2020高考化学复习跟踪检测(六十一)大题考法定量实验设计与评价(含解析)

追踪检测（六十一）大题考法（2）——定量实验的设计与评论1．某助熔剂拥有较好的热稳固性，是两种常有钠盐的混淆物，此中一种组分是NaCl。为确立另一种组分X及其含量，甲、乙两个小组进行了以下实验。取适当样品，注入装置A中，测定组分X的化学式。①甲组用图Ⅰ的装置进行实验，察看到相应实验现象，则X的化学式是________。②乙组只用图Ⅰ中装置A和C进行实验，获得与甲组相同的实验结论，则分液漏斗中盛装的溶液应换为__________，原由是_______________________________________。甲、乙组分别用以下方法测定组分X的含量。①甲组用装置A和图Ⅱ中所示的部分装置(可重复采纳)进行实验。请选择必需的装置，挨次连结的合理次序为装置A后接________(填仪器接口的字母)。达成一组实验，除样品的质量外，还需测定的实验数占有_________________________________________________。②乙组用酸碱滴定法测定X的含量。正确称取两份样品，滴入少许水湿润后，分别加入0.2000mol·L－1的盐酸40.00mL，加入2滴酚酞作为指示剂，用0.2000mol·L－1的NaOH溶液滴定过度盐酸至终点，实验数据列于下表中。m试样/gV(NaOH)/mL滴定前刻度滴定后刻度0.32000.5220.480.32000.3520.39.滴定过程中采纳的滴定管是________________。.滴定至终点时的现象为______________________________________________。Ⅲ.样品中X的质量分数为__________________。③乙组测得的X含量比实质值偏高，可能的原由是_________(填字母)。A．用NaOH溶液润洗滴定管B．滴定终点读数时仰望液面刻度C．滴准时少许溶液溅出锥形瓶D．滴定终点时滴定管尖嘴部分出现气泡分析：(1)①与盐酸反响获得的气体不可以使品红溶液退色，而能使澄清石灰水变污浊，说明生成的气体为CO，则该助熔剂中含有NaCO或NaHCO，因为NaHCO受热易分解，热稳22333定性较差，所以X是Na2CO3。②乙组只用装置A和C即可获得相同的实验结论，说明反响过程中只有CO生成，则分液漏斗中应盛装稀硝酸，以清除亚硫酸钠或亚硫酸氢钠的影响。(2)①2测定原理应为向样品中加入足量稀盐酸，使NaCO完整反响生成CO，干燥后用碱石灰汲取，232称量盛碱石灰的干燥管实验前后的质量，两者之差即为生成的CO的质量。②NaOH溶液应盛2在碱式滴定管中，抵达滴定终点时，溶液由无色变为红色，且30秒内不退色。两次滴定消耗NaOH溶液的体积的均匀值为20.00mL，则样品耗费盐酸n(HCl)＝0.2000mol·L－1×0.04000L－0.2000mol·L－1×0.02000L＝0.004mol，n(Na2CO3)＝21n(HCl)＝0.002mol，则0.002mol×106g·mol－1样品中Na2CO的质量分数为×100%＝66.25%。③滴准时，滴定管30.3200g一定用标准溶液润洗，不会造成偏差，A项不切合题意；滴定终点读数时仰望液面刻度，使所读数值偏大，则样品耗费盐酸的体积偏小，最后结果偏小，B项不切合题意；溶液溅出锥形瓶，耗费NaOH溶液的体积偏小，则样品耗费盐酸的体积偏大，最后结果偏大，C项切合题意；滴定终点时滴定管尖嘴部分出现气泡，会造成盐酸所耗费NaOH溶液的体积偏小，则样品耗费盐酸的体积偏大，最后结果偏大，D项切合题意。答案：(1)①Na2CO3②稀硝酸Na2CO3和Na2SO3(或NaHSO3)分别与稀硝酸反响，装置C中的实验现象不一样(2)①e，f，d，c，d(其余合理答案也可)盛装碱石灰的干燥管实验前后的质量②Ⅰ.碱式滴定管Ⅱ.溶液由无色变为红色，且30秒内不退色Ⅲ.66.25%③CD2．(2019·天门模拟)工业用氧化铝与焦炭在氮气流中增强热制备氮化铝(AlN)，氮化铝样品中含少许Al4C3、C、Al2O3杂质。