内容正文:
题型10 定量探究
题型解读:解读高考化学实验题型特点,分析命题考查要点。
解题必备:整理归纳解题必备的知识要点和方法技巧。
真题回顾:感知真题,从试题题型、背景、设问方式等多角度领悟命题立意。
好题必刷:精选高质量题目,锻炼做题的速度和准确率。
常见的定量测定型实验题包括混合物成分的测定、物质纯度的测定以及化学式的确定等。该类试题常涉及物质的称量、物质的分离与提纯、中和滴定、一定物质的量浓度溶液的配制等实验操作。
一、定量型实验题的解题流程
二、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、干燥的沉淀质量,再进行计算。
2.测气体体积法:对于产生气体的反应,可以通过测量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(Ⅰ)(Ⅳ)应使量气管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。
三、实验数据的采集方法
实验数据的采集是化学计算的基础,一般来讲,固体试剂称质量,而液体试剂和气体试剂则测量体积。
1.称量固体质量时,中学一般用托盘天平,可估读到0.1 g,精确度要求高的实验中可以用分析天平或电子天平,可精确到0.000 1 g。
2.测量液体体积时,一般实验中选用适当规格的量筒,可估读到0.1 mL,准确度要求高的定量实验如中和滴定中选用滴定管(酸式或碱式),可估读到0.01 mL。容量瓶作为精密的定容仪器,用于配制一定物质的量浓度的溶液,一般不用于量取液体的体积。
3.气体除了可以测量体积外,还可以称量。称气体的质量时一般有两种方法:一种方法是称反应装置在放出气体前后的质量减小值;另一种方法是称吸收装置在吸收气体前后的质量增大值。
4.用广范pH试纸(测得整数值)或pH计(精确到0.01)直接测出溶液的pH,经过计算可以得到溶液中H+或OH-的物质的量浓度。
为了数据的准确性,实验中要采取必要的措施,确保离子完全沉淀、气体完全被吸收等,必要时可以进行平行实验,重复测定2~3次,然后取其平均值进行计算。如中和滴定实验中测量酸或碱的体积要平行做2~3次滴定,取体积的平均值求算未知溶液的浓度,但对于“离群”数据(指与其他数据有很大差异的数据)要舍弃,因为数据“离群”的原因可能是操作中出现了较大的误差。
四、实验数据筛选与处理
对实验数据筛选的一般方法和思路为“五看”:
一看:数据是否符合测量仪器的精确度,如用托盘天平测得的质量的精确度为0.1 g,若精确度值超过了这个范围,说明所得数据无效;
二看:数据是否在误差允许范围内,若所得的数据明显超出误差允许范围,要舍去;
三看:反应是否完全,是否是不足量反应物作用下所得的数据,只有完全反应时所得的数据才能应用;
四看:所得数据的测量环境是否一致,特别是气体体积,只有在温度、压强一致的情况下才能进行比较、运算;
五看:数据测量过程是否规范、合理,错误和违反测量规则的数据要舍去。
五、热重定量分析法
在程序控制温度下,测量物质的质量与温度或时间关系的方法。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。
热重法的特点是定量性强,能够准确测量物质的质量变化,根据这一特点,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与变化。
热重计算法:根据热重曲线上的失重量,由产物(即逸出物质)的量计算反应物(即试样组成)的量。
六、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质量,再除以样品的总质量,即可得出其含量
确定物质
化学式的
计算
①根据题给信息,计算有关物质的物质的量。②根据电荷守恒,确定未知离子的物质的量。③根据质量守恒,确定结晶水的物质的量。④各粒子的物质的量之比即物质化学式的下标比
热重曲
线计算
①设晶体为1mol。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失重后的残留物一般为金属氧化物,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物质的量
(2)返滴定法:第一步用的滴定剂是过量的,然后第二步再用另一种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
1.(2024·贵州·高考真题)十二钨硅酸在催化方面有重要用途。某实验小组制备十二钨硅酸晶体,并测定其结晶水含量的方法如下(装置如图,夹持装置省略):
Ⅰ.将适量加入三颈烧瓶中,加适量水,加热,溶解。
Ⅱ.持续搅拌下加热混合物至近沸,缓慢滴加浓盐酸至pH为2,反应30分钟,冷却。
Ⅲ.将反应液转至萃取仪器中,加入乙醚,再分批次加入浓盐酸,萃取。
Ⅳ.静置后液体分上、中、下三层,下层是油状钨硅酸醚合物。
Ⅴ.将下层油状物转至蒸发皿中,加少量水,加热至混合液表面有晶膜形成,冷却结晶,抽滤,干燥,得到十二钨硅酸晶体。
已知:
①制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀;
②乙醚易挥发、易燃,难溶于水且密度比水小;
③乙醚在高浓度盐酸中生成的与缔合成密度较大的油状钨硅酸醚合物。
回答下列问题:
(1)仪器a中的试剂是 (填名称),其作用是 。
(2)步骤Ⅱ中浓盐酸需缓慢滴加的原因是 。
(3)下列仪器中,用于“萃取、分液”操作的有 (填名称)。
(4)步骤Ⅳ中“静置”后液体中间层的溶质主要是 。
(5)步骤Ⅴ中“加热”操作 (选填“能”或“不能”)使用明火,原因是 。
(6)结晶水测定:称取十二钨硅酸晶体(,相对分子质量为M),采用热重分析法测得失去全部结晶水时失重,计算 (用含的代数式表示)若样品未充分干燥,会导致的值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
2.(2024·浙江·高考真题)某小组采用如下实验流程制备:
已知:是一种无色晶体,吸湿性极强,可溶于热的正己烷,在空气中受热易被氧化。
请回答:
(1)如图为步骤I的实验装置图(夹持仪器和尾气处理装置已省略),图中仪器A的名称是 ,判断步骤I反应结束的实验现象是 。
(2)下列做法不正确的是_______。
A.步骤I中,反应物和溶剂在使用前除水
B.步骤I中,若控温加热器发生故障,改用酒精灯(配石棉网)加热
C.步骤Ⅲ中,在通风橱中浓缩至蒸发皿内出现晶膜
D.步骤Ⅳ中,使用冷的正己烷洗涤
(3)所得粗产品呈浅棕黄色,小组成员认为其中混有碘单质,请设计实验方案验证 。
(4)纯化与分析:对粗产品纯化处理后得到产品,再采用银量法测定产品中含量以确定纯度。滴定原理为:先用过量标准溶液沉淀,再以标准溶液回滴剩余的。已知:
难溶电解质
(黄色)
(白色)
(红色)
溶度积常数
①从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤 。
称取产品,用少量稀酸A溶解后转移至容量瓶,加水定容得待测溶液。取滴定管检漏、水洗→_______→装液、赶气泡、调液面、读数→用移液管准确移取待测溶液加入锥形瓶→_______→_______→加入稀酸B→用标准溶液滴定→_______→读数。
a.润洗,从滴定管尖嘴放出液体
b.润洗,从滴定管上口倒出液体
c.滴加指示剂溶液
d.滴加指示剂硫酸铁铵溶液
e.准确移取标准溶液加入锥形瓶
f.滴定至溶液呈浅红色
g.滴定至沉淀变白色
②加入稀酸B的作用是 。
③三次滴定消耗标准溶液的平均体积为,则产品纯度为 。
3.(2024·河北·高考真题)市售的溴(纯度)中含有少量的和,某化学兴趣小组利用氧化还原反应原理,设计实验制备高纯度的溴。回答下列问题:
(1)装置如图(夹持装置等略),将市售的溴滴入盛有浓溶液的B中,水浴加热至不再有红棕色液体馏出。仪器C的名称为 ;溶液的作用为 ;D中发生的主要反应的化学方程式为 。
(2)将D中溶液转移至 (填仪器名称)中,边加热边向其中滴加酸化的溶液至出现红棕色气体,继续加热将溶液蒸干得固体R。该过程中生成的离子方程式为 。
(3)利用图示相同装置,将R和固体混合均匀放入B中,D中加入冷的蒸馏水。由A向B中滴加适量浓,水浴加热蒸馏。然后将D中的液体分液、干燥、蒸馏,得到高纯度的溴。D中蒸馏水的作用为 和 。
(4)为保证溴的纯度,步骤(3)中固体的用量按理论所需量的计算,若固体R质量为m克(以计),则需称取 (用含m的代数式表示)。
(5)本实验所用钾盐试剂均经重结晶的方法纯化。其中趁热过滤的具体操作为漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,转移溶液时用 ,滤液沿烧杯壁流下。
2
4.(2024·山东·高考真题)利用“燃烧—碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验装置如下图所示(夹持装置略)。
实验过程如下:
①加样,将样品加入管式炉内瓷舟中(瓷舟两端带有气孔且有盖),聚四氟乙烯活塞滴定管G内预装略小于的碱性标准溶液,吸收管F内盛有盐酸酸化的淀粉水溶液。向F内滴入适量碱性标准溶液,发生反应:,使溶液显浅蓝色。
②燃烧:按一定流速通入,一段时间后,加热并使样品燃烧。
③滴定:当F内溶液浅蓝色消退时(发生反应:),立即用碱性标准溶液滴定至浅蓝色复现。随不断进入F,滴定过程中溶液颜色“消退-变蓝”不断变换,直至终点。
回答下列问题:
(1)取的碱性溶液和一定量的固体,配制碱性标准溶液,下列仪器必须用到的是_______(填标号)。
A.玻璃棒 B.锥形瓶 C.容量瓶 D.胶头滴管
(2)装置B和C的作用是充分干燥,B中的试剂为 。装置F中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子(见放大图),目的是 。
(3)该滴定实验达终点的现象是 ;滴定消耗碱性标准溶液,样品中硫的质量分数是 (用代数式表示)。
(4)若装置D中瓷舟未加盖,会因燃烧时产生粉尘而促进的生成,粉尘在该过程中的作用是 ;若装置E冷却气体不充分,可能导致测定结果偏大,原因是 ;若滴定过程中,有少量不经直接将氧化成,测定结果会 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
5.(2024·全国甲卷·高考真题)(俗称过氧化脲)是一种消毒剂,实验室中可用尿素与过氧化氢制取,反应方程式如下:
(一)过氧化脲的合成
烧杯中分别加入、蒸馏水和尿素,搅拌溶解。下反应,冷却结晶、过滤、干燥,得白色针状晶体。
(二)过氧化脲性质检测
I.过氧化脲溶液用稀酸化后,滴加溶液,紫红色消失。
Ⅱ.过氧化脲溶液用稀酸化后,加入溶液和四氯化碳,振荡,静置。
(三)产品纯度测定
溶液配制:称取一定量产品,用蒸馏水溶解后配制成溶液。
滴定分析:量取过氧化脲溶液至锥形瓶中,加入一定量稀,用准确浓度的溶液滴定至微红色,记录滴定体积,计算纯度。
回答下列问题:
(1)过滤中使用到的玻璃仪器有 (写出两种即可)。
(2)过氧化脲的产率为 。
(3)性质检测Ⅱ中的现象为 。性质检测I和Ⅱ分别说明过氧化脲具有的性质是 。
(4)下图为“溶液配制”的部分过程,操作a应重复3次,目的是 ,定容后还需要的操作为 。
(5)“滴定分析”步骤中,下列操作错误的是_____(填标号)。
A.溶液置于酸式滴定管中
B.用量筒量取过氧化脲溶液
C.滴定近终点时,用洗瓶冲洗锥形瓶内壁
D.锥形瓶内溶液变色后,立即记录滴定管液面刻度
(6)以下操作导致过氧化脲纯度测定结果偏低的是_____(填标号)。
A.容量瓶中液面超过刻度线
B.滴定管水洗后未用溶液润洗
C.摇动锥形瓶时溶液滴到锥形瓶外
D.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
6.(2024·湖北·高考真题)学习小组为探究、能否催化的分解及相关性质,室温下进行了实验I~Ⅳ。
实验I
实验Ⅱ
实验Ⅲ
无明显变化
溶液变为红色,伴有气泡产生
溶液变为墨绿色,并持续产生能使带火星木条复燃的气体
已知:为粉红色、为蓝色、为红色、为墨绿色。回答下列问题:
(1)配制的溶液,需要用到下列仪器中的 (填标号)。
a. b. c. d.
