专题6定量实验及计算专题zxh课件

1、专题6定量实验及计算专题zxh专题6定量实验及计算专题zxh 定量实验是在定性实验的基础上,利用专用仪器和化学反应计量关系来认识客观世界的一种化学方法。传统的定量实验题往往立足于课本实验中的定量实验：如酸碱中和滴定、硫酸铜中结晶水含量的测定、中和滴定、中和热的测定、一定物质的量浓度溶液的配制等。我省高考理综化学卷中的第24、25题，更多是以无机化工工艺生产流程及实验探究为主线，利用了课本定量实验的思想，在此基础上拓展延伸出去且将实验观、定量观融入其中。解决这类题的关键需要考生对些定量实验非常熟悉，能利用科学思想解决实际问题，需要较强的迁移能力（思维模式的迁移），对新问题要有很强的分析能力,同时

2、具有扎实的化学计算能力及获取信息的能力。 themegalleryCompany Logo 定量实验是在定性实验的基础上,利用专用仪器和化实验要求：能根据实验试题要求，做到：设计、评价或改进实验方案； 了解控制实验条件的方法；分析或处理实验数据，得出合理结论；识别典型的实验仪器装置图。考试说明实验内容涉及到定量实验的有：实验三：配制一定物质的量浓度的溶液实验十二：化学反应中的热量变化实验二十：中和滴定themegalleryCompany Logo实验要求：能根据实验试题要求，做到：考试说明实验内容涉及到融入化学计算：现行我省理综化学卷中必考是（7+3）模式，不可能单独出现一道大的计算题，而是

3、将计算因子熔合其中，并以解决实际问题为情景来考查计算能力，真正将化学计算回归本原：作为解决化学问题的工具而不是讲究数学技巧。与定量思维能力考查相结合：注重定量思维能力和计算能力的考查，而淡化对机械计算的要求, 强调化学学科核心能力思维能力的考查，即“定量实验多考一点想,少考一点算”。强化了对实验数据的处理分析能力的考查：这是化学学科的一种科学素养，在近几年其它省市的高考卷中有较多的考查，如07年的江苏卷中用质子酸作催化剂制取乙酸乙酯最佳条件和最佳时间的得出，是要通过对数据的分析得出；2019福建卷24题：要从含有Zn2+、Mg2+、Ca2+“滤液2”中分离Zn(OH)2PH值范围及求解菱锌矿粉

4、中ZnCO3 的质量分数都必须对图表相关数据进行处理分析得出。 一.试 题 特 点themegalleryCompany Logo融入化学计算：现行我省理综化学卷中必考是（7+3）模式，二.考 点 设 置 主流题型是对定量实验设计的考查，通过题给实验情境进行适当迁移，准确把化学实验技能运用到某些类似的定量实验中去，混合物组分的测定是近年高考对定量实验设计的主要考查内容。化学计算类型涉及到：有关物质的量的化学基本计算；纯度计算；有关化学平衡、PH、KSP等化学原理计算；根据化学反应计量关系的相关计算（如氧还滴定法）。 从实验方法上：重量分析法、容量分析法、气体体积分析法及现代仪器分析法从实验内容

5、上：.由实验目的和要求（有时还需要根据现有的实验仪器及试剂），确定与其相适应的合理的测定方法。.根据确定的测定方法设计正确合理的实验操作步骤，确定需直接测定的量和计算式。.正确规范的实验操作过程。.分析实验结果，并对可能产生实验误差的原因进行分析和讨论。themegalleryCompany Logo二.考 点 设 置 主流题型是对定量实验设计的考查，通2019福建理综23题(3)硫代硫酸钠（Na2S2O3）是常用的还原剂。在维生素C(化学式C686)的水溶液中加入过量I2溶液，使维生素完全氧化，剩余的I2用Na2S2O2溶液滴定，可测定溶液中维生素C的含量。发生的反应为：C6H8O6+I2=

