化学实验设计评价与改进二

1、课时70 化学实验设计、评价与改进（二）（定性与定量实验）一、知识回顾与记忆1定性实验：化学定性实验要解决的是研究对象“有什么”的问题。其主要任务是确定物质的组成（如由哪些元素组成），只有确定物质的组成后，才能选择适当的分析方法进行定量分析。化学实验中的定性分析，主要有常见分子、离子的检验。2定量实验：化学定量实验要解决的是研究对象“有多少”的问题。其主要任务是在确定物质组成的前提下，进一步确定物质中各组分的具体含量。化学实验中的定量分析，常见的有混合物中某一成分含量的测定。【课内练习】1某化学兴趣小组对碳铵的成分存在疑问，进行了如下探究。【定性实验】检验碳铵中的阴、阳离子。（1）取少量固体放

2、入试管中，加入盐酸，把生成的气体通入澄清石灰水中，有白色沉淀生成。根据实验现象，推测碳铵中所含有阴离子可能是和 。（2）检验碳铵中阳离子的方法是 。 【定量实验】测定碳铵中C元素和N元素质量比。 该兴趣小组准确称取ag碳铵，加热使之分解，并把产物通入碱石灰中，如下图所示。（3）若灼烧后没有固体残余，称量U形管在实验前后的质量差为bg。由此测得N元素的质量是g。 （4）为了测定碳铵中碳元素的质量，他们设计的实验方案是将ag碳铵完全溶解于水，加入过量BaCl2，然后测定生成沉淀质量。该方案是否合理（填“合理”“不合理”），理由是 。二、方法掌握与训练（定量分析的常用方法） 【课内练习】2纯碱样品中

3、常含有杂质NaCl，请设计实验测定Na2CO3的质量分数。方法1：(1)干燥管的作用是_，(2)该装置的存在缺陷为_方法2：取一定量的纯碱试样，与足量的稀硫酸反应，用如图所示，排饱和NaHCO3溶液的方法测定生成的CO2体积。(3)能否用水代替饱和NaHCO3溶液，为什么？ (4)使用该装置前需要检查气密性，具体操作为 (5)使用该装置，读数前需要注意的事项有(写出三项) 方法3： (6)试剂B可以选择BaCl2溶液或者CaCl2溶液，减少误差的角度BaCl2溶液较合适，为什么？(7)如何判断CO32-已沉淀完全？ (8)为什么要洗涤沉淀，如何洗涤沉淀？(9)如何判断沉淀已经洗涤干净？方法4：

4、滴定序号待测液体积(mL)所消耗盐酸标准液的体积(mL)滴定前滴定后120.000.5020.60220.004.2027.30320.006.0025.90(10)使用酚酞作为指示剂，滴定终点的现象_(11)已知此时滴定终点的反应为CO32-+H+=HCO3-，则碳酸钠的质量分数为_【方法精要】定量实验是中学化学实验的重要组成，定量实验涉及实验结果的准确性，也是中学化学实验中要求最高的组成部分。定量测定常用的实验方法有气体质量法、气体体积法、重量法、容量法等多种方法。对于同一个定量实验，往往可以采用不同的实验方法。三、能力提升与练习（定量分析中的综合实验能力）【例】（2011北京高考）下列实

5、验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数 A取a克混合物充分加热，减重b克 B取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体 C取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克 D取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体【能力解析】定量实验中经常要测定混合物的质量分数，根据混合物参与反应的情况，该计算一般可以归纳为三类：（1）混合物中只有一种物质会发生反应，此时直接用关系式进行计算；（2）混合物中有两种物质会发生反应，此时可分别将设其为xmol、ymol，联立二元一次方程组求解；（3）混合物中的一

6、种物质可转化成另一种物质，此时可运用差量法进行计算。选项C，逸出的气体中除CO2外，还含有水蒸气，无法计算。答案：C【课内练习】3现有 3份由碳酸钠和碳酸氢钠组成的不同混合物。(1)取样品 1.9克溶于水，与足量BaCl2溶液充分反应，将所得沉淀过滤、洗涤、干燥并称重，得到1.97g沉淀，则碳酸钠的质量分数为_。(2)取样品 29.6克，与足量盐酸充分反应，得到6.72升气体(标况)，则碳酸钠的质量分数为_。(3)取样品27.2克，加热至质量不再改变，剩余固体重为21.0g，则碳酸钠的质量分数为_。课后达标练习1（2011莆田）某化学兴趣小组拟采用下图装置甲电解饱和氯化钠溶液，并用电解产生的H

7、2还原CuO粉末来测定Cu的相对原子质量Ar(Cu)，同时检验氯气的氧化性，图中夹持和加热仪器已略去。（1）写出装置甲中反应的离子方程式： 。（2）为完成上述实验，正确的连接顺序为a连 ，b连 （填写连接的字母）。（3）装置乙中第一个广口瓶内的溶液不能是（） A.淀粉碘化钾溶液B. NaOH溶液C. FeCl2与KSCN混合溶液D. Na2SO3溶液（4）在对硬质玻璃管里的氧化铜粉末加热前，需进行的操作为 。（5）装置丙中广口瓶内盛放的试剂为 ，作用是 。（6）为了测定Cu的相对原子质量，某同学通过实验测得丙装置反应前后如下数据：样品质量为m 1g、反应后硬质玻璃管中剩余固体质量为m 2g、反