(2)实验I表明 (填“能”或“不能”)催化的分解。实验Ⅱ中大大过量的原因是 。实验Ⅲ初步表明能催化的分解,写出在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式 、 。
(3)实验I表明,反应难以正向进行,利用化学平衡移动原理,分析、分别与配位后,正向反应能够进行的原因 。
实验Ⅳ:
(4)实验Ⅳ中,A到B溶液变为蓝色,并产生气体;B到C溶液变为粉红色,并产生气体。从A到C所产生的气体的分子式分别为 、 。
7.(2024·安徽·高考真题)测定铁矿石中铁含量的传统方法是,滴定法。研究小组用该方法测定质量为的某赤铁矿试样中的铁含量。
【配制溶液】
①标准溶液。
②溶液:称取溶于浓盐酸,加水至,加入少量锡粒。
【测定含量】按下图所示(加热装置路去)操作步骤进行实验。
已知:氯化铁受热易升华;室温时,可将氧化为。难以氧化;可被还原为。回答下列问题:
(1)下列仪器在本实验中必须用到的有 (填名称)。
(2)结合离子方程式解释配制溶液时加入锡粒的原因: 。
(3)步骤I中“微热”的原因是 。
(4)步骤Ⅲ中,若未“立即滴定”,则会导致测定的铁含量 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)若消耗标准溶液,则试样中的质量分数为 (用含a、c、V的代数式表示)。
(6)滴定法也可测定铁的含量,其主要原理是利用和将铁矿石试样中还原为,再用标准溶液滴定。
①从环保角度分析,该方法相比于,滴定法的优点是 。
②为探究溶液滴定时,在不同酸度下对测定结果的影响,分别向下列溶液中加入1滴溶液,现象如下表:
溶液
现象
空白实验
溶液试剂X
紫红色不褪去
实验I
溶液硫酸
紫红色不褪去
实验ⅱ
溶液硫酸
紫红色明显变浅
表中试剂X为 ;根据该实验可得出的结论是 。
8.(2024·吉林·高考真题)某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化,设计实验方案如下:
I.向烧瓶中分别加入乙酸()、乙醇()、固体及4~6滴甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。
II.加热回流后,反应液由蓝色变为紫色,变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热。
III.冷却后,向烧瓶中缓慢加入饱和溶液至无逸出,分离出有机相。
IV.洗涤有机相后,加入无水,过滤。
V.蒸馏滤液,收集馏分,得无色液体,色谱检测纯度为。
回答下列问题:
(1)在反应中起 作用,用其代替浓的优点是 (答出一条即可)。
(2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程。变色硅胶吸水,除指示反应进程外,还可 。
(3)使用小孔冷凝柱承载,而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是_______(填标号)。
A.无需分离 B.增大该反应平衡常数
C.起到沸石作用,防止暴沸 D.不影响甲基紫指示反应进程
(4)下列仪器中,分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是 (填名称)。
(5)该实验乙酸乙酯的产率为 (精确至)。
(6)若改用作为反应物进行反应,质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为 (精确至1)。
1.(2024·河南·模拟预测)是一种常用的氧化剂,某实验小组利用氧化制备的装置(夹持装置略)如图所示。
已知:锰酸钾在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:。
回答下列问题:
(1)仪器的名称是 。
(2)装置中制备反应的化学方程式为 。
(3)装置连接顺序是 (按照气流方向,用小写字母表示)。
(4)若去掉装置,会导致产率 (填“增大”“降低”或“无影响”)。
(5)装置中生成的离子方程式为 。
(6)利用滴定法测定某样品[杂质为和中的其中一种]的组成,实验步骤如下。
Ⅰ.取样品于锥形瓶中,加入稀硫酸全部溶解,水浴加热至。用的溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且内不褪色,消耗溶液。
Ⅱ.向上述溶液中加入适量还原剂(不引入铁元素)将恰好完全还原为,加入稀硫酸酸化后,在75℃继续用溶液滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色,又消耗溶液。已知上述过程中,,。
①样品中的质量分数表达式为 (用含、、、的代数式表示)。
②若步骤Ⅰ中滴入溶液不足(假设已完全被氧化),则测得样品中元素含量 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
③若,样品中含有的杂质为 (写化学式)。
2.(2025·浙江杭州·模拟预测)双氰胺()为白色晶体,主要用于生产树脂、涂料、含氮复合肥等。实验室以石灰氮为原料制备双氰胺的流程如下:
已知:①双氰胺常温下是白色结晶粉末,在冷水中溶解度较小,溶于热水、乙醇。
②双氰胺其水溶液在80℃以上会发生分解放出氨气;酸性环境中不易水解。
回答下列问题:
(1)写出步骤I的化学反应方程式: 。
(2)步骤II中调节溶液为9.1,不能过低的原因:①碱性条件下反应速率较快② 。
(3)步骤III中蒸发浓缩时,常采用真空蒸发浓缩,装置如图,仪器b的名称 。真空蒸发浓缩通过以下步骤完成,请选择合理的操作并排序: 。
将反应后溶液转移至c中→ → →浓缩至所需浓度,关闭装置→ → →干燥→粗产品
①打开旋转按扭保持c不停转动,然后开始加热
②接通冷凝水,开始抽气
③取中溶液,冷却后过滤
④取中溶液,冷却后过滤
⑤用乙醇洗涤
⑥用冷水洗涤
(4)下列说法正确的是_______。
A.a是冷凝水进口
B.真空蒸发浓缩可以加快浓缩速率,防止双氰胺因温度过高发生分解
C.保持不停转动是为了受热均匀也可以防爆沸
D.可用重结晶的方法提纯粗产品
(5)双氰胺纯度的测定:取双氰胺样品克,加足量的和催化剂,将所有的元素转换成,然后加入足量的浓溶液,充水蒸气充分加热,将产生的通入中,中加入硼酸和指示剂。吸收完毕后,用浓度为的盐酸滴定中吸收液,消耗盐酸。过程中发生的反应:;。则样品中氮的质量分数为 %。(用含c、m、V的代数式表示)吸收装置中冷凝管的作用 。
3.(2025·内蒙古·模拟预测)硫酸四氨合铜在工业上用途广泛。某实验小组用废铜屑(含少量铁、油污)制备,步骤如下:
Ⅰ.取废铜屑,碱洗后加入稀和溶液,在下充分溶解。
Ⅱ.调节至,加热煮沸2分钟,趁热过滤。
Ⅲ.向滤液中逐滴加入浓氨水至澄清。
Ⅳ.加入无水乙醇,过滤;沉淀先用试剂M洗涤,再用乙醇与乙醚混合液洗涤,干燥,得深蓝色晶体。
已知:硫酸四氨合铜溶液是深蓝色;。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ碱洗的目的是 。
(2)步骤Ⅱ可除去溶液中的 和 (填离子符号或化学式)。
(3)步骤Ⅲ的实验现象为 。
(4)步骤Ⅳ中试剂M应选用_______(填标号)。
A.乙醇和浓氨水混合溶液 B.蒸馏水
C.乙醇和稀硫酸混合溶液 D.溶液
(5)对产品进行热重分析,结果如下图所示。时结晶水已全部失去,时产物为,则 ;阶段反应的化学方程式为 。
(6)实验中的损耗忽略不计,废铜屑中的质量分数= %(精确至1%)。
4.(2024·江西·模拟预测)利用尿素制备N2H4·H2O(水合肼)的实验流程如图所示:
已知:①氯气与烧碱溶液的反应是放热反应;
②N2H4·H2O有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。
(1)步骤Ⅰ制备NaClO溶液时,若温度为41℃,测得产物中除NaClO外还含有NaClO3,且两者物质的量之比为3∶1,该反应的化学方程式为 。
(2)步骤Ⅱ合成N2H4·H2O(沸点为118.5℃)的装置如图所示。步骤Ⅰ中所得溶液与尿素[CO(NH2)2,沸点为196.6℃]水溶液在40℃以下反应一段时间后,再迅速升温至110℃继续反应。
①仪器a的名称为 ;冷凝管的作用是 。
②若分液漏斗内液体滴加速率过快,会发生副反应,该副反应的离子方程式为 。
③写出流程图中生成水合肼的化学方程式: 。
(3)蒸馏得到水合肼粗产品,称取馏分1.5 g,加水配成100 mL溶液,取出20.00 mL于锥形瓶中,并加入2~3滴淀粉溶液,用0.5000 mol·L-1的碘的标准溶液进行滴定。(已知:)
①滴定时,碘的标准溶液盛放在 (填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
②下列能导致馏分中水合肼的含量测定结果偏低的是 (填标号)。
a.锥形瓶清洗后未干燥 b.滴定前,滴定管中无气泡,滴定后有气泡
c.读数时,滴定前平视,滴定后俯视 d.盛标准液的滴定管清洗后,直接装标准液
③达到滴定终点时消耗碘的标准溶液20.00 mL,馏分中N2H4·H2O的质量分数为 (保留4位有效数字)。
5.(2025·河南·模拟预测)某实验小组利用EDTA标准溶液滴定,从而间接测定混合溶液中和的总浓度。已知EDTA与按物质的量之比反应。
主要实验步骤如下:
Ⅰ.如下图所示,取混合溶液于①中,在搅拌下滴加NaOH溶液,调pH至11,然后准确加入溶液(过量),搅拌下水浴加热至60℃并保持5min,冷却至室温。过滤、洗涤,合并滤液和洗涤液,在250mL容量瓶中定容。
Ⅱ.取25.00mL步骤Ⅰ配制的溶液于锥形瓶中,加入一定量蒸馏水,用NaOH溶液调pH在12~13之间,再滴加4~5滴钙指示剂。用标准溶液滴定至终点,平行测定三次。消耗EDTA溶液平均体积为。
回答下列问题:
(1)仪器①的名称是 ;②的名称是 。
(2)步骤Ⅰ中,若不慎将NaOH溶液沾到皮肤上,应对措施是 。
(3)步骤Ⅰ中,调pH至11的目的是 ;加入的溶液需过量的原因是 。
(4)步骤Ⅰ中,采用水浴加热方式的优点是 。
(5)步骤Ⅱ滴定接近终点时,使滴定管尖嘴处悬垂的半滴标准溶液加入到锥形瓶中的操作是 。
(6)混合溶液中,和的总浓度 (写出计算式)。
6.(2024·吉林长春·模拟预测)某小组采用如下实验流程制备难溶于水的白色:
已知:极易水解产生难溶的固体,。
(1)下图为步骤1的实验装置图(夹持仪器和尾气处理装置已省略),仪器的名称是 。
(2)下列说法正确的是_______。
A.步骤Ⅰ:加热温度越高,溶解速率越快,产率越高
B.步骤Ⅱ:可加适量的溶液调节
C.步骤Ⅲ:在通风橱中浓缩至蒸发皿中大量晶体析出
D.步骤Ⅳ:试剂选用、,组合使用更有利于制备
(3)①写出水解离子方程式 。
②简述实验室配制溶液方法 。
③请结合浓度熵和平衡常数解释可抑制的水解 。
(4)利用溶液与溶液测定中和反应反应热,从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤(有些步骤可重复使用) , :
用量筒量取(______)→(______)→(______)→(______)→用另一个量筒量取溶液→(______)→(______)→(______)→打开杯盖,将溶液倒入量热计的内筒,盖上杯盖测量并记录温度重复上述步骤两次。
