内容正文:
集体备课统一教学案·高三化学组
综合实验-含量或组成测定
【学习目标】
1.掌握物质含量测定或组成测定的一般方法
2.掌握测定实验的思维模型
【本节学习内容】
1.(2025·海南·高考真题)混合熔盐是“中国光塔(光热发电)”的基本热媒介质。其准确组成是保障光塔稳定运行的重要参数,熔盐中组分含量测定,可用如下流程进行。
回答问题:
(1)“称量”时应使用 (填“台秤”或“分析天平”)。“过滤”操作中承接滤液需用 (填仪器名称)。滤液定量转移至250 mL容量瓶,需要玻璃棒辅助,玻璃棒的作用是 。定容得到混合盐样品溶液。
(2)熔盐中总硝态盐()含量测定
①准确量取25.00 mL混合盐样品溶液于装置 (填标号)的反应容器中,加入过量盐酸,缓缓蒸干,完成由将定量固定的“转化”。“蒸干驱酸”产生、及HCl,需置于 橱中进行,其废气处理需用 溶液吸收。
②银量法的滴定剂为标准液,指示剂为,终点变化为乳白色至砖红色沉淀。滴定中,溶液pH应保持在6~9范围,原因是 。
(3)熔盐中含量测定
①测定 准确量取25.00 mL混合盐样品溶液于加有过量的碘量瓶中,加入10 mL稀,避光静置5 min完成“氧化”:,以浓度为 的标准溶液滴定,消耗体积为 ,反应式:。
②空白测定准 确量取25.00 mL蒸馏水替换混合盐样品溶液,并重复上述“测定”过程,消耗标准溶液体积为 。 样品中质量分数为 。
2.(2025·山东省实验中学·一模)我国的歼-20战机使用了大量的钛金属,四氯化钛是生产海绵钛的重要中间原料,某小组同学利用如下装置在实验室制备TiCl4(夹持装置略去)。
已知:①CO与PdCl2溶液反应产生黑色金属钯;
②有关物质的性质:
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g/cm3)
水溶性
TiCl4
-24
136.4
1.7
易水解生成白色沉淀,能溶于有机溶剂
CCl4
-23
76.8
1.6
难溶于水
请回答下列问题:
(1)装置A中a的作用是 ,仪器b的名称为 。
(2)装置C中的药品为 ,装置E用冰盐水浴的目的是 。
(3)组装好仪器后,部分实验步骤如下:①装入药品;②打开分液漏斗活塞;③检查装置气密性;④关闭分液漏斗活塞;⑤停止加热,充分冷却;⑥加热装置D中陶瓷管。从上述步骤中选择合适操作(不重复使用)并排序:③① (填序号)。
(4)装置D中发生两个反应,其中副反应为C+Cl2CCl4,主反应中氧化剂与还原剂的物质的量相等且只有两种产物,写出主反应化学方程式 。
(5)进一步提纯E中产物的方法是 。
(6)测定TiCl4的含量:取1.0g产品于烧瓶中,通过安全漏斗加入足量蒸馏水,充分反应后将安全漏斗及烧瓶中的液体转移到容量瓶中配成100mL溶液。取20.00mL于锥形瓶中,滴加2-3滴K2CrO4溶液为指示剂,用0.1000mol/L的AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗溶液40.00mL。该产品纯度为 %。下列实验操作会导致产品纯度测定结果偏低的有 。
A.未用标准液润洗滴定管 B.未将安全漏斗中的液体转移到容量瓶中
C.滴定终点时仰视读数 D.滴加过多的K2CrO4溶液
3.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)某实验室制备糖精钴,并测定其结晶水含量。
已知:表示糖精根离子,其摩尔质量为,糖精钴的溶解度在热水中较大,在冷水中较小;丙酮沸点为,与水互溶。
(一)制备 I.称取,加入蒸馏水,搅拌溶解,得溶液1。
Ⅱ.称取(稍过量)糖精钠(),加入蒸馏水,加热搅拌,得溶液2。
Ⅲ.将溶液2加入到接近沸腾的溶液1中,反应3分钟后停止加热,静置,冷却结晶。
Ⅳ.过滤,依次用三种不同试剂洗涤晶体,晾干得产品。
回答下列问题:
(1)I和Ⅱ中除烧杯外,还需用到的玻璃仪器有 、 (写出两种)
(2)Ⅲ中静置过程有少量晶体出现时,可将烧杯置于 中,以使大量晶体析出。
(3)Ⅳ中用①丙酮、②冷水、③冷的溶液洗涤晶体,正确顺序为 。
A.①③② B.③②① C.②①③
(4)Ⅳ中为了确认氯离子已经洗净,取水洗时的最后一次滤液于试管中, (将实验操作、现象和结论补充完整)。
(5)与本实验安全注意事项有关的图标有 。
(二)结晶水含量测定
和形成配合物。准确称取糖精钴产品于锥形瓶中,加蒸馏水,加热溶解,再加入缓冲溶液和指示剂,在50~60℃下,用的标准溶液滴定。
(6)下列操作的正确顺序为 (用字母排序)。