8、应前后U型管及其中固体质量差为m 3g、反应前后洗气瓶及其中液体质量差为m 4g。 请选择理论上误差最小的一组数据计算Ar(Cu)，Ar(Cu)= 。 如果选用其他组数据进行计算，会导致Ar(Cu) （填“偏大”、“偏小”或“不受影响”），理由是 。2（2011龙岩）某研究性小组拟用下述方案测定一份亚硫酸钠试样的氧化变质程度。 方案一根据试样与足量70%硫酸反应产生的SO2气体体积来测定。（1）请从图中选用适当的装置，装置的连接顺序是（填接口字母）_。 （2）按图连接好仪器，进行气密性检查的操作是_。 （3）甲装置中发生反应的化学方程式为_ （4）称取2.0g试样，测得气体体积112mL(标况

9、)，则Na2SO3的质量分数为_。方案二根据试样与钡盐溶液反应产生硫酸钡沉淀的质量来测定。流程如下：（5）操作2名称是_，其操作方法是_。若缺少该操作，测得的Na2SO3质量分数_（填偏大、偏小或不变）。 （6）甲、乙两同学开展实验时，分别按下表叙述开展“操作1”（其余操作相同且符合实验规范要求），并得到表中所示的沉淀质量和亚硫酸钠质量分数(Na2SO3%)的计算表达式：操作1沉淀质量Na2SO3%计算表达式甲先往溶液中加入足量盐酸，再滴入足量BaCl2b克（1-142b/233a）×100%乙先往溶液中加入足量Ba(NO3)2，再滴入足量盐酸c克（1-142c/233a）×

10、;100%_（填“甲”或“乙”）的“Na2SO3%计算表达式”有问题，因为_。高考原题实战1(2011福建高考)化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究：查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成。.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验  取适量牙膏样品，加水成分搅拌、过滤。（1）往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是_。（2）往（1）所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸。观察到的现象是_。.牙膏样品中碳酸钙的定量测定利用下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定C中生成的Ba

11、CO3沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。依据实验过程回答下列问题：（3）实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有：_。（4）C中反应生成BaCO3的化学方程式是_。（5）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是_（填标号）。a.在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体b.滴加盐酸不宜过快c.在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置d. 在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置（6）实验中准确称取8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO3平均质量为3.94g 。则样品中碳酸钙的质量分数为_。（7）有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量，只要测定装置C在吸收CO2

12、前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是 。课时70课内练习1（1）HCO3、CO32（2）取少量碳铵放入试管中，加入浓NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，石蕊试纸变蓝色即证明碳铵中含有NH4。（3）（4）不合理，因为碳铵中可能含有HCO3，不能与BaCl2产生沉淀，所测得碳元素质量分数不准确。2（1）防止空气中的水蒸气与二氧化碳进入U型管 (2) 缺少“鼓气”装置不能保证反应产生的CO2被完全吸收（3）不可以，因为CO2可溶于水（4）关闭漏斗活塞，微热锥形瓶，若量气管液面下降，说明气密性良好（5）冷却至室温；调节两液面相平；视

13、线与凹液面的最低处相切（6）所得的BaCO3的沉淀质量较大，相对误差比较小（7）静置，往上层清夜继续滴加BaCl2溶液，若无新沉淀生成，则CO32-已沉淀完全（8）如果没有洗涤沉淀，会造成沉淀质量偏大 向漏斗加蒸馏水至浸没沉淀，待水流完，重复2-3次（9）取最后一次洗涤液，滴加AgNO3溶液，若无新沉淀生成，则沉淀已洗涤干净。(10)溶液由红色变为无色，而且半分钟不变色（11）10.6/m 2（1）aedh（2）关闭分液漏斗活塞，将右侧导管放入水中，用手捂热锥形瓶，若导管口有气泡冒出，松开手后，导管内形成一段水柱，则证明气密性良好（3）Na2SO3+H2SO4(浓)= Na2SO4 +SO2+

14、H2O（4）31.5%（5）洗涤用玻璃棒引流，往漏斗的沉淀中加蒸馏水，至浸没沉淀（液面不超过滤纸边沿），待液体流出后，重复操作23次偏小（6）乙；先加足量的Ba(NO3)2，再滴入足量盐酸，产生的BaSO3沉淀也会被硝酸氧化为BaSO4沉淀。3（1）55.8% （2）71.6% （3）38.3%课后达标练习1（1）2Cl+2H2O2OH +H2+Cl2（2）f；c（3）BD（4）检验氢气的纯度，防止发生爆炸（5）浓硫酸干燥H2，防止硬质玻璃管炸裂（6） 偏小空气中的H2O通过e导管口进入U型管造成m3偏大2（1）aedh（2）关闭分液漏斗活塞，将右侧导管放入水中，用手捂热锥形瓶，若导管口有气泡冒出，松开手后，导管内形成一段水柱，则证明气密性良好（3）Na2SO3+H2SO4(浓)= Na2SO4 +SO2+H2O（4）31.5%（5）洗涤 用玻璃棒引流，往漏斗的沉淀中加蒸馏水，至浸没沉淀（液面不超过滤纸边沿