a.插入温度计
b.测量并记录温度
c.打开杯盖,将硝酸倒入量热计的内筒,盖上杯盖
d.用蒸馏水把温度计上的溶液冲洗干净,擦干备用
e.搅拌器匀速搅拌
(5)测定产品的纯度:称取产品于锥形瓶中,加盐酸溶解,加入饱和硫脲(简写为)与形成黄色溶液,再用的滴定至终点,现象为 ;三次滴定消耗溶液的平均体积为,则产品的纯度为 (已知形成无色远比形成黄色容易,)。
7.(2025·四川·一模)硫化镍(NiS)不溶于水,是一种重要的化学品,可用作电池材料,制造镍氢电池和镍镉电池。将在一定条件下与溶液反应可以制备NiS,所用装置如下(夹持仪器已略去):已知:NiS溶于稀硝酸,生成;装置C是用来除去中的HCl。
请回答下列问题:
(1)使用仪器X的第一步操作是 ;实验结束后,还要通一会儿的目的是 。
(2)装置A的三颈瓶中、装置C中分别盛装的试剂是 、 。
(3)按气流方向从左往右,装置的连接顺序是 (填导管口的字母)。
(4)装置B中三颈瓶内发生反应的离子方程式为 。
(5)将生成的NiS过滤、洗涤、干燥,要证明NiS洗涤干净的方法是 。
(6)写出NiS溶于稀硝酸的化学方程式 。
(7)测定产品纯度:取2.5g产品完全溶于稀硝酸后,配成250mL溶液,取20mL溶液于锥形瓶中,加入EDTA溶液,使完全络合,煮沸,滴入几滴PAN作指示剂,趁热用溶液滴定过量的EDTA,当滴定到达滴定终点时,消耗溶液为10mL。该产品纯度为 (以NiS进行计算)[假设杂质不参与反应,已知滴定反应:,]。
8.(2024·四川泸州·一模)实验室制取SO2的反应原理为:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O。请用下列装置设计一个实验,以测定SO2转化为SO3的转化率:
(1)装置的连接顺序(按气体左右的方向)是 。
___________→___________→___________→___________→___________→___________→___________→___________(填各接口的编号)
(2)从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,实验时I处滴入浓硫酸与II处加热催化剂的先后顺序是 。
(3)IV处观察到的现象是 。
(4)若II中反应在适当的反应状况下,反应达最大限度以后,下列说法正确的是___________。
A.SO2浓度必定等于O2 浓度的两倍
B.SO2、O2、SO3的分子数之比是2:1:2
C.SO2与O2不再化合生成SO3
D.反应混合物各成分的百分组成不再变化
(5)在I处用大火加热烧瓶时,SO2的转化率会 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(6)用n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,称得V处增重mg,则本实验中SO2的转化率为 。(用n、m表示)
9.(2024·浙江·模拟预测)无水ZnCl2常用作为生产活性炭的活化剂。现以一种主要成分为ZnO的炼锌烟尘(含有少量的FeO、CuO)来制备无水氯化锌,相关实验流程如下:
已知:①无水氯化锌具有较强的吸水性,其反应原理为:ZnCl2+H2O=Zn(OH)Cl+HCl↑。
②Zn及其化合物的性质与Al相似,pH>11时,Zn(OH)2可转化为。
③研究小组利用市售的氯化锌制备无水氯化锌,依次采用除水(氯化氢气体“置换”)、升华相结合的方法,装置如图所示:
请回答:
(1)利用浓硫酸与氯化钠制备HCl(g),该反应体现了硫酸的 (填浓硫酸的相关性质);盛装浓硫酸的仪器名称是 。
(2)下列说法不正确的是___________。
A.步骤Ⅰ,加入过量氢氧化钠的作用是充分溶解氧化锌,使其与杂质分离
B.步骤Ⅲ起到调节溶液pH值,应通入足量CO2,使Zn元素能够完全沉淀
C.除水阶段,为提高除水速度,应加快HCl和N2的气流速度
D.管式炉Ⅰ采取阶段式升温,实验结束时先撤去管式炉Ⅰ、再撤去管式炉Ⅱ
(3)实验流程中的“一系列操作”是: ,洗涤,干燥;最终得到氯化锌晶体[ZnCl2·xH2O(x=1~4)],将其与SOCl2混合并加热,可得到无水ZnCl2,写出发生的反应方程式 。
(4)用天平称量0.9000 g产品,置于250mL锥形瓶中,加入100mL蒸馏水使其溶解,再加入缓冲溶液将pH调至10.0并加入50mg铬黑T指示剂,最后用浓度为0.2mol·L-1的EDTA(乙二胺四乙酸,简写H2Y)标准溶液滴定至溶液呈亮蓝色(离子方程式为Zn2++Y2-=ZnY)。平行测定三次,同时做空白试验,平均消耗EDTA标准溶液体积为29.60mL。
①做空白试验的目的为 。
②产物ZnCl2的纯度为 (保留三位有效数字)。
③部分指示剂或指示剂与金属离子形成的配合物在水中溶解度较小,以致使滴定终点拖长(称为指示剂的僵化)。为增大有关物质的溶解度消除这一影响,可采取的措施是 。
10.(2024·四川内江·一模)绿矾(,)是一种有广泛用途的无机试剂。回答下列问题:
I.绿矾()的制备流程如图。
(1)“焙烧”后得到的一定条件下可转化为,该反应的化学方程式为 。
(2)“操作x”需经过蒸发浓缩, (填操作名称),过滤,洗涤,干燥。
Ⅱ.溶液的配制
(3)实验室需要溶液。用及下图中仪器配制该溶液时,不必使用的仪器名称是 ;所需的质量为 g。
Ⅲ.热分解实验
(4)取晶体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:
温度为时固体N的化学式为 ;取适量时所得的样品P,隔绝空气加热至得到一种红棕色固体物质Q,同时有两种无色气体生成,将产生的气体通入下图装置中,以检验产生的气体是否为和,试剂甲、乙依次为 、 (填字母标号)。
A.稀硫酸 B.品红溶液 C.溶液 D.溶液 E.溶液
IV.绿矾产品纯度测定
(5)绿矾晶体在空气中易被氧化。为测定绿矾产品的纯度,称取产品溶于水,配制成溶液,用浓度为的酸性溶液滴定()。每次所取待测液体积均为,实验结果记录如下:
实验次数
第一次
第二次
第三次
消耗溶液体积/
25.52
25.02
24.98
该产品的纯度为 (用含a、c的代数式表示)。上表中第一次实验记录数据明显大于后两次,其原因可能是 (填字母标号)。
A.实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性溶液的体积
B.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定结束无气泡
C.第一次滴定用的锥形瓶用待测液润洗过,后两次未润洗
D.该酸性标准液保存时间过长,有部分变质,浓度降低
试卷第1页,共3页
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题型10 定量探究
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常见的定量测定型实验题包括混合物成分的测定、物质纯度的测定以及化学式的确定等。该类试题常涉及物质的称量、物质的分离与提纯、中和滴定、一定物质的量浓度溶液的配制等实验操作。
一、定量型实验题的解题流程
二、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、干燥的沉淀质量,再进行计算。
2.测气体体积法:对于产生气体的反应,可以通过测量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(Ⅰ)(Ⅳ)应使量气管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。
三、实验数据的采集方法
实验数据的采集是化学计算的基础,一般来讲,固体试剂称质量,而液体试剂和气体试剂则测量体积。
1.称量固体质量时,中学一般用托盘天平,可估读到0.1 g,精确度要求高的实验中可以用分析天平或电子天平,可精确到0.000 1 g。
2.测量液体体积时,一般实验中选用适当规格的量筒,可估读到0.1 mL,准确度要求高的定量实验如中和滴定中选用滴定管(酸式或碱式),可估读到0.01 mL。容量瓶作为精密的定容仪器,用于配制一定物质的量浓度的溶液,一般不用于量取液体的体积。
3.气体除了可以测量体积外,还可以称量。称气体的质量时一般有两种方法:一种方法是称反应装置在放出气体前后的质量减小值;另一种方法是称吸收装置在吸收气体前后的质量增大值。
4.用广范pH试纸(测得整数值)或pH计(精确到0.01)直接测出溶液的pH,经过计算可以得到溶液中H+或OH-的物质的量浓度。
为了数据的准确性,实验中要采取必要的措施,确保离子完全沉淀、气体完全被吸收等,必要时可以进行平行实验,重复测定2~3次,然后取其平均值进行计算。如中和滴定实验中测量酸或碱的体积要平行做2~3次滴定,取体积的平均值求算未知溶液的浓度,但对于“离群”数据(指与其他数据有很大差异的数据)要舍弃,因为数据“离群”的原因可能是操作中出现了较大的误差。
四、实验数据筛选与处理
对实验数据筛选的一般方法和思路为“五看”:
一看:数据是否符合测量仪器的精确度,如用托盘天平测得的质量的精确度为0.1 g,若精确度值超过了这个范围,说明所得数据无效;
二看:数据是否在误差允许范围内,若所得的数据明显超出误差允许范围,要舍去;
三看:反应是否完全,是否是不足量反应物作用下所得的数据,只有完全反应时所得的数据才能应用;
四看:所得数据的测量环境是否一致,特别是气体体积,只有在温度、压强一致的情况下才能进行比较、运算;
五看:数据测量过程是否规范、合理,错误和违反测量规则的数据要舍去。
五、热重定量分析法
在程序控制温度下,测量物质的质量与温度或时间关系的方法。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。
热重法的特点是定量性强,能够准确测量物质的质量变化,根据这一特点,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与变化。
热重计算法:根据热重曲线上的失重量,由产物(即逸出物质)的量计算反应物(即试样组成)的量。
六、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质量,再除以样品的总质量,即可得出其含量
确定物质
化学式的
计算
①根据题给信息,计算有关物质的物质的量。②根据电荷守恒,确定未知离子的物质的量。③根据质量守恒,确定结晶水的物质的量。④各粒子的物质的量之比即物质化学式的下标比
热重曲
线计算
①设晶体为1mol。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失重后的残留物一般为金属氧化物,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物质的量
(2)返滴定法:第一步用的滴定剂是过量的,然后第二步再用另一种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