某实验小组拟测定ag氮化铝样品中Al4C3含量并研究甲烷与氧化铜反响的氧化产物为CO。2已知：(Ⅰ)AlN、Al4C3都能与水反响，分别生成NH、CH。34(Ⅱ)CH△复原氧化铜：CH4＋4CuO=====4Cu＋CO＋2HO。422装置连结次序为________________(按气流从左至右)。写出A中发生反响的化学方程式：AlN和稀硫酸反响：____________________________________________________；Al4C3与稀硫酸反响：__________________________________________________。有以下操作步骤：①慢慢向A中通入必定量的N2。②称量B(酒精灯、木块和铁架台除外)，按次序组装仪器，检查装置的气密性，将样品放入烧瓶中；③点燃B处酒精灯；④再次称量B；⑤从分液漏斗中迟缓滴入稀硫酸，直到不再产生气体为止；⑥再次迟缓通入必定量的N2。正确的操作次序是____________________；操作①的目的是_____________________；若操作③与操作⑤次序颠倒，将致使测得的AlC的质量分数________(填“偏大”“偏43小”或“不变”)。(4)设计实考证明＋A中有NH4生成：________________________________________________________________________________________________________________。实验结束后，测得B中固体质量减少bg，则样品中Al4C3的质量分数为________×100%。(6)经过测定C中生成BaCO的质量能够确立甲烷与氧化铜反响能否有CO生成。实验完3毕后，测得B中固体质量减少bg；对C中混淆物进行过滤、清洗、干燥、称重，当m(BaCO3)＝________g时(用含b表达式表示)，表示氧化产物只有CO2。分析：(1)A装置中样品与稀硫酸反响产生NH3和CH4，NH3溶于A中的水溶液中，从A中出来的气体有CH和水蒸气，经过D装置碱石灰的干燥获得干燥纯净的CH，通入B装置中44与CuO反响生成CO2，再将产生的CO2气体通入浓Ba(OH)2溶液，Ba(OH)2溶液变污浊，故正确的次序为A、D、B、C。(2)AlN和稀硫酸反响，能够先考虑AlN与水反响生成氨气和氢氧化铝，而后氨气和氢氧化铝再与硫酸反响生成硫酸铝和硫酸铵，再将两个方程式相加可得对应的化学方程式为2AlN＋4HSO===Al(SO)3＋(NH)SO；相同的道理可得AlC与稀硫酸反242442443应的化学方程式为Al4C3＋6H2SO4===2Al2(SO4)3＋3CH4↑。(3)组装好装置并检查气密性，加入试剂，同时称量B的质量，而后向A中通入N2，清除装置中的空气，防备对实验的扰乱，然后点燃B处酒精灯，再用分液漏斗放出稀硫酸，产生气体发生反响，待反响结束后再通入N，将CH完整赶入B中反响，并将产生的CO气体所有排入浓Ba(OH)2溶液中，冷却后再称242量B的质量，所以正确的实验步骤次序是：②①③⑤⑥④；操作①的目的是排出装置内的空气，防备对实验的扰乱；若操作③与操作⑤次序颠倒，在未加热下CH不会与CuO反响，而4致使CH4的量消耗，进而所测Al4C3质量分数偏小。(5)B中固体质量的减少就是CuO中O元bb素的质量，所以O原子的物质的量为16mol，所以CuO的物质的量也为16mol，依据CH4＋△1b4CuO=====4Cu＋CO2＋2H2O可知CH4的物质的量为CuO的物质的量的4，即CH4的物质的量为64mol，所以Al4C3的物质的量为1×bmol＝bmol，其质量为bmol×144g·mol－1＝144b364192192192144b3g，Al4C3的质量分数为192g÷ag×100%＝4a×100%。(6)当CH4的氧化产物只有CO2时，根据方程式和第(5)问可知CO2的物质的量为CuO的物质的量的四分之一，所以CO2的物质的量bb－1197g，故当m(BaCO3)＝为64mol，则生成的BaCO3积淀的质量为64mol×197g·mol＝64197b64