6、C6H6O6+2H+2I- 2S2O32-+I2=S4O62-+2I- 在一定体积的某维生素C溶液中加入amolL-1I2溶液V1ml,充分反应后，用Na2S2O3溶液滴定剩余的I2,消耗bmolL-1 Na2S2O2溶液V2ml. 该溶液中维生素C的物质量是 mol。氧化还原滴定，物质的量的计算themegalleryCompany Logo2019福建理综23题(3)硫代硫酸钠（Na2S2O3）是常2019福建理综25题化学兴趣小组对某品牌牙膏中的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产生。.牙膏样品中碳酸钙的定量测定

7、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BaCO3 沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。(6)实验中准确称取8.00 g样品三份，进行三次测定，测得BaCO3平均质量为3.94 g。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 质量，只要测定装置C在吸收 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_.物质的量的计算误差分析混合物组分的测定themegalleryCompany Logo2019福建理综25题化学兴趣小组对某品牌牙膏中的摩擦剂成分（2019福建高考25）实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备

8、Cl2(反应装置如图所示)。的浓度，探究小组同学提出的下列实验方案：甲方案：与足量AgNO3溶液反应，称量生成的AgCl质量。乙方案：采用酸碱中和滴定法测定。丙方案：与已知量CaCO3(过量)反应，称量剩余的CaCO3质量。丁方案：与足量Zn反应，测量生成的H2体积。继而进行下列判断和实验： 判定甲方案不可行，理由是 。 进行乙方案实验：准确量取残余清液稀释一定的倍数后作为试样。a量取试样20.00mL，用0.1000 molL1NaOH标准溶液滴定，消耗22.00mL，该次 滴定测的试样中盐酸浓度为 molL1； b平行滴定后获得实验结果。 判断丙方案的实验结果 (填“偏大”、“偏小”或“准

9、确”)。 已知：Ksp(CaCO3)=2.8、Ksp(MnCO3)=2.3 进行丁方案实验：装置如右图所示（夹持器具已略去）。（i）使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将 转移到 中。（ii）反应完毕，每间隔1分钟读取气体体积、气体体积逐渐减小，直至不变。气体体积逐次减小的原因是 （排除仪器和实验操作的影响因素）。实验方法的考查物质的量浓度计算误差分析themegalleryCompany Logo（2019福建高考25）实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备C（2019上海卷）碳酸氢铵是一种重要的铵盐。实验室中，将二氧化碳通入氨水可制得碳酸氢铵，用碳酸氢铵和氯化钠可制得纯碱。完成下列填空：

10、41二氧化碳通入氨水的过程中，先有_晶体(填写化学式)析出，然后晶体溶解，最后析出NH4HCO3晶体。42含0.800 mol NH3的水溶液质量为54.0 g，向该溶液通入二氧化碳至反应完全，过滤，得到滤液31.2g，则NH4HCO3的产率为_。43粗盐(含Ca2+、Mg2+)经提纯后，加入碳酸氢铵可制得碳酸钠。实验步骤依次为： 粗盐溶解；加入试剂至沉淀完全，煮沸；_；加入盐酸调pH；加入_；过滤；灼烧，冷却，称重。44上述步骤中所加入的试剂为_、_。45上述步骤中加盐酸调pH的目的是_。46为探究NH4HCO3和NaOH的反应，设计实验方案如下：含0.1 mol NH4HCO3的溶液中加入

11、0.1 mol NaOH，反应完全后，滴加氯化钙稀溶液。 若有沉淀，则NH4HCO3与NaOH的反应可能为_(写离子方程式)； 若无沉淀，则NH4HCO3与NaOH的反应可能为_(写离子方程式)。 该实验方案有无不妥之处?若有，提出修正意见。HCO3OHCO32 H2ONH4OHNH3H2O 能力要求：化学实验基本操作观察实验现象，分析实验结果， 处理实验数据，得出结论的能力考查化学实验基本反应原理分析和解决实验中有关问题的能力评价实验方案的能力themegalleryCompany Logo（2019上海卷）碳酸氢铵是一种重要的铵盐。实验室中，将二三.解 题 指 导：-典例示范例题1：（20