1.(2024·贵州·高考真题)十二钨硅酸在催化方面有重要用途。某实验小组制备十二钨硅酸晶体,并测定其结晶水含量的方法如下(装置如图,夹持装置省略):
Ⅰ.将适量加入三颈烧瓶中,加适量水,加热,溶解。
Ⅱ.持续搅拌下加热混合物至近沸,缓慢滴加浓盐酸至pH为2,反应30分钟,冷却。
Ⅲ.将反应液转至萃取仪器中,加入乙醚,再分批次加入浓盐酸,萃取。
Ⅳ.静置后液体分上、中、下三层,下层是油状钨硅酸醚合物。
Ⅴ.将下层油状物转至蒸发皿中,加少量水,加热至混合液表面有晶膜形成,冷却结晶,抽滤,干燥,得到十二钨硅酸晶体。
已知:
①制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀;
②乙醚易挥发、易燃,难溶于水且密度比水小;
③乙醚在高浓度盐酸中生成的与缔合成密度较大的油状钨硅酸醚合物。
回答下列问题:
(1)仪器a中的试剂是 (填名称),其作用是 。
(2)步骤Ⅱ中浓盐酸需缓慢滴加的原因是 。
(3)下列仪器中,用于“萃取、分液”操作的有 (填名称)。
(4)步骤Ⅳ中“静置”后液体中间层的溶质主要是 。
(5)步骤Ⅴ中“加热”操作 (选填“能”或“不能”)使用明火,原因是 。
(6)结晶水测定:称取十二钨硅酸晶体(,相对分子质量为M),采用热重分析法测得失去全部结晶水时失重,计算 (用含的代数式表示)若样品未充分干燥,会导致的值 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) 碱石灰(或NaOH固体等) 吸收挥发出来的氯化氢
(2)防止制备过程中局部pH过低而产生钨的水合氧化物沉淀
(3)分液漏斗、烧杯
(4)NaCl
(5) 不能 乙醚易挥发,易燃,遇明火极易发生危险
(6) 偏小
【详解】(1)浓盐酸具有挥发性,会污染环境,故a中的试剂的作用是吸收挥发出来的氯化氢,可以是碱石灰或NaOH固体等;
(2)由于制备过程中反应体系pH过低会产生钨的水合氧化物沉淀,故步骤Ⅱ中浓盐酸需缓慢滴加,防止制备过程中局部pH过低而产生钨的水合氧化物沉淀;
(3)萃取分液需要使用分液漏斗,同时需要烧杯来盛放分液后的液体,故用于“萃取、分液”操作的有分液漏斗、烧杯;
(4)步骤Ⅳ中“静置”后液体分为上中下三层,其中下层液体为油状钨硅酸醚合物,乙醚难溶于水,且密度小于水,故上层为乙醚,中层为水层,通过分析发生的反应可知,中间层的溶质主要为NaCl;
(5)由于乙醚易挥发,易燃,故步骤Ⅴ中“加热”操作不能使用明火;
(6)mg十二钨硅酸晶体的物质的量为,结晶水占总质量的,则结晶水的物质的量为,则;若未充分干燥,则变小,n偏小。
2.(2024·浙江·高考真题)某小组采用如下实验流程制备:
已知:是一种无色晶体,吸湿性极强,可溶于热的正己烷,在空气中受热易被氧化。
请回答:
(1)如图为步骤I的实验装置图(夹持仪器和尾气处理装置已省略),图中仪器A的名称是 ,判断步骤I反应结束的实验现象是 。
(2)下列做法不正确的是_______。
A.步骤I中,反应物和溶剂在使用前除水
B.步骤I中,若控温加热器发生故障,改用酒精灯(配石棉网)加热
C.步骤Ⅲ中,在通风橱中浓缩至蒸发皿内出现晶膜
D.步骤Ⅳ中,使用冷的正己烷洗涤
(3)所得粗产品呈浅棕黄色,小组成员认为其中混有碘单质,请设计实验方案验证 。
(4)纯化与分析:对粗产品纯化处理后得到产品,再采用银量法测定产品中含量以确定纯度。滴定原理为:先用过量标准溶液沉淀,再以标准溶液回滴剩余的。已知:
难溶电解质
(黄色)
(白色)
(红色)
溶度积常数
①从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤 。
称取产品,用少量稀酸A溶解后转移至容量瓶,加水定容得待测溶液。取滴定管检漏、水洗→_______→装液、赶气泡、调液面、读数→用移液管准确移取待测溶液加入锥形瓶→_______→_______→加入稀酸B→用标准溶液滴定→_______→读数。
a.润洗,从滴定管尖嘴放出液体
b.润洗,从滴定管上口倒出液体
c.滴加指示剂溶液
d.滴加指示剂硫酸铁铵溶液
e.准确移取标准溶液加入锥形瓶
f.滴定至溶液呈浅红色
g.滴定至沉淀变白色
②加入稀酸B的作用是 。
③三次滴定消耗标准溶液的平均体积为,则产品纯度为 。
【答案】(1) 球形冷凝管 溶液由紫红色恰好变为无色(或溶液褪为无色)
(2)BC
(3)取少量粗产品置于少量冷的正己烷中充分搅拌,静置后,取少量上层清液,向其中滴加淀粉溶液,观察液体是否变蓝,若变蓝则其中混有碘单质,否则没有
(4) a e d f 抑制发生水解反应,保证滴定终点的准确判断
【详解】(1)由实验装置图中仪器的结构可知,图中仪器A的名称是球形冷凝管,其用于冷凝回流;碘溶于正己烷使溶液显紫红色,是无色晶体,当碘反应完全后,溶液变为无色,因此,判断步骤I反应结束的实验现象是:溶液由紫红色恰好变为无色(或溶液褪为无色)。
(2)A.吸湿性极强,因此在步骤I中,反应物和溶剂在使用前必须除水,A正确;
B.使用到易燃的有机溶剂时,禁止使用明火加热,因此在步骤I中,若控温加热器发生故障,不能改用酒精灯(配石棉网)加热,B不正确;
C.在空气中受热易被氧化,因此在步骤Ⅲ中蒸发浓缩时,要注意使用有保护气(如持续通入氮气的蒸馏烧瓶等)的装置中进行,不能直接在蒸发皿浓缩,C不正确;
D.在空气中受热易被氧化、可溶于热的正己烷因此,为了减少溶解损失,在步骤Ⅳ中要使用冷的正己烷洗涤,D正确;
综上所述,本题选BC。
(3)碘易溶于正己烷,而可溶于热的正己烷、不易溶于冷的正己烷,因此,可以取少量粗产品置于少量冷的正己烷中充分搅拌,静置后,取少量上层清液,向其中滴加淀粉溶液,观察液体是否变蓝,若变蓝则其中混有碘单质,否则没有。
(4)①润洗时,滴定管尖嘴部分也需要润洗;先加待测溶液,后加标准溶液,两者充分分反应后,剩余的浓度较小,然后滴加指示剂硫酸铁铵溶液作指示剂,可以防止生成沉淀; 的溶度积常数与非常接近,因此,溶液不能用作指示剂,应该选用溶液,其中的可以与过量的半滴溶液中的反应生成溶液呈红色的配合物,故滴定至溶液呈浅红色;综上所述,需要补全的操作步骤依次是:a e d f。
②和均易发生水解,溶液中含有,为防止影响滴定终点的判断,必须抑制其发生水解,因此加入稀酸B的作用是:抑制发生水解反应,保证滴定终点的准确判断。
③由滴定步骤可知,标准溶液分别与溶液中的、标准溶液中的发生反应生成和;由守恒可知,,则;三次滴定消耗标准溶液的平均体积为,则=,由I守恒可知,因此,产品纯度为。
3.(2024·河北·高考真题)市售的溴(纯度)中含有少量的和,某化学兴趣小组利用氧化还原反应原理,设计实验制备高纯度的溴。回答下列问题:
(1)装置如图(夹持装置等略),将市售的溴滴入盛有浓溶液的B中,水浴加热至不再有红棕色液体馏出。仪器C的名称为 ;溶液的作用为 ;D中发生的主要反应的化学方程式为 。
(2)将D中溶液转移至 (填仪器名称)中,边加热边向其中滴加酸化的溶液至出现红棕色气体,继续加热将溶液蒸干得固体R。该过程中生成的离子方程式为 。
(3)利用图示相同装置,将R和固体混合均匀放入B中,D中加入冷的蒸馏水。由A向B中滴加适量浓,水浴加热蒸馏。然后将D中的液体分液、干燥、蒸馏,得到高纯度的溴。D中蒸馏水的作用为 和 。
(4)为保证溴的纯度,步骤(3)中固体的用量按理论所需量的计算,若固体R质量为m克(以计),则需称取 (用含m的代数式表示)。
(5)本实验所用钾盐试剂均经重结晶的方法纯化。其中趁热过滤的具体操作为漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,转移溶液时用 ,滤液沿烧杯壁流下。
【答案】(1) 直形冷凝管 除去市售的溴中少量的
(2) 蒸发皿
(3) 液封 降低温度
(4)
(5)玻璃棒引流,玻璃棒下端靠在三层滤纸处
【详解】(1)仪器C为直形冷凝管,用于冷凝蒸气;市售的溴中含有少量的,可与发生氧化还原反应而除去;水浴加热时,、蒸发进入装置D中,分别与发生氧化还原反应,、,由于Br2为进入D的主要物质,故主要反应的化学方程式为;
(2)将D中溶液转移至蒸发皿中,边加热边向其中滴加酸化的溶液至出现红棕色气体(),即说明已将全部氧化,发生反应的离子方程式为;几乎未被氧化,继续加热将溶液蒸干所得固体R的主要成分为;
(3)密度,D中冷的蒸馏水起到液封的作用,同时冷的蒸馏水温度较低,均可减少溴的挥发;
(4)m克KBr固体的物质的量为,根据转移电子相等可得关系式,则理论上需要的物质的量为,实际所需称取的质量为;
(5)趁热过滤的具体操作:漏斗下端管口紧靠烧杯内壁,转移溶液时用玻璃棒引流,玻璃棒下端靠在三层滤纸处,滤液沿烧杯壁流下。
4.(2024·山东·高考真题)利用“燃烧—碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验装置如下图所示(夹持装置略)。
实验过程如下:
①加样,将样品加入管式炉内瓷舟中(瓷舟两端带有气孔且有盖),聚四氟乙烯活塞滴定管G内预装略小于的碱性标准溶液,吸收管F内盛有盐酸酸化的淀粉水溶液。向F内滴入适量碱性标准溶液,发生反应:,使溶液显浅蓝色。
②燃烧:按一定流速通入,一段时间后,加热并使样品燃烧。
③滴定:当F内溶液浅蓝色消退时(发生反应:),立即用碱性标准溶液滴定至浅蓝色复现。随不断进入F,滴定过程中溶液颜色“消退-变蓝”不断变换,直至终点。
回答下列问题:
(1)取的碱性溶液和一定量的固体,配制碱性标准溶液,下列仪器必须用到的是_______(填标号)。
A.玻璃棒 B.锥形瓶 C.容量瓶 D.胶头滴管
(2)装置B和C的作用是充分干燥,B中的试剂为 。装置F中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子(见放大图),目的是 。
(3)该滴定实验达终点的现象是 ;滴定消耗碱性标准溶液,样品中硫的质量分数是 (用代数式表示)。
(4)若装置D中瓷舟未加盖,会因燃烧时产生粉尘而促进的生成,粉尘在该过程中的作用是 ;若装置E冷却气体不充分,可能导致测定结果偏大,原因是 ;若滴定过程中,有少量不经直接将氧化成,测定结果会 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)AD
(2) 浓硫酸 防止倒吸
(3) 当加入最后半滴碱性标准溶液后,溶液由无色突变为蓝色且30s内不变色
(4) 催化剂 通入F的气体温度过高,导致部分升华,从而消耗更多的碱性标准溶液 不变
【详解】(1)取的碱性溶液和一定量的固体,配制碱性标准溶液(稀释了50倍后的浓度为0.0020000),需要用碱式滴定管或移液管量取的碱性溶液,需要用一定精确度的天平称量一定质量的固体,需要在烧杯中溶解固体,溶解时要用到玻璃棒搅拌,需要用容量瓶配制标准溶液,需要用胶头滴管定容,因此,下列仪器必须用到的是AD。
(2)装置B和C的作用是充分干燥,浓硫酸具有吸水性,常用于干燥某些气体,因此B中的试剂为浓硫酸。装置F中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子,其目的是防止倒吸,因为磨砂浮子的密度小于水,若球泡内水面上升,磨砂浮子也随之上升,磨砂浮子可以作为一个磨砂玻璃塞将导气管的出气口堵塞上,从而防止倒吸。