g时，CH4的氧化产物全为CO2。答案：(1)ADBC(2)2AlN＋4H2SO4===Al2(SO4)3＋(NH4)2SO4Al4C3＋6H2SO4===2Al2(SO4)3＋3CH4↑(3)②①③⑤⑥④排出装置内的空气，防备对实验的扰乱偏小反响完成后，取少许A中溶液于试管，滴加浓NaOH溶液，加热；用镊子夹一块湿润红色石蕊试纸放在试管口正上方，试纸变蓝色，则说明＋，不然没有＋A中有NH4NH43b197b(5)4a(6)643．氢化铝锂(LiAlH4)是有机合成中的重要复原剂。某课题组设计实验制备氢化铝锂并测定其纯度。已知：氢化铝锂、氢化锂遇水都强烈反响并产生同一种气体。Ⅰ.制备氢化锂选择图1中的装置制备氢化锂(有些装置可重复使用)：装置的连结次序(从左至右)为A→________________。检查好装置的气密性，点燃酒精灯前需进行的实验操作是________________________________________________________________________。(3)写出制备氢化锂的化学方程式：__________________。Ⅱ.制备氢化铝锂1947年，Schlesinger、Bond和Finholt初次制得氢化铝锂，其方法是使氢化锂与无水三氯化铝按必定比率在乙醚中混淆，搅拌，充分反响后，经一系列操作获得LiAlH4晶体。写出氢化锂与无水三氯化铝反响的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。.测定氢化铝锂产品(不含氢化锂)的纯度(5)按图2装置仪器、检查装置气密性并装好试剂(Y形管中的蒸馏水足量，为了避免氢化铝锂遇水发生爆炸，蒸馏水中需掺入四氢呋喃作稀释剂)，启动反响的操作是______________________。读数以前，上下移动量气管右边的容器，使量气管左、右双侧的液面在同一水平面上，其目的是________________________________。(6)在标准状况下，反响前量气管读数为VmL，反响完成并冷却以后，量气管读数为12mL。该样品的纯度为______(用含a、1、2的代数式表示)。假如开端读数时俯视刻度线，VVV测得的结果将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。分析：(1)氢化锂遇水能够强烈反响，因今生成的氢气需要干燥，并除掉此中混有的HS，2所以需要先经过NaOH溶液除掉硫化氢气体，再经过浓硫酸干燥，而后在C装置中发生反响生成氢化锂，为防备外界水蒸气进入装置，后边需要接干燥装置B，最后用排水集气法采集未反响的氢气，装置的连结次序(从左至右)为A→D→B→C→B→E。(2)检查好装置的气密性，点燃酒精灯前需要第一制备氢气，并查验氢气的纯度，所以进行的实验操作为翻开装置A中分液漏斗的活塞，一段时间后，用小试管在装置E的水槽中采集气体并验纯。(3)氢气与△锂反响制备氢化锂的化学方程式为2Li＋H2=====2LiH。(4)氢化锂与无水三氯化铝按必定比例在乙醚中混淆，充分反响获得