12、19莆田市高三质检题）化学兴趣小组设计实验，测定Na2CO3与NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数。甲方案：（重量分析法）实验步骤为：称量空坩埚的质量为m1g；称量装有试样的坩埚质量为m2g；加热；冷却；称量坩埚和残余物的质量为m3g；重复至操作，直至恒重，质量为m4g。（1）坩埚中发生反应的化学方程式为 ：（化学原理） 。（2）计算Na2CO3质量分数必须用到的测定数据为：（定量观考查） 。乙方案： （容量分析法：测溶液体积）在天平上准确称取0.3200g样品，放入锥形瓶中，加入适量水溶解，滴入2滴酚酞试液，用0.1000molL-1的标准盐酸滴定至溶液由粉红色刚好变为无色（发生的反应

13、为H+CO32HCO3）。重复上述操作两次。（3）根据下表数据，样品中w(Na2CO3)= （定量观考查） 滴定次数 样品的质量/g 稀盐酸的体积/mL 滴定前刻度/mL 滴定后刻度/mL 10.3201.0221.0320.3202.0021.9930.3200.20 20.20 themegalleryCompany Logo三.解 题 指 导：-典例示范例题1：（2019莆田市高三质（4）如果滴定后俯视读数，w(Na2CO3) ：（误差分析） （填“偏高”、“偏低”或“不受影响”）。丙方案： （容量分析法：量气体体积）称取mg样品，选用下图部分装置测定样品与硫酸反应生成的气体体积。（5）

14、某同学按以下方法检查装置A的气密性：在分液漏斗中加入适量水，如图连接好装置，关闭止水夹a，用止水夹夹住橡皮管c，打开活塞b。若分液漏斗中的水无法持续滴下，试判断装置A是否漏气？（实验技能）（填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”）。（6）为了提高测定的准确性，应选用装置A和 ：（实验技能） 填写字母标号）进行实验。（7）实验时还需要知道的物理量是. ：（定量观考查） themegalleryCompany Logo（4）如果滴定后俯视读数，w(Na2CO3) ：（误差分析）解析：该题要测定Na2CO3与NaHCO3混合物中Na2CO3的质量分数，使用了三种不同的方法。甲方案：用的是重量分析法;就

15、是根据可测量物的重量来确定被测物质组分含量的方法，一般是先使被测组分从试样中分离出来，转化为一定的称量形式，然后用称量的方法测定该成分的含量。根据被测成分与试样中其它成分分离的不同途径，通常应用的重量分析法又分为沉淀法、气化法等。本方案是气化法即用加热或其它化学方法使试样中被测成分转化为气体逸出，然后根据气体逸出前后的试样重量之差来计算被测成的含量。如“硫酸铜晶体结晶水含量的测定”设计原理中就是利用了气化法。乙方案：用的是容量法。将待测物质配成一定体积的溶液，取样用已知准确浓度的试剂溶液(标准溶液)，滴加到被测物质的溶液中，直到所加的试剂与被测物质按化学计量定量反应为止，然后根据试剂溶液的浓度

16、和用量，计算被测物质的含量。应注意：滴定终点的判断及指示剂的选择异常数据的舍去答案： 丙方案：采用的是容量法。用排水量气法测量排出水(或溶液)的体积，根据排出的水的体积来确定气体的体积。如果测量气体可溶于水，就需要改用气体难溶的溶液，如Cl2可以用排饱和食盐水，CO2可以排饱和碳酸氢钠溶液；也可以在水的表面铺一层油。读数时应注意冷却至室温；调节两液面相平；视线与凹液面的最低处相切。3.仪器分析法themegalleryCompany Logo解析：该题要测定Na2CO3与NaHCO3混合物中Na2CO常见的现代仪器分析法（光学、电化学、色谱法及其它仪器分析法）1、电位分析法PH计：测量溶液的P