(3)该滴定实验是利用过量的1滴或半滴标准溶液来指示滴定终点的,因此,该滴定实验达终点的现象是当加入最后半滴碱性标准溶液后,溶液由无色突变为蓝色且30s内不变色;由S元素守恒及、可得关系式3S~3~3~,若滴定消耗碱性标准溶液,则,,样品中硫的质量分数是。
(4)若装置D中瓷舟未加盖,燃烧时产生粉尘中含有铁的氧化物,铁的氧化物能催化的氧化反应从而促进的生成,因此,粉尘在该过程中的作用是催化剂;若装置E冷却气体不充分,则通入F的气体温度过高,可能导致部分升华,这样就要消耗更多碱性标准溶液,从而可能导致测定结果偏大;若滴定过程中,有少量不经直接将氧化成,从电子转移守恒的角度分析,得到被还原为,仍能得到关系式3S~3~,测定结果会不变。
5.(2024·全国甲卷·高考真题)(俗称过氧化脲)是一种消毒剂,实验室中可用尿素与过氧化氢制取,反应方程式如下:
(一)过氧化脲的合成
烧杯中分别加入、蒸馏水和尿素,搅拌溶解。下反应,冷却结晶、过滤、干燥,得白色针状晶体。
(二)过氧化脲性质检测
I.过氧化脲溶液用稀酸化后,滴加溶液,紫红色消失。
Ⅱ.过氧化脲溶液用稀酸化后,加入溶液和四氯化碳,振荡,静置。
(三)产品纯度测定
溶液配制:称取一定量产品,用蒸馏水溶解后配制成溶液。
滴定分析:量取过氧化脲溶液至锥形瓶中,加入一定量稀,用准确浓度的溶液滴定至微红色,记录滴定体积,计算纯度。
回答下列问题:
(1)过滤中使用到的玻璃仪器有 (写出两种即可)。
(2)过氧化脲的产率为 。
(3)性质检测Ⅱ中的现象为 。性质检测I和Ⅱ分别说明过氧化脲具有的性质是 。
(4)下图为“溶液配制”的部分过程,操作a应重复3次,目的是 ,定容后还需要的操作为 。
(5)“滴定分析”步骤中,下列操作错误的是_____(填标号)。
A.溶液置于酸式滴定管中
B.用量筒量取过氧化脲溶液
C.滴定近终点时,用洗瓶冲洗锥形瓶内壁
D.锥形瓶内溶液变色后,立即记录滴定管液面刻度
(6)以下操作导致过氧化脲纯度测定结果偏低的是_____(填标号)。
A.容量瓶中液面超过刻度线
B.滴定管水洗后未用溶液润洗
C.摇动锥形瓶时溶液滴到锥形瓶外
D.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
【答案】(1)烧杯、漏斗、玻璃棒,可任选两种作答
(2)50%
(3) 液体分层,上层为无色,下层为紫红色 还原性、氧化性
(4) 避免溶质损失 盖好瓶塞,反复上下颠倒、摇匀
(5)BD
(6)A
【详解】(1)过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,可任选两种作答。
(2)实验中加入尿素的质量为12.0g,物质的量为0.2mol,过氧化氢的质量为,物质的量约为0.245mol,过氧化氢过量,产率应按照尿素的质量计算,理论上可得到过氧化脲0.2mol,质量为0.2mol×94g/mol=18.8g,实验中实际得到过氧化脲9.4g,故过氧化脲的产率为。
(3)在过氧化脲的性质检测中,检测Ⅰ用稀硫酸酸化,加入高锰酸钾溶液,紫红色消失,说明过氧化脲被酸性高锰酸钾氧化,体现了过氧化脲的还原性;检测Ⅱ用稀硫酸酸化,加入KI溶液和四氯化碳溶液,过氧化脲会将KI氧化为I2单质,体现了过氧化脲的氧化性,生成的I2在四氯化碳中溶解度大,会溶于四氯化碳溶液,且四氯化碳密度大于水,振荡,静置后出现的现象为:液体分层,上层为无色,下层为紫红色。
(4)操作a为洗涤烧杯和玻璃棒,并将洗涤液转移到容量瓶中,目的是避免溶质损失;定容后应盖好瓶塞,反复上下颠倒、摇匀。
(5)A.KMnO4溶液是强氧化性溶液,应置于酸式滴定管中,A项正确;
B.量筒的精确度不能达到0.01mL,量取25.00mL的溶液应选用滴定管,B项错误;
C.滴定过程中,待测液有可能会溅到锥形瓶内壁,滴定近终点时,为了使结果更精确,可用洗瓶冲洗锥形瓶内壁,C项正确;
D.锥形瓶内溶液变色后,应等待30s,观察溶液不再恢复原来的颜色后,才能记录滴定管液面刻度,D项错误;
故选BD。
(6)A.在配制过氧化脲溶液时,容量瓶中页面超过刻度线,会使溶液体积偏大,配制溶液的浓度偏低,会使滴定过程中消耗的KMnO4溶液体积偏低,导致测定结果偏低,A项符合题意;
B.滴定管水洗后未用KMnO4溶液润洗,会导致KMnO4溶液浓度偏低,会使滴定过程中消耗的KMnO4溶液体积偏高,导致测定结果偏高,B项不符合题意;
C.摇动锥形瓶时KMnO4溶液滴到锥形瓶外,会使滴定过程中消耗的KMnO4溶液体积偏高,导致测定结果偏高,C项不符合题意;
D.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,会使滴定过程中消耗的KMnO4溶液体积偏高,导致测定结果偏高,D项不符合题意;
故选A。
6.(2024·湖北·高考真题)学习小组为探究、能否催化的分解及相关性质,室温下进行了实验I~Ⅳ。
实验I
实验Ⅱ
实验Ⅲ
无明显变化
溶液变为红色,伴有气泡产生
溶液变为墨绿色,并持续产生能使带火星木条复燃的气体
已知:为粉红色、为蓝色、为红色、为墨绿色。回答下列问题:
(1)配制的溶液,需要用到下列仪器中的 (填标号)。
a. b. c. d.
(2)实验I表明 (填“能”或“不能”)催化的分解。实验Ⅱ中大大过量的原因是 。实验Ⅲ初步表明能催化的分解,写出在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式 、 。
(3)实验I表明,反应难以正向进行,利用化学平衡移动原理,分析、分别与配位后,正向反应能够进行的原因 。
实验Ⅳ:
(4)实验Ⅳ中,A到B溶液变为蓝色,并产生气体;B到C溶液变为粉红色,并产生气体。从A到C所产生的气体的分子式分别为 、 。
【答案】(1)bc
(2) 不能 提供过量的碳酸氢根,通过平衡移动,促使水合钴离子转化为碳酸合钴离子,同时防止碳酸钴生成
(3)实验Ⅲ的现象表明,Co3+、Co2+分别与配位时,更易与反应生成(该反应为快反应),导致几乎不能转化为,这样使得的浓度减小的幅度远远大于减小的幅度,根据化学平衡移动原理,减小生成物浓度能使化学平衡向正反应方向移动,因此,上述反应能够正向进行
(4)
【详解】(1)配制1.00 mol·L-1的CoSO4溶液,需要用到容量瓶、胶头滴管等等,因此选bc。
(2)CoSO4溶液中存在大量的,向其中加入30%的后无明显变化,因此,实验I表明不能催化的分解。实验Ⅱ中发生反应的离子方程式为,因此,大过量的原因是:为保证转化为,提供过量的碳酸氢根,通过平衡移动,促使水合钴离子转化为碳酸合钴离子,同时防止碳酸钴生成。实验Ⅲ的实验现象表明在的作用下能与反应生成,然后能催化的分解,因此,在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式为、 。
(3)实验I表明,反应难以正向进行。实验Ⅲ的现象表明,Co3+、Co2+分别与配位时,更易与反应生成(该反应为快反应),导致几乎不能转化为,这样使得的浓度减小的幅度远远大于减小的幅度,根据化学平衡移动原理,减小生成物浓度能使化学平衡向正反应方向移动,因此,上述反应能够正向进行。
(4)实验Ⅳ中,A到B溶液变为蓝色,并产生气体,说明发生了;B到C溶液变为粉红色,并产生气体,说明发生了,因此从A到C所产生的气体的分子式分别为和。
7.(2024·安徽·高考真题)测定铁矿石中铁含量的传统方法是,滴定法。研究小组用该方法测定质量为的某赤铁矿试样中的铁含量。
【配制溶液】
①标准溶液。
②溶液:称取溶于浓盐酸,加水至,加入少量锡粒。
【测定含量】按下图所示(加热装置路去)操作步骤进行实验。
已知:氯化铁受热易升华;室温时,可将氧化为。难以氧化;可被还原为。回答下列问题:
(1)下列仪器在本实验中必须用到的有 (填名称)。
(2)结合离子方程式解释配制溶液时加入锡粒的原因: 。
(3)步骤I中“微热”的原因是 。
(4)步骤Ⅲ中,若未“立即滴定”,则会导致测定的铁含量 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)若消耗标准溶液,则试样中的质量分数为 (用含a、c、V的代数式表示)。
(6)滴定法也可测定铁的含量,其主要原理是利用和将铁矿石试样中还原为,再用标准溶液滴定。
①从环保角度分析,该方法相比于,滴定法的优点是 。
②为探究溶液滴定时,在不同酸度下对测定结果的影响,分别向下列溶液中加入1滴溶液,现象如下表:
溶液
现象
空白实验
溶液试剂X
紫红色不褪去
实验I
溶液硫酸
紫红色不褪去
实验ⅱ
溶液硫酸
紫红色明显变浅
表中试剂X为 ;根据该实验可得出的结论是 。
【答案】(1)容量瓶、量筒
(2)Sn2+易被空气氧化为Sn4+,离子方程式为,加入Sn,发生反应,可防止Sn2+氧化
(3)提高试样与浓盐酸反应速率,同时可以减少浓盐酸的挥发和氯化铁的升华
(4)偏小
(5)
(6) 更安全,对环境更友好 H2O 酸性越强,KMnO4的氧化性越强,Cl-被KMnO4氧化的可能性越大,对Fe2+测定结果造成干扰的可能性越大,因此在KMnO4标准液进行滴定时,要控制溶液的pH值
【详解】(1)配制SnCl2溶液需要用到容量瓶和量筒,滴定需要用到酸式滴定管,但给出的为碱式滴定管,因此给出仪器中,本实验必须用到容量瓶、量筒;
(2)Sn2+易被空气氧化为Sn4+,离子方程式为,加入Sn,发生反应,可防止Sn2+氧化;
(3)步骤I中“微热”是为了提高试样与浓盐酸反应速率,同时微热可以减少浓盐酸的挥发和氯化铁的升华;
(4)步琛Ⅲ中,若未“立即滴定”,Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+,导致测定的铁含量偏小;
(5)根据方程式可得:,ag试样中Fe元素的质量为,质量分数为
(6)①方法中,HgCl2氧化Sn2+的离子方程式为:,生成的Hg有剧毒,因此相比于的优点是:更安全,对环境更友好;
②溶液+0.5mL试剂X,为空白试验,因此X为H2O;由表格可知,酸性越强,KMnO4的氧化性越强,Cl-被KMnO4氧化的可能性越大,对Fe2+测定结果造成干扰的可能性越大,因此在KMnO4标准液进行滴定时,要控制溶液的pH值。
8.(2024·吉林·高考真题)某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化,设计实验方案如下:
I.向烧瓶中分别加入乙酸()、乙醇()、固体及4~6滴甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。
II.加热回流后,反应液由蓝色变为紫色,变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热。
III.冷却后,向烧瓶中缓慢加入饱和溶液至无逸出,分离出有机相。
IV.洗涤有机相后,加入无水,过滤。
V.蒸馏滤液,收集馏分,得无色液体,色谱检测纯度为。
回答下列问题:
(1)在反应中起 作用,用其代替浓的优点是 (答出一条即可)。
(2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程。变色硅胶吸水,除指示反应进程外,还可 。
(3)使用小孔冷凝柱承载,而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是_______(填标号)。