a.用标准溶液润洗滴定管 b.加入标准溶液至“0”刻度以上处
c.检查滴定管是否漏水并清洗 d.赶出气泡,调节液面,准确记录读数
(7)滴定终点时消耗标准溶液,则产品中x的测定值为 (用含m、c、V的代数式表示);若滴定前滴定管尖嘴处无气泡,滴定后有气泡,会导致x的测定值 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
4.三氯氧磷()可用作半导体掺杂剂。工业上采用直接氧化法由制备,
反应原理为:(白磷),。
已知:、的部分性质如下:
熔点/℃
沸点/℃
其它
-112
75.5
和互溶,均为无色液体,遇水均剧烈水解
2
105.3
某实验小组模拟该工艺设计实验装置如图(部分加热和夹持装置已略去):
(1)装置戊中发生反应的离子方程式为_______。
(2)装置乙的主要作用为:①干燥气体,②_______,③_______。
(3)装置丙的温度需控制在60-65℃的原因是_______。
(4)提纯(含少量杂质),可采用的方法是_______。
(5)通过测定三氯氧磷产品中Cl元素含量,可进一步计算产品的纯度,实验步骤如下:
I.取产品于锥形瓶中,加入足量NaOH溶液,待水解完全后滴加稀硝酸至酸性;
Ⅱ.向锥形瓶中加入溶液至完全沉淀;
Ⅲ.向其中加入少量硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖;
IV.加入指示剂,用KSCN溶液进行滴定,至终点时消耗KSCN溶液mL。
(已知:溶于酸,AgSCN是白色沉淀;,)
①步骤IV中选用的指示剂为_______。
A. B. C.淀粉 D.甲基橙
②产品中氯元素的百分含量表达式为:_______。
③下列操作会使测得的氯元素含量偏小的是_______。
a.配制标准溶液时仰视容量瓶刻度线 b.实验过程中未加入硝基苯
c.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后无气泡 d.滴定时锥形瓶未干燥
1.(2025·海南·高考真题)【答案】(1) 分析天平 烧杯 引流
(2) c 通风 氢氧化钠 pH大于9,银离子会转化为AgOH沉淀,pH小于6,铬酸根会转化为重铬酸根,影响滴定 (3)
【解析】本实验第一步进行熔盐中总硝态盐()含量测定,将混合熔盐配制成250mL溶液,根据,用将定量固定的“转化”,再用标准液滴定,进而测定()含量;第二步用过量的将转化为NO同时转化为,用标准溶液滴定,进而测定含量
(1)称量时要精确至1 mg(0.001 g)需使用可以精确到万分位的分析天平;
过滤时承接滤液的仪器:常用“烧杯”收集滤液,便于后续定量转移;转移溶液时玻璃棒的作用为引流。
(2)①用电加热板加热时,不需要用玻璃棒搅拌,漏斗能导气,蒸气能溢出,且能防止盐酸过快挥发,故选c;
反应生成有毒气体时应在通风橱进行; 废气为酸性气体,用NaOH溶液吸收即可;
②pH大于9,银离子会转化为AgOH沉淀,pH小于6,铬酸根会转化为重铬酸根,影响滴定。
(3)由题意得2Na2S2O3~~2,所以减去空白对照后25.00 mL样品含有的物质的量为,样品中NaNO2的质量分数为。
2.(2025·山东省实验中学·一模)【答案】(1)平衡气压,使液体顺利流下 蒸馏烧瓶
(2)浓硫酸 冷凝收集TiCl4 (3)②⑥⑤④
(4) (5)蒸馏 (6) BD
【分析】A中制备氯气,B为饱和食盐水,除去HCl,C中盛放浓硫酸,干燥氯气,D中氯气与二氧化钛反应得到产物,E中收集TiCl4,F可吸收未反应完全的氯气,同时防止G中水蒸气进入E使TiCi4水解,G吸收CO,
【解析】(1)装置A中a的作用是平衡气压,使液体顺利流下;仪器b的名称为蒸馏烧瓶;
(2)根据分析,C中盛放浓硫酸,干燥氯气;因TiCl4的熔点低,用冰盐水浴的目的是冷凝收集TiCl4;
(3)组装好仪器后,部分实验步骤如下③检查装置气密性,①装入药品,②打开分液漏斗活塞,⑥加热装置D中陶瓷管,⑤停止加热,充分冷却,④关闭分液漏斗活塞;
(4)反应中氧化剂与还原剂的物质的量相等且只有两种产物,反应化学方程式;
(5)根据表格信息,TiCl4与CCl4互溶,但沸点差异比较大,故从混合液体分离出TiCl4的操作为蒸馏;
(6)①根据关系式TiCl4~4HCl~4AgNO3,n(TiCl4)=(HCl)= (AgNO3)==mol,取1.0g产品于烧瓶中,配成10.00mL溶液。取于锥形瓶中,则产品纯度为。