LiAlH

4，反响的化学方程式为

4LiH＋AlCl

3===LiAlH4＋3LiCl

。启动反响时只要要倾斜Y形管，将蒸馏水(掺入四氢呋喃)所有注入ag产品中即可。读数以前，上下挪动量气管右边的容器，使量气管左、右双侧的液面在同一水平面上，能够确保量气管内气体的压强与大气压强相等，减少实验偏差。(6)氢化铝锂、氢化锂遇水都强烈反响并产生同一种气体为氢气，LiAlH4＋4HO===LiOH＋Al(OH)＋4H↑，在标准状况下，反232应前量气管读数为V1mL，反响完成并冷却以后，量气管读数为V2mL，则生成的氢气为(V212－1－3L－V1)mL，依据方程式，LiAlH4的物质的量为4×VV，则样品的纯度＝22.4L·mol－11V2－V1－3L×38g·mol－14×22.4L·mol－121g×100%＝V－V%。假如开端读数时俯视刻度线，a448a致使V偏小，结果偏高。1答案：(1)D→B→C→B→E(2)翻开装置A中分液漏斗的活塞，一段时间后，用小试管在装置E的水槽中采集气体并验纯(3)2Li△＋H2=====2LiH(4)4LiH＋AlCl3===LiAlH4＋3LiCl(5)倾斜Y形管，将蒸馏水(掺入四氢呋喃)所有注入ag产品中保证量气管内气体的压强与大气压强相等2－1(6)448a%偏高4．(2018·天津高考)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用以下采样和检测方法。回答以下问题：Ⅰ.采样采样步骤：①查验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140℃；③翻开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤封闭系统，停止采样。(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用为________________。(2)C中填补的干燥剂是(填标号)________。a．碱石灰b．无水CuSO4c．P2O5(3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用与D(装有碱液)相同，在虚线框中画出该装置的表示图，注明气体的流向及试剂。(4)采样步骤②加热烟道气的目的是_________________________________________________________________________________________________________________。Ⅱ.NOx含量的测定将vL气样通入适当酸化的HO溶液中，使NO完整被氧化成－22x3100.00mL。量取20.00mL该溶液，加入v1mLc1mol·L－1FeSO4标准溶液(过度)，充分反响后，用c2mol·L－1K2Cr2O7标准溶液滴定节余的Fe2＋，终点时耗费v2mL。－的离子方程式为________________________________。(5)NO被H2O2氧化为NO3滴定操作使用的玻璃仪器主要有________________。滴定过程中发生以下反响：2＋－＋＋3＋＋2HO3Fe＋NO4H===NO↑＋3Fe322－2＋＋3＋＋3＋＋7H2OCr2O7＋6Fe＋14H===2Cr6Fe则气样中NOx折合成NO2的含量为_________mg·m－3。判断以下状况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。若缺乏采样步骤③，会使测定结果________。若FeSO4标准溶液部分变质，会使测定结果________。分析：(1)装置A是过滤器，装有无碱玻璃棉的作用是过滤除掉粉尘。(2)C中填补的是干燥剂，除掉HO且不可以与NO反响，所以应选有酸性、干燥能力强的PO。(3)D装置中装2x25有碱液，用于除掉NOx，作用与实验室中的洗气瓶相同，该装置的表示图见答案。(4)烟道气中有水，采样步骤②加热器将烟道气加热至140℃的目的是防备NOx溶于冷凝水。(5)NO被HO氧化为－，HO的复原产物为HO，离子方程式为＋－223222223滴定操作使用的玻璃仪器主要有锥形瓶、滴定管，因为该滴定液呈酸性，所以采纳酸式滴定管。(7)滴定过程中发生反响：3Fe2＋－＋3＋2－＋6Fe2＋＋14H＋NO＋4H===NO↑＋3Fe＋2HO，CrO3227＋3＋3＋＋7H2O，与2－反响的2＋的物质的量为6c2v2×10－32===2Cr＋6FeCr2O7Femol，标准液中Fe＋的物质的量为cv－3－2＋的物质的量为(cv－6c－3×10mol，则与NO反响的Fevmol，1131122－cv－6cv2－3112mol，则vL气样中折合成NO的含量为NO的物质的量为332cv－6cv－3－1100mL－12mol112×46g·mol×20mL×1000mg·g×3Lv－311－6224－3×10若缺乏采样步骤③，系统内存在空气，1000L·m＝3vmg·m。(8)会使采集的气样中NOx偏少，测定结果偏低。若FeSO4标准溶液部分变质，溶液中的Fe2＋浓度减小，耗费的K2Cr2O7标准溶液体积减小，使测定结果偏高。答案：(1)除尘(2)c(3)防备NOx溶于冷凝水＋－(5)2NO＋3H2O2===2H＋2NO3＋2H2O锥形瓶、酸式滴定管(7)c1v1－6c2v2×1043v偏低偏高5．某浅绿色晶体X[x(NH4)2SO4·yFeSO4·zH2O]在剖析化学中常用作复原剂。为确立其构成，某小组同学进行以下实验：＋Ⅰ.NH4含量的测定采纳蒸馏法，蒸馏的装置以下图。