A.无需分离 B.增大该反应平衡常数
C.起到沸石作用,防止暴沸 D.不影响甲基紫指示反应进程
(4)下列仪器中,分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是 (填名称)。
(5)该实验乙酸乙酯的产率为 (精确至)。
(6)若改用作为反应物进行反应,质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为 (精确至1)。
【答案】(1) 催化剂和吸水剂 无有毒气体二氧化硫产生
(2)吸收生成的水,使平衡正向移动,提高乙酸乙酯的产率
(3)AD
(4)分液漏斗
(5)73.5%
(6)90
【详解】(1)该实验可实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化,用浓时,浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂,所以在反应中起催化剂和吸水剂作用;浓硫酸还具有强氧化性和脱水性,用浓在加热条件下反应时,可能发生副反应,且浓硫酸的还原产物二氧化硫有毒气体,所以用其代替浓的优点是副产物少,可绿色制备乙酸乙酯,无有毒气体二氧化硫产生,同时 NaHSO4固体易于称量;
(2)变色硅胶吸水,除指示反应进程外,还可吸收加热时生成的水,使平衡正向移动,提高乙酸乙酯的产率;
(3)A. 若向反应液中直接加入变色硅胶,则反应后需要过滤出硅胶,而使用小孔冷凝柱承载则无需分离,故A正确;
B. 反应的平衡常数只与温度有关,使用小孔冷凝柱承载不能增大该反应平衡常数,故B错误;
C. 小孔冷凝柱承载并没有投入溶液中,不能起到沸石作用,不能防止暴沸,故C错误;
D. 由题中“反应液由蓝色变为紫色,变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热”可知,若向反应液中直接加入变色硅胶,则变色硅胶由蓝色变为粉红色,会影响观察反应液由蓝色变为紫色,所以使用小孔冷凝柱承载不影响甲基紫指示反应进程,故D正确;
故答案为:AD;
(4)容量瓶用于配制一定物质的量浓度的溶液,分离有机相和洗涤有机相不需要容量瓶;漏斗用于固液分离,分离有机相和洗涤有机相不需要漏斗;分离液态有机相和洗涤液态有机相也不需要洗气瓶;分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是分液漏斗;
(5)由反应可知,乙酸与乙醇反应时,理论上可获得的乙酸乙酯的质量为0.1mol×88g/mol=8.8g,则该实验乙酸乙酯的产率为;
(6)若改用作为反应物进行反应,则因为,生成的乙酸乙酯的摩尔质量为90g/mol,所以质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为90。
1.(2024·河南·模拟预测)是一种常用的氧化剂,某实验小组利用氧化制备的装置(夹持装置略)如图所示。
已知:锰酸钾在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:。
回答下列问题:
(1)仪器的名称是 。
(2)装置中制备反应的化学方程式为 。
(3)装置连接顺序是 (按照气流方向,用小写字母表示)。
(4)若去掉装置,会导致产率 (填“增大”“降低”或“无影响”)。
(5)装置中生成的离子方程式为 。
(6)利用滴定法测定某样品[杂质为和中的其中一种]的组成,实验步骤如下。
Ⅰ.取样品于锥形瓶中,加入稀硫酸全部溶解,水浴加热至。用的溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且内不褪色,消耗溶液。
Ⅱ.向上述溶液中加入适量还原剂(不引入铁元素)将恰好完全还原为,加入稀硫酸酸化后,在75℃继续用溶液滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色,又消耗溶液。已知上述过程中,,。
①样品中的质量分数表达式为 (用含、、、的代数式表示)。
②若步骤Ⅰ中滴入溶液不足(假设已完全被氧化),则测得样品中元素含量 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
③若,样品中含有的杂质为 (写化学式)。
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2)
(3)cabedf
(4)降低
(5)
(6) 无影响
【详解】(1)仪器的名称是恒压滴液漏斗;
(2)氯酸钾和浓盐酸发生归中反应产生Cl2,化学方程式为;
(3)由分析可知,装置连接顺序是cabedf;
(4)挥发出来的氯化氢会和氢氧化钾反应,使溶液碱性减弱时发生反应,会导致产率降低;
(5)强碱性条件下,氧化制备,锰元素化合价由+6变为+7、氯元素化合价由0变为-1,结合电子守恒,反应为:;
(6)①设的物质的量为xmol,的物质的量为ymol,的物质的量为zmol,步骤Ⅰ中草酸根和Fe2+均被氧化,结合得失电子守恒有:、KMnO4~5Fe2+,所以,步骤Ⅱ中Fe2+被氧化,由KMnO4~5Fe2+可知,,联立二个方程解得:,所以的质量分数;
②Fe元素的物质的量,若步骤Ⅰ中溶液不足,则步骤Ⅰ中有一部分Fe2+没有被氧化或都没有被氧化,不影响V2的大小,则不变,所以对于测得Fe元素的含量无影响;
③若,的质量分数=0,样品中不含,由和可知,y≠0,样品中含杂质。
2.(2025·浙江杭州·模拟预测)双氰胺()为白色晶体,主要用于生产树脂、涂料、含氮复合肥等。实验室以石灰氮为原料制备双氰胺的流程如下:
已知:①双氰胺常温下是白色结晶粉末,在冷水中溶解度较小,溶于热水、乙醇。
②双氰胺其水溶液在80℃以上会发生分解放出氨气;酸性环境中不易水解。
回答下列问题:
(1)写出步骤I的化学反应方程式: 。
(2)步骤II中调节溶液为9.1,不能过低的原因:①碱性条件下反应速率较快② 。
(3)步骤III中蒸发浓缩时,常采用真空蒸发浓缩,装置如图,仪器b的名称 。真空蒸发浓缩通过以下步骤完成,请选择合理的操作并排序: 。
将反应后溶液转移至c中→ → →浓缩至所需浓度,关闭装置→ → →干燥→粗产品
①打开旋转按扭保持c不停转动,然后开始加热
②接通冷凝水,开始抽气
③取中溶液,冷却后过滤
④取中溶液,冷却后过滤
⑤用乙醇洗涤
⑥用冷水洗涤
(4)下列说法正确的是_______。
A.a是冷凝水进口
B.真空蒸发浓缩可以加快浓缩速率,防止双氰胺因温度过高发生分解
C.保持不停转动是为了受热均匀也可以防爆沸
D.可用重结晶的方法提纯粗产品
(5)双氰胺纯度的测定:取双氰胺样品克,加足量的和催化剂,将所有的元素转换成,然后加入足量的浓溶液,充水蒸气充分加热,将产生的通入中,中加入硼酸和指示剂。吸收完毕后,用浓度为的盐酸滴定中吸收液,消耗盐酸。过程中发生的反应:;。则样品中氮的质量分数为 %。(用含c、m、V的代数式表示)吸收装置中冷凝管的作用 。
【答案】(1)
(2)pH过低产品容易结合H+成盐
(3) 圆底烧瓶 ②①④⑥
(4)BD
(5) 将水蒸气冷成液态水,NH3溶于水后被充分吸收,防止倒吸
【详解】(1)步骤Ⅰ中CaCN2与水反应生成Ca(OH)2和NC-NH2,通入CO2,使Ca(OH)2转化成CaCO3,化学方程式为:;
(2)步骤II中调节溶液为9.1,不能过低的原因:①碱性条件下反应速率较快②由于-NH2具有碱性,pH过低产品容易结合H+成盐;
(3)仪器b的名称圆底烧瓶,真空蒸发浓缩通过以下步骤完成,将反应后溶液转移至c中→②接通冷凝水,开始抽气→①打开旋转按扭保持c不停转动,然后开始加热→浓缩至所需浓度,关闭装置→④取中溶液,冷却后过滤→⑥用冷水洗涤→干燥→粗产品;
(4)A. a是加料阀,错误;B. 真空蒸发浓缩可以加快浓缩速率,降低蒸发温度,防止双氰胺因温度过高发生分解,正确;C. 保持不停转动是为了受热均匀,温度不会达到暴沸,因为双氰胺温度过高发生分解,错误;D. 在冷水中溶解度较小,溶于热水,所以可用重结晶的方法提纯粗产品,正确;BD当选;
(5)消耗浓度为的盐酸,可知氮元素的物质的量为,质量为,质量分数为%,由于氨气极易溶于水,防止倒吸,所以吸收装置中冷凝管的作用将水蒸气冷成液态水,NH3溶于水后被充分吸收,防止倒吸。
3.(2025·内蒙古·模拟预测)硫酸四氨合铜在工业上用途广泛。某实验小组用废铜屑(含少量铁、油污)制备,步骤如下:
Ⅰ.取废铜屑,碱洗后加入稀和溶液,在下充分溶解。
Ⅱ.调节至,加热煮沸2分钟,趁热过滤。
Ⅲ.向滤液中逐滴加入浓氨水至澄清。
Ⅳ.加入无水乙醇,过滤;沉淀先用试剂M洗涤,再用乙醇与乙醚混合液洗涤,干燥,得深蓝色晶体。
已知:硫酸四氨合铜溶液是深蓝色;。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ碱洗的目的是 。
(2)步骤Ⅱ可除去溶液中的 和 (填离子符号或化学式)。
(3)步骤Ⅲ的实验现象为 。
(4)步骤Ⅳ中试剂M应选用_______(填标号)。
A.乙醇和浓氨水混合溶液 B.蒸馏水
C.乙醇和稀硫酸混合溶液 D.溶液
(5)对产品进行热重分析,结果如下图所示。时结晶水已全部失去,时产物为,则 ;阶段反应的化学方程式为 。
(6)实验中的损耗忽略不计,废铜屑中的质量分数= %(精确至1%)。
【答案】(1)除去废铜屑表面的油污
(2)
(3)有大量的蓝色沉淀生成,继续滴加浓氨水后蓝色沉淀逐渐减少至完全消失,溶液变为深蓝色;
(4)A
(5) 1
(6)80%
【详解】(1)废铜屑表面有油污等杂质,常用碳酸钠溶液洗去油污,步骤Ⅰ碱洗的目的是除去废铜屑表面的油污;
故答案为:除去废铜屑表面的油污;
(2)废铜屑含有少量铁,步骤Ⅰ充分反应后溶液中含有及过量的,调节至,可以使转化为沉淀,加热煮沸2分钟可以使分解而除去;
故答案为:;;
(3)步骤Ⅱ得硫酸铜溶液,步骤Ⅲ逐滴加入浓氨水过程先生成蓝色沉淀,而能与浓氨水反应生成,故实验现象为有大量的蓝色沉淀生成,继续滴加浓氨水蓝色沉淀逐渐减少至完全消失,溶液变为深蓝色;
故答案为:有大量的蓝色沉淀生成,继续滴加浓氨水蓝色沉淀逐渐减少至完全消失,溶液变为深蓝色;
(4)步骤Ⅳ沉淀为,洗涤沉淀需减少沉淀的溶解,及抑制配离子的电离,乙醇可以降低该晶体的溶解,浓氨水可以抑制电离,故试剂M为乙醇和浓氨水混合溶液,A项正确;
故答案为:A;
(5)根据图像可知,将纵坐标对应质量乘1000,图像不变,则按照乘1000后的数据计算:时固体质量为3.20g,产物为物质的量为,根据元素质量守恒,初始25℃时,固体质量为4.92g,物质的量为0.02mol,则其摩尔质量为,数值上等于相对分子质量,而的相对分子质量为228,则x=;失去全部结晶水时的质量为,时固体质量只有3.88g,说明此时固体不是,而时固体为质量为3.20g, 由转化为时质量减少,为的质量,时固体质量3.88g转化为时质量减少,由转化为时固体时质量减少,可知时固体为,阶段与阶段固体质量减少量相等,都为0.34g,则时固体为(或时固体物质的量为0.02mol,阶段固体质量减少0.68g为0.04mol的质量,与物质的量之比为1:2,确定时固体为),故阶段反应的化学方程式为;
故答案为:1;;
