专题一定量实验型实验题

PAGEPAGE10实验专题一定量实验分析型实验题【高频考点突破】考点一定量测定数据的方法和过程分析1．沉淀法先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。2．测气体体积法对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。量气装置的设计：下列装置中，A是常规的量气装置，B、C、D是改进后的装置。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反应滴定等获得相应数据后再进行相关计算。例1、(2014·北京理综，27)碳、硫的含量影响钢铁性能，碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。(1)采用装置A，在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。①气体a的成分是________________。②若钢样中硫以FeS形式存在，A中反应：3FeS＋5O2eq\o(=,\s\up7(高温))1________＋3________。(2)将气体a通入测硫装置中(如图)，采用滴定法测定硫的含量。①H2O2氧化SO2的化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗zmLNaOH溶液，若消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为y克，则该钢样中硫的质量分数：________。(3)将气体a通入测碳装置中(如下图)，采用重量法测定碳的含量。①气体a通过B和C的目的是______________________________________。②计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是________________________________________________________________________________________________________。例2．铝镁合金是飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学为测定某含镁3%～5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计了下列两种不同实验方案进行探究。[方案一][实验方案]将铝镁合金与足量NaOH溶液反应，测定剩余固体质量。实验中发生反应的化学方程式是_______________________________________________。[实验步骤](1)称取10.8g铝镁合金粉末样品，溶于体积为V、物质的量浓度为4.0mol·L－1的NaOH溶液中，充分反应。则NaOH溶液的体积V≥__________mL。(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将______________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。[方案二][实验方案]将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体的体积。[实验步骤](1)同学们拟选用下列实验装置完成实验：你认为最简易的装置其连接顺序是A接()()接()()接()(填接口字母，可不填满)。(2)仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如图所示的实验装置。①装置中导管a的作用是_____________________________________________；②实验前后量气管中液面读数分别为V1mL、V2mL，则产生氢气的体积为__________mL；③若需确定产生氢气的量，还需测定的数据是_______________________________________________________________________。考点二、实验数据的筛选与取舍实验数据统计与整理的一般方法1．数据的表格化项目实验编号项目1项目2项目3项目4…123(1)根据实验原理确定应记录的项目：所测的物理量。(2)应注意数据的有效数字及单位和必要的注释。(3)设计的表格要便于数据的查找、比较，便于数据的计算和进一步处理，便于反映数据间的联系。2.实验所得的数据，可分为有用、有效数据，正确、合理数据，错误、无效数据，及无用、多余数据等。能从大量的实验数据中找出有用、有效、正确、合理的数据是实验数据分析处理题的一个重要能力考查点，也是近年来命题变化的一个重要方向。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度特点，如用托盘天平测得的质量的精度为0.1g，若精度值超过了这个范围，说明所得数据是无效的；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，是否是过量反应物作用下所得的数据，只有完全反应时所得的数据，才能进行有效处理和应用；四看所得数据的测试环境是否一致，特别是气体体积数据，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需要舍去。(1)表格型题的解题要点在于通过审题，获取有用信息，然后对表格中数据进行比较分析，依据物质的性质、变化规律进行解答。(2)直角坐标系题的解题要点在于解题时要求学生首先弄清楚自变量和因变量到底是什么，注意理解起点、终点、转折点的含义。然后根据所学知识分析概念、图像、数值三者之间的关系。【例1】、碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50mol·L－1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L－1K2S2O8、0.10mol·L－1Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。已知：S2Oeq\o\al(2－,8)＋2I－=2SOeq\o\al(2－,4)＋I2(慢)I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6)(快)(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的________________耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色，S2Oeq\o\al(2－,3)与S2Oeq\o\al(2－,8)初始的物质的量需满足的关系为n(S2Oeq\o\al(2－,3))∶n(S2Oeq\o\al(2－,8))________________。