学习几种结晶水合物中结晶定量测定方法静安补习班

学习几种结晶水合物中结晶定量测定方法静安补习班第二讲结晶水合物中结晶水含量的测定新王牌［考纲要求］1.结晶水合物中结水含量的测定原理；2瓷坩埚、研钵、干燥器等仪器的正确使用；3.恒重等基本操作技能；4.按操作程序分析操作不当引起实验误差的技能。分点清理查漏补缺考点一：结晶水合物中结晶水含量的测定【基础再现】硫酸铜晶体的组成、性质及用途五水硫酸铜俗称胆矶、蓝矶。是一种结晶水和物其化学式为：CuSO4・5H2O,是一种蓝色固体，其水溶液为蓝色，固体受热时变为白色粉末，硫酸铜水溶液能杀菌消毒，游泳池里水变蓝是放了硫酸铜的缘故。用作纺织品媒染剂、农业杀虫剂、水的杀菌剂，饲料添加剂，并用于镀铜。我国劳动人民很早就认识了铜盐，在汉代许多著作里有记载“石胆能化铁为铜”，晋葛洪《抱朴子内篇•黄白》中也有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”的记载。这是我国劳动人民发明的水法炼铜，即用铁把铜盐溶液里的铜置换出来，它成为湿法冶金术的先驱，在世界化学史上占有光辉的一页。在欧洲，湿法炼铜出现比较晚。15世纪50年代，欧洲人把铁片浸入硫酸铜溶液，偶尔看出铜出现在铁表面，感到十分惊讶，更谈不上应用这个原理来炼铜了。结晶水含量测定的原理化学反应CuSO4・xH2O>CuSO4+xH2O所测数据：硫酸铜晶体质量mj，无水硫酸铜质量m2CUSO4*XH2OUSO4+XH2O160+18x16018xm1g