(6)深蓝色晶体为,则含有的铜元素的质量为,废铜屑中的质量分数=;
故答案为:80%。
4.(2024·江西·模拟预测)利用尿素制备N2H4·H2O(水合肼)的实验流程如图所示:
已知:①氯气与烧碱溶液的反应是放热反应;
②N2H4·H2O有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2。
(1)步骤Ⅰ制备NaClO溶液时,若温度为41℃,测得产物中除NaClO外还含有NaClO3,且两者物质的量之比为3∶1,该反应的化学方程式为 。
(2)步骤Ⅱ合成N2H4·H2O(沸点为118.5℃)的装置如图所示。步骤Ⅰ中所得溶液与尿素[CO(NH2)2,沸点为196.6℃]水溶液在40℃以下反应一段时间后,再迅速升温至110℃继续反应。
①仪器a的名称为 ;冷凝管的作用是 。
②若分液漏斗内液体滴加速率过快,会发生副反应,该副反应的离子方程式为 。
③写出流程图中生成水合肼的化学方程式: 。
(3)蒸馏得到水合肼粗产品,称取馏分1.5 g,加水配成100 mL溶液,取出20.00 mL于锥形瓶中,并加入2~3滴淀粉溶液,用0.5000 mol·L-1的碘的标准溶液进行滴定。(已知:)
①滴定时,碘的标准溶液盛放在 (填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
②下列能导致馏分中水合肼的含量测定结果偏低的是 (填标号)。
a.锥形瓶清洗后未干燥 b.滴定前,滴定管中无气泡,滴定后有气泡
c.读数时,滴定前平视,滴定后俯视 d.盛标准液的滴定管清洗后,直接装标准液
③达到滴定终点时消耗碘的标准溶液20.00 mL,馏分中N2H4·H2O的质量分数为 (保留4位有效数字)。
【答案】(1)
(2) 三颈烧瓶 冷凝回流,提高水合肼的产率
(3) 酸式 bc 83.33%
【详解】(1)Cl2化合价上升至NaClO与NaClO3,价态下降至NaCl,根据得失电子守恒得:。
(2)①由仪器构造可知,仪器a为三颈烧瓶;冷凝管的作用是冷凝回流,提高水合肼的产率;
②根据已知信息,分液漏斗内液体若滴加速率过快,会发生NaClO溶液将N2H4·H2O氧化的副反应,则离子方程式为;
③NaClO将尿素氧化为水合肼,由分析可知,化学方程式为;
(3)①碘溶液具有一定的氧化性,会腐蚀橡胶管,因此用酸式滴定管盛放;
②a.锥形瓶清洗后未干燥不影响待测液物质的量,对滴定结果无影响,a不选;
b.滴定前,滴定管中无气泡,滴定后有气泡,气泡占了一部分体积,标准溶液体积读数偏低,测得待测液浓度偏低,b选;
c.读数时,滴定前平视,滴定后俯视,标准液体积读数偏低,待测液浓度偏低,c选;
d.盛标准液的滴定管清洗后,直接装标准液,将标准液稀释,消耗标准液体积偏大,待测液浓度偏大,d不选;
故选bc;
③滴定的反应为,则,20 mL水合肼粗产品中有=0.005 mol水合肼,则100 mL中有0.025 mol水合肼,即0.025mol×50g/mol=1.25g,则质量分数为。
5.(2025·河南·模拟预测)某实验小组利用EDTA标准溶液滴定,从而间接测定混合溶液中和的总浓度。已知EDTA与按物质的量之比反应。
主要实验步骤如下:
Ⅰ.如下图所示,取混合溶液于①中,在搅拌下滴加NaOH溶液,调pH至11,然后准确加入溶液(过量),搅拌下水浴加热至60℃并保持5min,冷却至室温。过滤、洗涤,合并滤液和洗涤液,在250mL容量瓶中定容。
Ⅱ.取25.00mL步骤Ⅰ配制的溶液于锥形瓶中,加入一定量蒸馏水,用NaOH溶液调pH在12~13之间,再滴加4~5滴钙指示剂。用标准溶液滴定至终点,平行测定三次。消耗EDTA溶液平均体积为。
回答下列问题:
(1)仪器①的名称是 ;②的名称是 。
(2)步骤Ⅰ中,若不慎将NaOH溶液沾到皮肤上,应对措施是 。
(3)步骤Ⅰ中,调pH至11的目的是 ;加入的溶液需过量的原因是 。
(4)步骤Ⅰ中,采用水浴加热方式的优点是 。
(5)步骤Ⅱ滴定接近终点时,使滴定管尖嘴处悬垂的半滴标准溶液加入到锥形瓶中的操作是 。
(6)混合溶液中,和的总浓度 (写出计算式)。
【答案】(1) 三颈烧瓶 恒压滴液漏斗
(2)先用大量的水冲洗,然后涂上1%硼酸溶液减小对皮肤的腐蚀
(3) 将混合溶液中的碳酸氢钠完全转化为碳酸钠 保证碳酸根离子沉淀完全
(4)便于控制温度,且受热均匀
(5)使半滴溶液悬于管口,将锥形瓶内壁与管口接触,使液滴流出
(6)
【详解】(1)由图可知,仪器①的名称是三颈烧瓶;②的名称是恒压滴液漏斗;
(2)NaOH溶液有腐蚀性,会腐蚀皮肤,若不慎将NaOH溶液沾到皮肤上,应先用大量的水冲洗,然后涂上1%硼酸溶液减小对皮肤的腐蚀;
(3)在搅拌下滴加NaOH溶液,调pH至11,可以将混合溶液中的碳酸氢钠完全转化为碳酸钠;加入过量的溶液可以保证碳酸根离子沉淀完全;
(4)本实验所需温度低于100℃,可以采用水浴加热,水浴加热便于控制温度,且受热均匀;
(5)使滴定管尖嘴处悬垂的半滴标准溶液加入到锥形瓶中的操作是:使半滴溶液悬于管口,将锥形瓶内壁与管口接触,使液滴流出;
(6)消耗EDTA溶液平均体积为,则配制的溶液中含有钙离子的物质的量为:×c2·V2×10-3mol,所以混合溶液中,和的总浓度。
6.(2024·吉林长春·模拟预测)某小组采用如下实验流程制备难溶于水的白色:
已知:极易水解产生难溶的固体,。
(1)下图为步骤1的实验装置图(夹持仪器和尾气处理装置已省略),仪器的名称是 。
(2)下列说法正确的是_______。
A.步骤Ⅰ:加热温度越高,溶解速率越快,产率越高
B.步骤Ⅱ:可加适量的溶液调节
C.步骤Ⅲ:在通风橱中浓缩至蒸发皿中大量晶体析出
D.步骤Ⅳ:试剂选用、,组合使用更有利于制备
(3)①写出水解离子方程式 。
②简述实验室配制溶液方法 。
③请结合浓度熵和平衡常数解释可抑制的水解 。
(4)利用溶液与溶液测定中和反应反应热,从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤(有些步骤可重复使用) , :
用量筒量取(______)→(______)→(______)→(______)→用另一个量筒量取溶液→(______)→(______)→(______)→打开杯盖,将溶液倒入量热计的内筒,盖上杯盖测量并记录温度重复上述步骤两次。
a.插入温度计
b.测量并记录温度
c.打开杯盖,将硝酸倒入量热计的内筒,盖上杯盖
d.用蒸馏水把温度计上的溶液冲洗干净,擦干备用
e.搅拌器匀速搅拌
(5)测定产品的纯度:称取产品于锥形瓶中,加盐酸溶解,加入饱和硫脲(简写为)与形成黄色溶液,再用的滴定至终点,现象为 ;三次滴定消耗溶液的平均体积为,则产品的纯度为 (已知形成无色远比形成黄色容易,)。
【答案】(1)三颈烧瓶
(2)D
(3) 将Bi(NO3)3或Bi(NO3)3·5H2O晶体溶于较浓的硝酸中,再加水稀释到所需浓度 该离子方程式的平衡常数,由于水解较彻底,水解达平衡时,溶液中,所以,加入HNO3时,,,平衡逆移,HNO3可抑制Bi(NO3)3的水解
(4) cabd abd
(5) 溶液由黄色变为无色,且半分钟内不变色 89.0%
【详解】(1)仪器A的名称是三颈烧瓶,故答案为:三颈烧瓶;
(2)A.步骤Ⅰ:硝酸受热易分解导致产率下降,故不是加热温度越高,产率越高,A错误;
B.步骤Ⅱ:加入适量氢氧化钠溶液调节pH,容易形成沉淀,B错误;
C.步骤Ⅲ:已知极易水解产生难溶的固体,故不能浓缩至蒸发皿中大量晶体析出,应浓缩后冷却结晶析出晶体,C错误;
D.步骤Ⅳ:溶液中存在2个平衡:、,组合使用HCl、NaCl,增大氯离子浓度,利于第二个平衡生成,D正确;
故选D。
(3)①已知:极易水解产生难溶的固体,则水解离子方程式:,故答案为:;
②由于极易水解,故实验室配制溶液应该加入浓硝酸抑制其水解,方法为:将或Bi(NO3)3·5H2O晶体溶于较浓的硝酸中,再加水稀释到所需浓度,故答案为:将Bi(NO3)3或Bi(NO3)3·5H2O晶体溶于较浓的硝酸中,再加水稀释到所需浓度;
③该离子方程式的平衡常数,由于水解较彻底,水解达平衡时,溶液中,所以,加入时,,,平衡逆移,可抑制的水解;
(4)中和热测定要使用稀的强酸、强碱溶液反应,且实验中要尽量操作迅速,且保证热量尽量不散失,防止产生实验误差;
用溶液与NaOH溶液测定中和反应反应热,测定步骤:用量筒量取→c.打开杯盖,将硝酸倒入量热计的内筒,盖上杯盖→a.插入温度计→b.测量并记录温度→d.用蒸馏水把温度计上的溶液冲洗干净,擦干备用→用另一个量筒量取溶液→a.插入温度计→b.测量并记录温度→d.用蒸馏水把温度计上的溶液冲洗干净,擦干备用→打开杯盖,将NaOH溶液倒入量热计的内筒,盖上杯盖→(a)→(e)→测量并记录温度→重复上述步骤两次。
故答案为:cabd;abd;
(5)达到滴定终点时,饱和硫脲(简写为)与形成黄色溶液恰好消失,所以滴定终点的现象为溶液由黄色变为无色,且半分钟内不变色;已知形成无色远比形成黄色容易,则反应关系为,产品的纯度为,故答案为:溶液由黄色变为无色,且半分钟内不变色;89.0%。
7.(2025·四川·一模)硫化镍(NiS)不溶于水,是一种重要的化学品,可用作电池材料,制造镍氢电池和镍镉电池。将在一定条件下与溶液反应可以制备NiS,所用装置如下(夹持仪器已略去):已知:NiS溶于稀硝酸,生成;装置C是用来除去中的HCl。
请回答下列问题:
(1)使用仪器X的第一步操作是 ;实验结束后,还要通一会儿的目的是 。
(2)装置A的三颈瓶中、装置C中分别盛装的试剂是 、 。
(3)按气流方向从左往右,装置的连接顺序是 (填导管口的字母)。
(4)装置B中三颈瓶内发生反应的离子方程式为 。
(5)将生成的NiS过滤、洗涤、干燥,要证明NiS洗涤干净的方法是 。
(6)写出NiS溶于稀硝酸的化学方程式 。
(7)测定产品纯度:取2.5g产品完全溶于稀硝酸后,配成250mL溶液,取20mL溶液于锥形瓶中,加入EDTA溶液,使完全络合,煮沸,滴入几滴PAN作指示剂,趁热用溶液滴定过量的EDTA,当滴定到达滴定终点时,消耗溶液为10mL。该产品纯度为 (以NiS进行计算)[假设杂质不参与反应,已知滴定反应:,]。
【答案】(1) 检查是否漏液 使H2S 全部进入尾气处理装置中,防止污染空气
(2) 溶液 NaHS溶液
(3)bdca
(4)
(5)取最后一次洗涤液少许于试管中,先加入盐酸,再加入溶液,若无白色沉淀产生,则证明洗涤干净
(6)
(7)91%
【详解】(1)仪器X是恒压滴液漏斗,使用仪器X的第一步操作是检查是否漏液;实验结束后,还要通一会儿的目的是使H2S 全部进入尾气处理装置中,防止污染空气;
(2)装置A是在一定条件下与溶液反应制备NiS的发生装置,故装置A中盛放溶液;由上述分析可知装置C中的试剂为了除去H2S中的HCl气体,所以装置B中是饱和NaHS溶液;
(3)由分析可知,B是制取H2S气体装置,C是除杂装置,A是制备NiS的发生装置,故连接顺序是bdca;
(4)装置B中三颈瓶内FeS与浓盐酸反应的离子方程式为;
(5)所得沉淀表面可能还附着等杂质离子,可以通过检验最后一次洗涤液中不含有证明沉淀已洗涤干净,其方法是取最后一次洗涤液少许于试管中,先加入盐酸,再加入溶液,若无白色沉淀产生,则证明洗涤干净;
(6)溶于稀硝酸反应生成、NO和H2O,反应的化学方程式为;