17、H 电位滴定法：常用于测溶液中某离子浓度2、核磁共振谱法：用于测有机物中氢原子的种类3、红外光谱法：用于分析有机物所含化学键和官能团种类4、质谱法：常用于测有机物相对分子质量。5、透射电子显微镜法：常用于观察微粒的大小。6、色谱法：常用于物质的分离（如纸色谱法、薄层色谱法）7、紫外-可见吸收光谱法：常用于有机物的定性分析8、原子吸收光谱法：用于痕量分析 9、吸光光度法：常用于测溶液中某无机金属离子浓度themegalleryCompany Logo常见的现代仪器分析法1、电位分析法themegalleryC仪器分析法例2：（2019天津卷）9（18分）纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有

18、着极其广泛的应用。制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2x H2O，经过滤、水洗除去其中的Cl，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2 。用现代分析仪器测定TiO2粒子的大小。用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数：一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3+ ，再以KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。请回答下列问题： TiCl4水解生成TiO2x H2O的化学方程式为_。 检验TiO2x H2O中Cl是否被除净的方法是_。 下列可用于测定TiO2粒子大小的方法是_（填字母代号）。a核磁共振法 b红外光谱法 c质谱法 d透射电子显微

19、镜法themegalleryCompany Logo仪器分析法例2：（2019天津卷）9（18分）纳米TiO命题立意：本题是围绕化学实验设计的综合性试题，主要考点有：化学方程式配平、沉淀的洗涤、颗粒大小的测量方法，和溶液的配制、滴定操作及误差分析，质量分数的计算等。themegalleryCompany Logo命题立意：本题是围绕化学实验设计的综合性试题，主要考点有：化 欲配制1.0molL-1Ba(OH)2溶液，但只找到在空气中暴露已久的Ba(OH)28H2O试剂在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解，烧杯中存在大量未溶物。假设试剂由大量Ba(OH)28H2O和少量BaCO3组成，

20、 设计实验方案，进行成分检验。 室温时BaCO3饱和溶液的pH=9.6 限选试剂及仪器：稀盐酸、稀硫酸、 NaOH溶液、澄清石灰水、 烧杯、试管、pH计(2)pH计2019广东高考333.仪器分析法themegalleryCompany Logo 欲配制1.0molL-1Ba(OH)2溶液例3（2019福建高考25）实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2(反应装置如图所示)。（1）制备实验开始时，先检查装置气密性，接下来的操作依次是 （填序号）。 A往烧瓶中加入MnO2粉末 B加热 C往烧瓶中加入浓盐酸（2）制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度，探究小组同学提出的下列

21、实验方案：甲方案：与足量AgNO3溶液反应，称量生成的AgCl质量。乙方案：采用酸碱中和滴定法测定。丙方案：与已知量CaCO3(过量)反应，称量剩余的CaCO3质量。丁方案：与足量Zn反应，测量生成的H2体积。继而进行下列判断和实验： 判定甲方案不可行，理由是 。 进行乙方案实验：准确量取残余清液稀释一定的倍数后作为试样。a量取试样20.00mL，用0.1000 molL1NaOH标准溶液滴定，消耗22.00mL，该次 滴定测的试样中盐酸浓度为 molL1； b平行滴定后获得实验结果。 判断丙方案的实验结果 (填“偏大”、“偏小”或“准确”)。 已知：Ksp(CaCO3)=2.8、Ksp(Mn

22、CO3)=2.3 进行丁方案实验：装置如右图所示（夹持器具已略去）。（i）使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将 转移到 中。（ii）反应完毕，每间隔1分钟读取气体体积、气体体积逐渐减小，直至不变。气体体积逐次减小的原因是 （排除仪器和实验操作的影响因素）。themegalleryCompany Logo例3（2019福建高考25）实验室常用MnO2与浓盐酸反应制解析：（1）加药顺序一般是先加入固体药品，再加入液药品，最后再加热。则依次顺序是ACB。考查实验的细节，看学生是否真的做过实验，引导实验课要真正地上，而不是在黑板上画。（2）加入足量的硝酸银溶液只能求出氯离子的量，而不能求出剩余

