主题13 三、定量分析型综合实验（学生讲义）-【新高考方案】2026年高考化学Ⅱ一轮总复习

三、定量分析型综合实验 　　[例3]　(2024·山东卷)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a mg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c(KIO3)∶c(KI)略小于1∶5的KIO3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KIO3碱性标准溶液,发生反应:KIO3+5KI+6HCl3I2+6KCl+3H2O,使溶液显浅蓝色。 ②燃烧:按一定流速通入O2,一段时间后,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:SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI),立即用KIO3碱性标准溶液滴定至浅蓝色复现。随SO2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20.00 mL 0.100 0 mol·L-1KIO3的碱性溶液和一定量的KI固体,配制1 000 mL KIO3碱性标准溶液,下列仪器必须用到的是　　　　(填标号)。  A.玻璃棒 B.1 000 mL锥形瓶 C.500 mL容量瓶 D.胶头滴管 (2)装置B和C的作用是充分干燥O2,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KIO3碱性标准溶液V mL,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SO3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I不经I2直接将SO2氧化成H2SO4,测定结果会　　　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。  [思维路径] 　　第(1)问考查仪器的选择,较为基础,根据实验要求进行回答。配制1 000 mL KIO3碱性标准溶液(稀释了50倍后KIO3的浓度为0.002 000 0 mol·L-1),需要用碱式滴定管或移液管量取20.00 mL 0.100 0 mol·L-1的KIO3碱性溶液,需要用一定精确度的天平称量一定质量的KI固体,需要在烧杯中溶解KI固体,溶解时要用到玻璃棒搅拌,需要用1 000 mL容量瓶配制标准溶液,需要用胶头滴管定容。因此,根据选项中提供的仪器必须用到的是玻璃棒和胶头滴管。 　　第(2)问实验装置分析:由装置图可知用于干燥氧气的为液体干燥剂,由此可推断为浓硫酸。 　　再根据装置的特点和物质的性质分析用磨砂浮子的目的:由实验流程可知,钢铁样品燃烧后产生的SO2在装置F中与I2发生反应,为保证SO2充分反应,通气管要尽量插入吸收管的底部。在通气管的末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子,当SO2溶于吸收液造成气压降低时,磨砂浮子会浮起堵住通气管末端,防止吸收液倒吸进入通气管。由此可推出使用磨砂浮子的目的是防倒吸。 　　第(3)问考查规范答题和相关计算:第一空是滴定实验的创新考查:实验中的装置、操作步骤都比较陌生、新颖,不再是先加入被滴定物质(SO2)再滴定,而是边滴定边持续不断地通入被滴定物(SO2)。滴定终点的现象仍然是当SO2完全通入F中被氧化,终点时生成I2使溶液变浅蓝色。第二空根据反应和实验数据计算:由S元素守恒及SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI、KIO3+5KI+6HCl3I2+6KCl+3H2O可得关系式3S~3SO2~3I2~KIO3,若滴定消耗KIO3碱性标准溶液V mL,则n(KIO3)=V×10-3 L×0.002 000 0 mol·L-1=2.000 0×10-6V mol,n(S)=3n(KIO3)=3×2.000 0×10-6V mol=6.000 0×10-6V mol,样品中硫的质量分数是×100%=%。 　　第(4)问实验过程分析: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SO2的氧化反应从而生成SO3,因此,粉尘在该过程中的作用是催化。 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I2升华,这样就要消耗更多KIO3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I不经I2直接将SO2氧化成H2SO4,从电子转移守恒的角度分析,I得到6e-被还原为I-,仍能得到关系式3S~3SO2~KIO3,测定结果会不变。 [迁移应用] 1.[计算方法的应用]某同学设计实验确定Al(NO3)3·xH2O的结晶水数目。称取样品7.50 g,经热分解测得气体产物中有NO2、O2、HNO3、H2O,其中H2O的质量为3.06 g;残留的固体产物是Al2O3,质量为1.02 g。计算: (1)x=　　　　　　。  (2)气体产物中n(O2)=　　　　　　 mol。  2.[与滴定实验相关的考查]氧化铁黄(FeOOH)纯度可以通过产品的耗酸量确定,如下图所示。 已知:Fe3++3C2[Fe(C2O4)3]3-,[Fe(C2O4)3]3-不与稀碱液反应。 (1)在溶液c中滴加NaOH标准溶液,使用的指示剂为　　　　　　。  (2)若实验时加入了n1 mol的H2SO4,消耗n2 mol NaOH,设氧化铁黄的摩尔质量为M g·mol-1,则氧化铁黄样品纯度为　　　　(用含w、n1、n2、M的代数式表示)。  (3)测定时,若滴入Na2C2O4不足量,会使实验结果　　　　(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。  3.[与定量实验有关的操作]乙二胺四乙酸铁钠(C10H12FeN2NaO8)一种制备方案如下: 制备FeCO3:称取4.38 g FeSO4·7H2O加水溶解,加热至40~50 ℃,再缓慢添加1.31 g Na2CO3,得到FeCO3悬浊液。 制备Fe(OH)3:向FeCO3悬浊液中逐滴加入7 mL 30% H2O2溶液,过滤,洗涤,得到高活性Fe(OH)3。 制备乙二胺四乙酸铁钠:将0.14 mol乙二胺四乙酸和0.56 g NaOH,用30 mL水溶解后,缓慢加入上述制得的Fe(OH)3,调节pH为4.5~6.0,充分反应后减压过滤,将滤液加热浓缩、冷却结晶、干燥,得到土黄色高纯乙二胺四乙酸铁钠晶体。 请回答下列问题: (1)制备FeCO3时,Na2CO3添加过快,会导致　 。  (2)制备乙二胺四乙酸铁钠时,调节pH为4.5~6.0能达到最好的效果。pH太高或太低均会导致乙二胺四乙酸铁钠晶体产率下降,原因是　 。  (3)测定乙二胺四乙酸铁钠中铁的含量。称量m g样品溶解后加稀H2SO4酸化,再加入m g锌粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液用250 mL容量瓶定容。移取25 mL溶液至锥形瓶中,加入一定量的H2SO4—H3PO4混酸,用c mol·L-1 KMnO4标准溶液平行滴定3次,平均消耗KMnO4溶液V mL。KMnO4标准溶液盛装在　　　　　(填仪器名称)中,加入H2SO4—H3PO4混酸的作用是　 ;  该晶体中铁元素的质量分数的表达式为　　　　　　　　　　(用题中所给字母表示)。注:磷酸与Fe3+配位形成无色配离子[Fe(HPO4)2]-。  课下请完成课时跟踪检测(七十一) 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 1111 $$