(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：实验序号体积V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液①10.00.04.04.02.0②9.01.04.04.02.0③8.0Vx4.04.02.0表中Vx＝______________，理由是_______________________________________________________________________。(3)已知某条件下，浓度c(S2Oeq\o\al(2－,8))～反应时间t的变化曲线如图所示，若保持其他条件不变，请在坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2Oeq\o\al(2－,8))～t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。【例2】．某样品是由碳酸钠与氯化钠组成的固体混合物，现欲测定样品中碳酸钠的质量分数。某同学称取10.00g样品，配成1000mL溶液，用______(填仪器名称)量取25.00mL放入锥形瓶中，加入甲基橙作指示剂，用0.1500mol·L－1标准盐酸溶液滴定至终点，平行测定三次，有关实验数据记录如下表，则样品中碳酸钠的质量分数为__________。实验编号待测液体积(mL)标准液体积(mL)滴定前读数终点时读数125.000.0030.02225.000.2033.80325.001.4031.38【变式探究】0.80gCuSO4·5H2O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)如下图所示。请回答下列问题：(1)试确定200℃时固体物质的化学式_____________________________________________________________________________________________________________________；(要求写出推断过程)。(2)取270℃所得样品，于570℃灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为________________________；把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为________，其存在的最高温度是________。考点三实验数据的合理组合例1．现有一份CuO和Cu2O的混合物，用H2还原法测定其中的CuO质量xg，实验中可以测定以下数据：①W：混合物的质量(g)、②W(H2O)：生成水的质量(g)、③W(Cu)：生成Cu的质量(g)、④V(H2)：标准状况下消耗H2的体积(L)。(已知摩尔质量：Cu：64g·mol－1、CuO：80g·mol－1、Cu2O：144g·mol－1、H2O：18g·mol－1)(1)为了计算x至少需要测定上述4个数据中的____个，这几个数据的组合共有________种。请将这些组合一一填入下列空格中。说明：①选用W、W(H2O)、W(Cu)、V(H2)表示，不必列出具体算式。②每个空格中填一种组合，有几种组合就填几种，不必填满。(2)从上述组合中选出一个含W数据的求x的计算式：________________________________________________________________________。(3)以上数据组合中易于取得的一组是________________________________________。【变式探究】在0℃、1.01×105Pa时进行下列实验：甲、乙、丙三位同学各取30.0mL同浓度的盐酸，加入相同组成的镁铝合金粉末，测定产生气体的体积，有关数据列表如下：实验序号甲乙丙合金质量(mg)510765918气体体积(mL)560672672试求：(1)盐酸的物质的量浓度是多少？(2)合金中各成分的质量分数。【真题感悟】1．【2015四川理综化学】下列操作或装置能达到实验目的的是（）2．【2015广东理综化学】准确移取20.00mL某待测HCl溶液于锥形瓶中，用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定，下列说法正确的是（）A．滴定管用蒸馏水洗涤后，装入NaOH溶液进行滴定B．随着NaOH溶液滴入，锥形瓶中溶液pH由小变大C．用酚酞作指示剂，当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定D．滴定达终点时，发现滴定管尖嘴部分有悬滴，则测定结果偏小3．【2015浙江理综化学】(15分)某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的测定和碘的制取。实验(一)碘含量的测定取0.0100mol·Lˉ1的AgNO3标准溶液装入滴定管，取100.00mL海带浸取原液至滴定池，用电势滴定法测定碘含量。测得的电动势(E)反映溶液中c(Iˉ)的变化，部分数据如下表：V(AgNO3)/mL15.0019.0019.8019.9820.0020.0221.0023.0025.00E/mV－225－200－150－10050.0175275300325实验(二)碘的制取另制海带浸取原液，甲、乙两种实验方案如下：已知：3I2＋6NaOH＝5NaI＋NaIO3＋3H2O。请回答：（1）实验(一)中的仪器名称：仪器A，仪器B。（2）=1\*GB3①根据表中数据绘制滴定曲线：②该次滴定终点时用去AgNO3溶液的体积为mL，计算得海带中碘的百分含量为%。（3）=1\*GB3①分液漏斗使用前须检漏，检漏方法为。②步骤X中，萃取后分液漏斗内观察到的现象是。③下列有关步骤Y的说法，正确的是。A．应控制NaOH溶液的浓度和体积B．将碘转化成离子进入水层C．主要是除去海带浸取原液中的有机杂质D．NaOH溶液可以由乙醇代替④实验(二)中操作Z的名称是。（4）方案甲中采用蒸馏不合理，理由是。1．(2014·重庆理综，9)中华人民共和国国家标准(GB2760­2011)规定葡萄酒中SO2最大使用量为0.25g·L－1。某兴趣小组用题图1装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中SO2，并对其含量进行测定。(1)仪器A的名称是______________，水通入A的进口为________。(2)B中加入300.00mL葡萄酒和适量盐酸，加热使SO2全部逸出并与C中H2O2完全反应，其化学方程式为________________________________。