有关的实验步骤以下：①正确称取58.80g晶体X，加水溶解后，将溶液注入三颈烧瓶中；②正确量取·L－124HSO溶液于锥形瓶中；③向三颈烧瓶中加入足量NaOH溶液，通入氮气，加热，蒸氨结束后取下锥形瓶；④用0.120mol·L－1的NaOH标准溶液滴定锥形瓶中过度的硫酸，滴定终点时耗费25.00mLNaOH标准溶液。(1)仪器M的名称为________________。(2)步骤③中，发生的氧化复原反响的化学方程式为____________________________。蒸氨结束后，为了减少实验偏差，还需要对直形冷凝管进行“办理”，“办理”的操作方法是________________________________________________。(3)步骤④中，若振荡时锥形瓶中有液体溅出，则所测得的＋4(填“偏大”“偏小”或“不变”)。－.SO4含量的测定采纳重量剖析法，实验步骤以下：①另正确称取58.80g晶体X于烧杯中，加水溶解，边搅拌边加入过度的BaCl2溶液；②将获得的溶液用无灰滤纸(灰分质量很小，可忽视)过滤，清洗积淀3～4次；③用滤纸包裹好积淀拿出，灼烧滤纸包至滤纸完整灰化；④持续灼烧积淀至恒重，称量，得积淀质量为69.90g。步骤①中，判断BaCl2溶液已过度的实验操作和现象是________________________________________________________________________。(5)步骤②中，采纳冷水清洗积淀，其主要目的是_______________________________________________________________________________________________________。联合实验Ⅰ、Ⅱ经过计算得出晶体X的化学式为________________，实验Ⅰ的步骤①中，溶液中离子浓度由大到小的次序为_________________________________________。分析：(2)Fe2＋与NaOH溶液反响生成Fe(OH)2积淀，随后被氧化为氢氧化铁，反响的化学方程式为4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3；蒸氨结束后，直形冷凝管中会残留一些液氨，会对测定结果产生影响，所以为了减少实验偏差，还需要对直形冷凝管进行“办理”，“处理”的操作方法是用蒸馏水冲刷冷凝管内通道2～3次，将清洗液注入锥形瓶中。(3)步骤④中，若振荡时锥形瓶中有液体溅出，耗费NaOH的量减少，则测定锥形瓶内溶液中节余的硫酸的量减少，与氨气反响的硫酸的量增加，造成所测(NH4＋)的值偏大。n(5)用冷水清洗能够降低固体的溶解度，减少固体的溶解。(6)过度的H＋的物质的量为－1＝0.003mol，与3＋的物质的量为3.030mol·L－1×0.120mol·L×0.025LNH反响的H0.05L×2－0.003mol＝0.3mol，即n＋)＝0.3mol；69.90g积淀为BaSO4，则2－)(NH4(SO4n69.90g＋2＋2－2＋＝233g·mol－1＝0.3mol；利用电荷守恒：n(NH4)＋2n(Fe)＝2n(SO4)，得n(Fe)＝0.15mol；再利用质量守恒得(H2O)＝58.80g－(NH4＋)－(SO42－)－(Fe2＋)＝16.2g，则mmmm＋2＋2－)∶n(H2O)＝2∶1∶2∶6，晶体X的化学式为n(H2O)＝0.9mol，故n(NH4)∶n(Fe)∶n(SO4＋2＋水解显酸性，42442424424＋＋)＞c(Fe2＋)，又因为2－2－)互相克制水解，可是NH开端浓度大，所以c(NH4SO4不水解，所以c(SO44＋)，实验Ⅰ的步骤①中，溶液中离子浓度由大到小的次序为2－＋2＞c(NH4c(SO4)＞c(NH4)＞c(Fe＋＋－)＞c(H)＞c(OH)。答案：(1)分液漏斗(2)4Fe(OH)2＋O＋2HO===4Fe(OH)用蒸馏水冲刷冷凝管内通道2～3次，将清洗液注23入锥形瓶中偏大待浊液分层后，向上层清液中加入1～2滴BaCl2溶液，若无白色污浊出现，则说明BaCl2溶液已过度尽可能减少积淀的溶解损失，减小实验偏差(6)(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O2－＋2＋＋－c(SO4)＞c(NH4)＞c(Fe)＞c(H)＞c(OH)6．碳酸镧咀嚼片是一种不含钙和铝的磷酸盐联合剂，用于慢性肾衰患者高磷血症的治疗。碳酸镧可由

LaCl3为原料来制备，整个反响在较低的

pH条件下进行，防止生成碱式碳酸镧[La(OH)CO3]。化学兴趣小组利用以下装置在实验室顶用碳酸氢铵制备碳酸镧。①仪器X的名称为________；查验装置甲气密性优秀的方法是__________________________________________________________________________________________。②实验中K1、K2翻开的先后次序为__________________；为保证碳酸镧的纯度，实验过程中需要注意的问题有____________________。碳酸钠或碳酸氢钠与氯化镧反响均可生成碳酸镧。①为了高磷血症患者的安全，往常采纳碳酸氢钠溶液，过程中会发生两个平行反响，其离子方程式为________________________和________________________。②选择碳酸氢钠溶液制备碳酸镧的长处是___________________________(任写一条)。③T℃时，碳酸镧饱和溶液的浓度为1.0×10－7－1－×mol·L，HCO的电离常数为6.0310－11。请计算反响2LaCl3＋3NaHCO2(CO3)3↓＋3NaCl＋3HCl的均衡常数K＝________。④利用手持技术测定溶液的pH进而监控反响过程，获得如图曲线。请说明bc段变化的原由：_________________________________