧化还原反应的化学方程式为 蒸氨结束后，为了减少实验误差，还需要对直形冷凝管进行“处理”，“处理”的 操作方法是 (3)步骤④中，若振荡时锥形瓶中有液体溅出，则所测得的NH+4)的值将 (填“偏大”“偏小”或“不变”) Ⅱ.SO2一4含量的测定 采用重量分析法，实验步骤如下： ①另准确称取58.80g晶体X于烧杯中，加水溶解，边搅拌边加入过量的BaCl2 溶液： ②将得到的溶液用无灰滤纸（灰分质量很小，可忽略）过滤，洗涤沉淀3~一4次： ③用滤纸包裹好沉淀取出，灼烧滤纸包至滤纸完全灰化： ④继续灼烧沉淀至恒重，称量，得沉淀质量为69.90g。 (4)步骤①中，判断BaC2溶液已过量的实验操作和现象是 (5)步骤②中，采用冷水洗涤沉淀，其主要目的是 (6)结合实验I、Ⅱ通过计算得出晶体X的化学式为 参考答案 1.(1)防止引入硫酸根造成硫酸钡质量增大 (2)233m-160n18n(3)0.1A (4)CuSO3H2O CuSOH2O CuSO4+H2O (5)Cu2++H2SCuS↓+2Ht 解析(1)沉淀法是将硫酸根用钡离子沉淀，步聚①选择稀盐酸而不选择稀硫酸的 原因是，防止引入硫酸根造成沉淀硫酸钡质量增大；(2)根据元素守恒生成的硫酸 钡沉淀中硫酸根与硫酸铜晶体中硫酸根物质的量相同，所以(CSO4xH2O)=n g233g/mol=n233mol,m(CuSO4xHO)=n233mol×(160+18w)g/mol=mg,所以 x=233m一160nl8n;(3)为减小误差，直到连续两次称量的质量差不超过0.1g为 止；在冷却过程中，为防止硫酸铜粉末吸收空气中的水蒸气，需用干燥器，故选 A;(4)5.0 g CuSO45H2O物质的量n=0.02mol,含有结晶水的物质的量n=0.02 mol×5=0.1mol,a点时固体质量为4.28g,失水质量为5g-4.28g=0.72g,失 水物质的量为0.04mol,则剩余结晶水的物质的量为0.06mol,含有结晶水的个 数为0.06mol0.02mol=3,所以a点物质的化学式为：CuSO43HO:到b点时， 质量减少5g一3.56g=1.44g,失水物质的量为0.08mol,则剩余结晶水的物质的 量为0.02mol,含有结品水的个数为0.02mol:0.02mol=1,所以b点物质的化学 式为CuSO4HO,到c点时，质量减少5g-32g=1.8g,失去全部结晶水，故 258C发生的化学方程式为CuSO4H2 CuSo4十H2O;(5)CuS是不溶于酸的黑 色沉淀，故反应的离子方程式为C2++H2S一CS↓+2H+。 2.(1)5(2)除去HS,以免干扰D中反应 (3)H,AsO.+3Zn+6H+-AsH,1+3Zn2++3H2O (④)水浴加热将砷化氢气体完全带入D中，使其完全反应 (5)0.4 解析(1)根据质量守恒，配制500mL含砷量为1.0gL1的砷标准溶液，需取用 Na3AsO3溶液500mL×1gL一11.0×102gL-1=5mL。(2)乙酸铅和H2S反应生成 PbS沉淀，乙酸铅棉花的作用是吸收H2S。(4)控制反应温度25~40C的方法是水 浴加热；打开K1通入2，使生成的砷化氢气体被D中银盐完全吸收。(5)20.00 mL砷标准溶液含砷量为0.02L×1.0gL1=0.02g,明矾样品中砷的含量为0.02 g5.0g×100%=0.4% 3.(1)e(2)①MgO+H2O2—H2O+MgO2②反应装置放在冰水中冷却或少量分 批加入H2O2溶液 FeCl3 (3)①2H2022H20+02↑ ②冷却至室温移动右侧刻度管直到两侧液面相 平③11.2(b-a)mV0%偏小 解析(1)灼烧固体应在坩埚中进行，结合装置可知c正确； (2)①MgO与HO2反应生成H2O和MgO2,反应方程式为MgO+H2O2HO+ MgO2:②“转化阶段有大量热量放出，会使溶液温度升高，H2O2不稳定，受热 易分解，为提高MgO2的产率，应将反应装置放在冰水中冷却或少量、分批加入 HO2溶液： (3)①氯化铁可以催化过氧化氢分解，加快反应速率，故FCl3的作用是催化HO2 分解，反应方程式为2H,0,FcCS20十0,1：@汽体体积受温度、压强影响较 大，所以读数时应该使气体温度在室温下且两侧液面相平，因为该反应放热导致 气体温度升高，气体热胀冷缩，为防止产生误差，应该冷却气体至室温，然后移 动右侧刻度管直到两侧液面相平，最后再读数；③反应为MgO2十2HC一MgC12 FeCl3 +H2O2,2H2O2“2H20+O2↑，得到关系式：2MgO2~O2,则nMgO2)=2n (O2)=2×(b-a)×10-3LV0L/mol=2(b-a)×10-3V0mol,mMgO2) 2(b一a)×10一3V0mol×56gmol=112(b-a)×10-3V0g,则样品中过氧化镁 的质量分数为112(b一a)×10-3/0mg×100%=11.2(b一a)mV0%;反应结束 后读取量气管中气体的体积时，若液面左低右高，则所读气体体积偏小，则测得 过氧化镁的质量和质量分数均减小。 4.(1)4.0NaOH易潮解、易吸收CO2变质 HO-CH-COOH HOCH—COO ②H0CH-C00H+20H一H0-CHC00+2H,0 (3)CG玻璃棒、胶头滴管 (4)①最后半滴标准NaOH溶液加入，溶液由无色变成浅红色，且半分钟不褪色