(7)由题可知,,,并且过量的可以被Cu2+滴定来计算用量,所以过量的==,,则该镍样品纯度为:。
8.(2024·四川泸州·一模)实验室制取SO2的反应原理为:Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O。请用下列装置设计一个实验,以测定SO2转化为SO3的转化率:
(1)装置的连接顺序(按气体左右的方向)是 。
___________→___________→___________→___________→___________→___________→___________→___________(填各接口的编号)
(2)从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,实验时I处滴入浓硫酸与II处加热催化剂的先后顺序是 。
(3)IV处观察到的现象是 。
(4)若II中反应在适当的反应状况下,反应达最大限度以后,下列说法正确的是___________。
A.SO2浓度必定等于O2 浓度的两倍
B.SO2、O2、SO3的分子数之比是2:1:2
C.SO2与O2不再化合生成SO3
D.反应混合物各成分的百分组成不再变化
(5)在I处用大火加热烧瓶时,SO2的转化率会 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(6)用n mol Na2SO3粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入O2一段时间后,称得V处增重mg,则本实验中SO2的转化率为 。(用n、m表示)
【答案】(1)a→d→e→b→c→f→g→h
(2)先加热V2O5,后缓缓滴入浓硫酸
(3)有无色(或白色)晶体(或固体)生成
(4)D
(5)减小
(6)
【详解】(1)根据分析,装置的连接顺序为:a→d→e→b→c→f→g→h;
(2)从乙处均匀通入O2,为使SO2有较高的转化率,应先加热V2O5,后缓缓滴入浓硫酸,使制备的SO2立即转化为SO3;
(3)IV中冰水浴收集SO3,现象是:有无色(或白色)晶体(或固体)生成;
(4)A.SO2和O2的浓度与起始加入量和反应转化量有关,两种浓度之间与平衡没有关系,A错误;
B.SO2、O2、SO3的分子数与起始加入量和反应转化量有关,三者分子数之间与平衡没有关系,B错误;
C.SO2与O2不再化合生成SO3,反应速率为0,但化学平衡是动态平衡,达到最大限度后正逆反应速率相同,C错误;
D.达到平衡时反应混合物各成分的百分组成不再变化,D正确;
故选D;
(5)在I处用大火加热烧瓶时,SO2的通入速率快,转化率会减小;
(6)根据题意可找出关系式:, 理论上生成nmolSO2,V处增重mg,即未反应的SO2的物质的量为:,SO2的转化率为:。
9.(2024·浙江·模拟预测)无水ZnCl2常用作为生产活性炭的活化剂。现以一种主要成分为ZnO的炼锌烟尘(含有少量的FeO、CuO)来制备无水氯化锌,相关实验流程如下:
已知:①无水氯化锌具有较强的吸水性,其反应原理为:ZnCl2+H2O=Zn(OH)Cl+HCl↑。
②Zn及其化合物的性质与Al相似,pH>11时,Zn(OH)2可转化为。
③研究小组利用市售的氯化锌制备无水氯化锌,依次采用除水(氯化氢气体“置换”)、升华相结合的方法,装置如图所示:
请回答:
(1)利用浓硫酸与氯化钠制备HCl(g),该反应体现了硫酸的 (填浓硫酸的相关性质);盛装浓硫酸的仪器名称是 。
(2)下列说法不正确的是___________。
A.步骤Ⅰ,加入过量氢氧化钠的作用是充分溶解氧化锌,使其与杂质分离
B.步骤Ⅲ起到调节溶液pH值,应通入足量CO2,使Zn元素能够完全沉淀
C.除水阶段,为提高除水速度,应加快HCl和N2的气流速度
D.管式炉Ⅰ采取阶段式升温,实验结束时先撤去管式炉Ⅰ、再撤去管式炉Ⅱ
(3)实验流程中的“一系列操作”是: ,洗涤,干燥;最终得到氯化锌晶体[ZnCl2·xH2O(x=1~4)],将其与SOCl2混合并加热,可得到无水ZnCl2,写出发生的反应方程式 。
(4)用天平称量0.9000 g产品,置于250mL锥形瓶中,加入100mL蒸馏水使其溶解,再加入缓冲溶液将pH调至10.0并加入50mg铬黑T指示剂,最后用浓度为0.2mol·L-1的EDTA(乙二胺四乙酸,简写H2Y)标准溶液滴定至溶液呈亮蓝色(离子方程式为Zn2++Y2-=ZnY)。平行测定三次,同时做空白试验,平均消耗EDTA标准溶液体积为29.60mL。
①做空白试验的目的为 。
②产物ZnCl2的纯度为 (保留三位有效数字)。
③部分指示剂或指示剂与金属离子形成的配合物在水中溶解度较小,以致使滴定终点拖长(称为指示剂的僵化)。为增大有关物质的溶解度消除这一影响,可采取的措施是 。
【答案】(1) 酸性、高沸点性(或难挥发性) 恒压滴液漏斗
(2)D
(3) 蒸发浓缩,冷却结晶,过滤 ZnCl2·xH2O+xSOCl2=ZnCl2+xSO2↑+2xHCl↑
(4) 消除蒸馏水中能与EDTA反应的物质对测定结果的影响(或消除系统内误差) 89.5% (或0.895) 放慢滴定速度/加入适当的有机溶剂/适当加热
【详解】(1)由分析可知,利用浓硫酸与氯化钠制备HCl(g),该反应体现了硫酸的酸性、高沸点性(或难挥发性),盛装浓硫酸的仪器名称为恒压滴液漏斗,故答案为:酸性、高沸点性(或难挥发性);恒压滴液漏斗;
(2)A.步骤Ⅰ,加入过量氢氧化钠的作用是充分溶解氧化锌生成Na2[Zn(OH)4],通过过滤使其与杂质分离,故A项正确;
B.步骤Ⅲ起到调节溶液pH值,发生反应2CO2+Na2[Zn(OH)4]=Zn(OH)2↓+2NaHCO3,应通入足量CO2,使[Zn(OH)4]-能够完全沉淀,故B项正确;
C.加快HCl和N2的气流速度,可以提高除水速度,故C项正确;
D.由分析知实验结束时先撤去管式炉Ⅱ、再撤去管式炉I,故D项错误;
故选D。
(3)由分析知,实验流程中的“一系列操作”是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到的氯化锌晶体[ZnCl2·xH2O(x=1~4)],将其与SOCl2混合并加热,可得到无水ZnCl2,其化学方程式为ZnCl2·xH2O+xSOCl2=ZnCl2+xSO2↑+2xHCl↑,故答案为:蒸发浓缩,冷却结晶,过滤;ZnCl2·xH2O+xSOCl2=ZnCl2+xSO2↑+2xHCl↑;
(4)①通过做空白试验做对比,可以消除蒸馏水中能与EDTA反应的物质对测定结果的影响,故答案为:消除蒸馏水中能与EDTA反应的物质对测定结果的影响(或消除系统内误差);
②29.60mL溶液中含EDTA的物质的量为,与EDTA以物质的量之比反应,则0.9000g产品中ZnCl2的质量为,则产品中ZnCl2的质量分数为,故答案为:89.5%;
③部分指示剂或指示剂与金属离子形成的配合物在水中溶解度较小,以致使滴定终点拖长(称为指示剂的僵化)。为增大有关物质的溶解度消除这一影响,可通过提高溶解度或减小反应速率的措施来消除,具体可采取的措施有放慢滴定速度、加入适当的有机溶剂、适当加热,故答案为:放慢滴定速度/加入适当的有机溶剂/适当加热。
10.(2024·四川内江·一模)绿矾(,)是一种有广泛用途的无机试剂。回答下列问题:
I.绿矾()的制备流程如图。
(1)“焙烧”后得到的一定条件下可转化为,该反应的化学方程式为 。
(2)“操作x”需经过蒸发浓缩, (填操作名称),过滤,洗涤,干燥。
Ⅱ.溶液的配制
(3)实验室需要溶液。用及下图中仪器配制该溶液时,不必使用的仪器名称是 ;所需的质量为 g。
Ⅲ.热分解实验
(4)取晶体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:
温度为时固体N的化学式为 ;取适量时所得的样品P,隔绝空气加热至得到一种红棕色固体物质Q,同时有两种无色气体生成,将产生的气体通入下图装置中,以检验产生的气体是否为和,试剂甲、乙依次为 、 (填字母标号)。
A.稀硫酸 B.品红溶液 C.溶液 D.溶液 E.溶液
IV.绿矾产品纯度测定
(5)绿矾晶体在空气中易被氧化。为测定绿矾产品的纯度,称取产品溶于水,配制成溶液,用浓度为的酸性溶液滴定()。每次所取待测液体积均为,实验结果记录如下:
实验次数
第一次
第二次
第三次
消耗溶液体积/
25.52
25.02
24.98
该产品的纯度为 (用含a、c的代数式表示)。上表中第一次实验记录数据明显大于后两次,其原因可能是 (填字母标号)。
A.实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性溶液的体积
B.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定结束无气泡
C.第一次滴定用的锥形瓶用待测液润洗过,后两次未润洗
D.该酸性标准液保存时间过长,有部分变质,浓度降低
【答案】(1)2SO2+O22SO3
(2)冷却结晶
(3) 分液漏斗 13.9
(4) FeSO4·H2O C B
(5) BC
【详解】(1)二氧化硫经过催化剂加热与氧气反应生成三氧化硫,该反应是可逆反应,化学方程式为:2SO2+O22SO3;
(2)由硫酸亚铁溶液得到绿矾(FeSO4·7H2O)需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到,答案是:冷却结晶;
(3)实验室需要溶液,应该配制呈500ml溶液,所需FeSO4·7H2O的质量为0.1mol/L×0.5L×278g/mol=13.9g,用天平称量出13.9g固体,在烧杯中溶解,转移到500ml容量瓶中,不需要用到的仪器是分液漏斗,故答案是分液漏斗;13.9;
(4)起始时FeSO4·7H2O固体质量为5.56g,物质的量为=0.02mol,若完全失去结晶水,固体质量剩余0.02mol×152g/mol=3.04g,180°C时,固体质量为3.40g,失去的是部分结晶水,剩余固体的摩尔质量为=170g/mol,设剩余物质为FeSO4·xH2O,152+18x=170,x=1,N的化学式为FeSO4·H2O;
检验SO3用BaCl2溶液,会有BaSO4白色沉淀生成,检验SO2用品红溶液,品红溶液褪色即证明有SO2,SO3与水反应,故应先检验SO3后检验SO2,甲、乙试剂依次是C、B;
(5)由实验数据可知,第一次消耗高锰酸钾体积过大,应该用第二次和第三次体积的平均值来计算纯度,消耗高锰酸钾溶液的体积为:,根据方程式可知,n(FeSO4·7H2O)=5n(KMnO4)=5×cmol/L×25.00×10-3L=0.125cmol,m(FeSO4·7H2O)=0.125cmol×278g/mol×=695cg,产品的纯度为=;
A.俯视读数,造成所读的数偏小,故A错误;
B.滴定管尖嘴有气泡,滴定结束无气泡,所消耗的液体体积增加,故B正确;
C.锥形瓶用待测液润洗,待测液的物质的量增加,则消耗高锰酸钾的体积增加,故C正确;
D.三次使用的高锰酸钾都是一样的,消耗的高锰酸钾体积应是相同的,故D错误;
故选BC。
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