②A.未用标准液润洗滴定管,消耗的标准液偏多,产品纯度测定结果偏大,A错误;
B.安全漏斗吸收挥发的HCl气体,未将安全漏斗中的液体转移到容量瓶中,产品纯度测定结果偏低,B正确;
C.滴定终点时仰视读数,标准液体积偏大,产品纯度测定结果偏大,C错误;
D.滴加过多的 K2CrO4溶液会让滴定终点提前,标准液偏少,产品纯度测定结果偏低,D正确;
3.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)【答案】(1) 玻璃棒 量筒(或胶头滴管等,合理即可)
(2)冰水浴 (3)B (4)加稀硝酸酸化,再滴加AgNO3溶液,无白色沉淀生成,说明Cl-已洗净
(5)ABC (6)cabd
(7) (或:) 偏高
【解析】按照反应制备糖精钴,然后在冰水浴中结晶,再按照“冷的1% NaSac溶液、冷水、丙酮”顺序进行洗涤,得到糖精钴晶体,最后将糖精钴晶体溶解后用EDTA标准溶液滴定测定含有结晶水的数量。
(1)步骤I、Ⅱ中需要使用量筒、胶头滴管量取蒸馏水,并用玻璃棒搅拌以加快固体溶解速率。
(2)因为糖精钴在冷水中溶解度较小,为了尽快让大量晶体析出,应降低溶液温度,可将烧杯置于冰水浴中。
(3)先用冷的1% NaSac溶液洗涤,可降低糖精钴溶解度,减少晶体损失,还能将晶体表面吸附的Co2+转化为晶体析出,且不引入新的杂质,再用冷水洗涤,可降低晶体溶解度并洗去溶液中存在的可溶性离子,丙酮可以与水互溶且沸点比关键水的低,故最后用丙酮洗涤以除去残留的水且能使晶体快速干燥,故答案为B。
(4)Ⅳ中为了确认氯离子已经洗净的步骤为:取水洗时的最后一次滤液于试管中,加稀硝酸酸化,再滴加AgNO3溶液,无白色沉淀生成,说明Cl-已洗净。
(5)进行化学实验需要佩戴护目镜,以保护眼睛,同时化学实验结束后,离开实验室前需用肥皂等清洗双手,该实验涉及加热操作,因此需要防止热烫,要选择合适的工具进行操作,避免直接触碰,故A、B、C符合题意;该实验中未涉及锐器的操作,D不符合题意,故答案为ABC。
(6)使用滴定管前首先要检漏,确定不漏液之后用蒸馏水清洗(c),再用待装的标准溶液进行润洗(a),待润洗完成后 装入标准溶液至“0”刻度以上2~3 mL处(b),放液赶出气泡后调节液面至“0”刻度或“0”刻度下,准确记录标准溶液体积的初始读数(d),故答案为cabd。
(7)滴定消耗的,EDTA与Co2+形成1:1配合物,则样品溶解后的,即样品中的,而,所以,解得;若滴定前滴定管尖嘴处无气泡,滴定后有气泡,测得消耗EDTA溶液体积偏小,V偏小,根据,则x偏高。
4.答案:(1)
(2)观察流速进而调节与的反应速率;平衡气压或检验装置是否发生堵塞
(3)温度太低,反应速率变慢,温度过高,易挥发,利用率降低
(4)蒸馏 (5)B;;bc
解析:(1)装置戊中制备氯气,离子方程式为;
(2)根据分析,装置乙的主要作用为:①干燥气体,②观察流速进而调节与的反应速率,③平衡气压或检验装置是否发生堵塞;
(3)根据表格中熔沸点,装置丙的温度需控制在60-65℃的原因是:温度太低,反应速率变慢,温度过高,易挥发,利用率降低;
(4)根据已知,和是沸点不同的液体,则提纯(含少量杂质),可采用的方法是蒸馏;
(5)①与铁离子会反应使溶液变为红色,故选择硫酸铁溶液作指示剂,故答案为B;②向锥形瓶中加入溶液使完全生成AgCl沉淀,反应为,然后向其中加入少量硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖,减少沉淀损失,加入含铁离子的指示剂,用mol/LKSCN溶液进行滴定,至终点时消耗KSCN溶液mL,反应原理为产品中,则产品中氯元素的百分含量表达式为:;
③a.配制标准溶液时仰视容量瓶刻度线,加水偏多,所配标准液浓度偏小,取出相同体积的溶液,物质的量偏小,导致消耗KSCN溶液体积偏小,沉淀消耗的硝酸银物质的量偏大,所测氯元素含量偏大,a不符合题意;b.因(AgCl)>(AgSCN),实验过程中未加入硝基苯,部分AgCl可转化为AgSCN,导致消耗KSCN溶液体积偏大,所测氯元素含量偏小,故b符合题意;c.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后无气泡,导致消耗KSCN溶液体积偏大,所测氯元素含量偏小,c符合题意;d.滴定时锥形瓶未干燥,对测定氯元素含量无影响,d不符合题意;故选bc。
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