23、盐酸的浓度。由CHClVHCl=CNaOHVNaOH可得出盐酸的浓度为0.1100mol/L，这是简单的中和滴定计算。根据题意碳酸锰的Ksp比碳酸钙小，其中有部分碳酸钙与锰离子反应转化成碳酸锰沉淀，剩余的碳酸钙质量变小，多消耗了碳酸钙，但是由此计算得出盐酸的浓度就偏小。使Zn粒进入残余清液中让其发生反应。这样残余清液就可以充分反应，如果反过来，残余清液不可能全部转移到左边。反应完毕时，相同时间内则气体体积减少，又排除了其它影响因素，只能从气体本身角度思考，联想到该反应是放热的，就可能想到气体未冷却了。themegalleryCompany Logo解析：（1）加药顺序一般是先加入固体药品，再加

24、入液药品，最后答案 (1)ACB(按序写出三项) (2)残余清液中n(Cl)n(H)(或其他合理答案) 0.110 0 偏小 ()Zn粒 残余清液(按序写出两项) ()装置内气体尚未冷至室温themegalleryCompany Logo答案 (1)ACB(按序写出三项)themegaller2019福建理综24题硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO3，并含少量的Fe2O3 、FeCO3 MgO、CaO等，生产工艺流程示意如下：(4)根据下表数据，调节“滤液 2”的pH时，理论上可选用的最大区间为_。Mg(OH)2Zn(OH)2MgCO3CaC

25、O3开始沉淀的pH10.46.4沉淀完全的pH12.48.0开始溶解的pH10.5Ksp5.610-126.810-62.810-9(5)分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO3 的质量分数不低于_ 。 。themegalleryCompany Logo2019福建理综24题硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上ZnCO3 ZnO125 81125 m2/81 m2可得ZnCO3 的质量分数为125 m2/81m1解析：本题主要依据工业制备硫酸锌中涉及的化学知识、化学原理来设计问题。考察考生的读图读表能力，题目的设计也包含了很多的化学计算的因素。观察表格数据可以推出pH范围是8.0pH10.4。th

26、emegalleryCompany Logo解析：本题主要依据工业制备硫酸锌中涉及的化学知识、化学原理来例4（2019全国新课程高考26节选） 铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。 (1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和漓定的方法。实验中称取0.54 g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH的阴离子交换柱，使Cl和OH发生交换。交换完成后，流出溶液的OH用0.40 mol/L的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中，x值：(列出计算过程)；(2)现有一含有F

27、eCl2和FeCl3的混合物样品，采用上述方法测得n(Fe)：n(C1)=1：2.1，则该洋品中FeCl3的物质的量分数为_。themegalleryCompany Logo例4（2019全国新课程高考26节选）themegaller答案(1)3 (2)10%解析themegalleryCompany Logo答案(1)3 (2)10%themegalleryCom例5：（2019广东高考33节选）某同学进行实验研究时，欲配制1.0molL-1Ba(OH)2溶液，但只找到在空气中暴露已久的Ba(OH)28H2O试剂（化学式量：315）。在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解，烧杯中存在

28、大量未溶物。为探究原因，该同学查得Ba(OH)28H2O在283K、293K和303K时的溶解度（g/100g H2O）分别为2.5、3.9和5.6。（1）假设试剂由大量Ba(OH)28H2O和少量BaCO3组成，设计实验方案，进行成分检验。在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。（不考虑结晶水的检验；室温时BaCO3饱和溶液的pH=9.6）限选试剂及仪器：稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管themegalleryCompany Logo例5：（2019广东高考33节选）某同学进行实验研究时，欲配实验步骤 预期现象和结论 步骤1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得滤液和沉淀。 步骤2：取适量滤液于试管中，滴加稀硫酸。 出现白色沉淀，说明该试剂中有Ba2+存在 步骤3：取适量步骤1中的沉淀于是试管中，滴加稀盐酸，连接带塞导气管将产生的气体导入澄清石灰水中。澄清石灰水变混浊。说明该试剂中含有BaCO3 步骤4：取步骤1中的滤液于烧杯中，用pH计测定其pH值。 PH值明显大于9.6，说明该试剂中含有Ba(OH)2。 themegalleryCompany