(3)除去C中过量的H2O2，然后用0.0900mol·L－1NaOH标准溶液进行滴定，滴定前排气泡时，应选择题图2中的________；若滴定终点时溶液的pH＝8.8，则选择的指示剂为________；若用50mL滴定管进行实验，当滴定管中的液面在刻度“10”处，则管内液体的体积(填序号)________(①＝10mL，②＝40mL，③<10mL，④>40mL)。(4)滴定至终点时，消耗NaOH溶液25.00mL，该葡萄酒中SO2含量为________g·L－1。(5)该测定结果比实际值偏高，分析原因并利用现有装置提出改进措施________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【习题专练】1．碳酸镁晶须是一种新型的吸波隐形材料中的增强材料。(1)合成该物质的步骤如下：步骤1：配制0.5mol·L－1MgSO4溶液和0.5mol·L－1NH4HCO3溶液。步骤2：用量筒量取500mLNH4HCO3溶液于1000mL四口烧瓶中，开启搅拌器，温度控制在50℃。步骤3：将250mLMgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中，1min内滴加完后，用氨水调节溶液pH到9.5。步骤4：放置1h后，过滤，洗涤。步骤5：在40℃的真空干燥箱中干燥10h，得碳酸镁晶须产品(MgCO3·nH2On＝1～5)。回答下列问题：①步骤3中加氨水后的离子方程式_________________________________________。②步骤4为加快过滤速度，常用________________________________________(填过滤方法)。(2)测定合成的MgCO3·nH2O中的n值。称量1.000g碳酸镁晶须，放入右图所示的广口瓶中，加入适量水，滴入稀硫酸与晶须反应，生成的CO2被NaOH溶液吸收，在室温下反应4～5h，反应后期将温度升到30℃，最后的烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定，测得CO2的总量；重复上述操作2次。①图中气球的作用是_____________________________________________________；②上述反应后期要升温到30℃，主要目的是_____________________________________________________________________；③设3次实验测得每1.000g碳酸镁晶须产生的CO2平均值为amol，则n值为________________________(用含a的表达式表示)。(3)称取100g上述晶须产品进行热重分析，热重曲线如下图。则该条件下合成的晶须中，n＝____________(选填：1、2、3、4、5)。2．某课外活动小组设计了以下实验方案验证Ag与浓HNO3反应的过程中可能产生NO。其实验流程图如下：(1)测定硝酸的物质的量反应结束后，从下图B装置中所得100mL溶液中取出25.00mL溶液，用0.1mol·L－1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示剂，滴定前后的滴定管中液面的位置如右上图所示。在B容器中生成硝酸的物质的量为__________，则Ag与浓硝酸反应过程中生成的NO2的物质的量为____________。(2)测定NO的体积①从上图所示的装置中，你认为应选用________装置进行Ag与浓硝酸反应实验，选用的理由是________________________________________________________________________。②选用上图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置，其合理的连接顺序是__________________(填各导管口编号)。③在读取量筒内液体体积之前，应进行的操作_____________________________________。(3)气体成分分析若实验测得NO的体积为112.0mL(已折算到标准状况)，则Ag与浓硝酸反应的过程中________(填“有”或“没有”)NO产生，作此判断的依据是_____________________。3．目前流行的关于生命起源假设的理论认为，生命起源于约40亿年前的古洋底的热液环境，这种环境系统中普遍存在铁硫簇结构，如Fe2S2、Fe4S4、Fe8S7等，这些铁硫簇结构参与了生命起源的相关反应。某化学兴趣小组在研究某铁硫簇结构的组成时，设计了下列实验。【实验Ⅰ】确定硫的质量：按图连接装置，检查好装置的气密性后，在硬质玻璃管A中放入1.0g铁硫簇结构(含有部分不反应的杂质)，在试管B中加入50mL0.100mol·L－1的酸性KMnO4溶液，在试管C中加入品红溶液。通入空气并加热，发现固体逐渐转变为红棕色。待固体完全转化后，将B中溶液转移至250mL容量瓶，洗涤试管B后定容。取25.00mL该溶液用0.01mol·L－1的草酸(H2C2O4)溶液滴定剩余的KMnO4。记录数据如下：滴定次数待测溶液体积/mL草酸溶液体积/mL滴定前刻度滴定后刻度125.001.5023.70225.001.0226.03325.000.0024.99相关反应：①2MnOeq\o\al(－,4)＋2H2O＋5SO2=2Mn2＋＋5SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋②2MnOeq\o\al(－,4)＋6H＋＋5H2C2O4=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O【实验Ⅱ】确定铁的质量：将实验Ⅰ硬质玻璃管A中的残留固体加入稀盐酸中，充分搅拌后过滤，在滤液中加入足量的NaOH溶液，过滤后取滤渣，经充分灼烧得0.6g固体。试回答下列问题：(1)判断滴定终点的方法是____________________________________________。(2)试管C中品红溶液的作用是__________________________________________。有同学提出，撤去C装置对实验没有影响，你的看法是________(选填“同意”或“不同意”)，理由是_________________________________________________________________________________________。(3)根据实验Ⅰ和实验Ⅱ中的数据可确定该铁硫簇结构的化学式为________________________________________________________________________。【问题探究】滴定过程中，细心的同学发现该KMnO4溶液颜色褪去的速率较平常滴定时要快得多。为研究速率加快的原因，该同学继续进行了下列实验，实验数据如下表：编号温度/℃酸化的H2C2O4溶液/mLKMn