(160+18x):160m1g

(160+18x):160=m1:m2计算公式m2g或(m1-m2)g160:18x=m2:(m「m2)Im】一in?X=—狙2W三、测定硫酸铜结晶水含量的实验方案设计请完成下列设计：1.实验设计思路实验步骤研磨：在研钵中将硫酸铜晶体研碎。称量：准确称量一干燥洁净的瓷坩锅质量(mi)o再称：称量瓷坩埚+硫酸铜晶体的质量(m2)。加热：加热至蓝色晶体全部变为白色粉末:并放入干燥器中冷却。再称：在干燥器内冷却后，称量瓷坩埚+硫酸铜粉末的质量(m3)。再加热：把盛有硫酸铜的瓷坩埚再加热，再冷却。再称重：将冷却后的盛有硫酸铜的瓷坩埚再次称量(两次称量误差不得超过0.001)计算：根据实验测得的结果计算硫酸铜晶体中结晶水的质量分数。名称质量(毛)第-淡第*瓷坨垠质量(时)瓷坨漏+碰铜晶体(戒)瓷坨堪+无水硫酸铜(m3)瓷坨蜗+无水硫酸铜(刷)硫酸铜晶体(m2-ml)无水铜(m3-ml)结晶水(m2-m3)数据记录表，再实验平均值【深度思考】1、测得硫酸铜2、这是一个较精确的定量实验，为了减小误差，实验操作中应注意那些事项？确保测定准确的关键操作有那些？3、无水硫酸铜易吸收空气中的水，能否放在空气中冷却？【题组建模】1、下列物质属于纯净物的是()空气(B)食醋(C)五水合硫酸铜晶体(D)氢氧化钠溶液2、下列仪器中，不能直接在火焰上加热的是(A)试管2、下列仪器中，不能直接在火焰上加热的是(A)试管(B)烧杯3、下列化学实验操作正确的是(A)手持试管给试管里的物质加热(C)用天平称量药品时，用手直接拿取砝码4、下列实验基本操作或有关规定，正确的是(A)称量药品时，砝码放在托盘天平的左盘(C)不得尝任何药品的味道5、下列实验操作正确的是(A)将实验剩余的药品放回原试剂瓶(C)蒸发皿(D)坩埚()(B)用燃着的酒精灯去点燃另一个酒精灯(D)用滴管滴加液体时，滴管不能触及容器内壁()取块状的药品可以直接用手(D)用嘴吹灭酒精灯火焰()（B）用酒精灯给试管加热时，试管口可以对着别人，但不能对着自己（C）向燃着的酒精灯里添加酒精（D）取用锌粒用镊子夹取6、下列有关托盘天平使用的叙述，正确的是（）（A）称量前通过调节平衡镖母使横梁平衡，称量时不能再动用平衡镖母（B）潮湿的或具有腐蚀性的药品，必须放在玻璃器皿里称量，其他固体药品可直接放在天平托盘上称量（C）用托盘天平可以准确称量至0.01g（D）称量时，若没有镊子一般用手取放砝码也没关系7、某学生实验后得到以下数据：加热前质量加热前质量加热后质量W1（容器）W2（容器+晶体）W3（容器+无水硫酸铜）5.1g7.5g6.5g（1）请写出结晶水含量（x%）的计算公式（用W1、W2、W3表示）。（2）该学生测定结果是偏高还是偏低？。（3）下列分析中不属于该学生产生实验误差的原因的是（）（A）加热前称量时容器未完全干燥（B）最后一次加热后的质量小明与小王的读数估计值不同（C）加热后容器未放入干燥器中冷却（D）加热过程中晶体有少量溅失8.在质量为Gg的坩埚中，加入BaCl2・nH2O晶体后称得质量为W1g，加热使结晶水全部失去，冷却后，称得质量为W2g，则n值为多少？【反思总结】考点二：误差分析【基础再现】通过测定得到的化学实验结果，往往与从理论上得到的结果不太相符。误差的来源，可分为系统误差和偶然误差。系统误差通常包括仪器误差、环境误差和方法误差等，限于中学的实验条件，很多系统误差难以消除。偶然误差在实验中主要有两种：（1）测量误差。例如读数方法，在用天平、量筒、滴定管和容量瓶等仪器进行测量时，不注意方法，结果使测量数据不是偏高就是偏低，产生测量误差。（2）实验操作误差。例如，在测定硫酸铜晶体里结晶水含量的实验中，如果不通过缓慢加热完全除去硫酸铜晶体里的结晶水，那么，瓷坩埚和无水硫酸铜就不能准确，测定结果就肯定有较大的误差。偶然误差可以减小，甚至可以避免。【深度思考】ISftns-mn）能切起误菱国一些耕作叫mfHaOTl祢虽前哪未干煜唔大晶归碰有木偏大品g不纯「苞订不埠发呆质偏小用堀内附有不荐发桑聘是归未研成盼未时漏小扮末亲完全交臼就停止加熟诚小偏小EiiwtwH3蝙大加腕后在空气中吝却称筮as小漏小加热过程口有少堂Ji陆联出商次称堂相差4OOlg时新王牌名师精品小【题组建模】1、实验室测定CuS04-5H20晶体里结晶水的n值时，出现了三种情况：晶体中含有受热不分解的物质②晶体尚带蓝色，即停止加热③晶体脱水后放在台上冷却，再称量。使实验结果偏低的原因是（）①②B.①③C.②③D.①②③2、下列实验操作会引起测定结果偏高的是（）测定胆矶晶体结晶水含量时，强热迅速蒸干，在干燥器中冷却后称量中和滴定时，锥形瓶里有少量水用量筒量取液体时，仰视读数加热胆矶晶体测其结晶水含量时，加热过程中坩埚没有盖盖3、根据实验室中测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验，填写下列空白：（1）从下列仪器中选出所需仪器（用标号字母填写）。A.托盘天平（带砝码）B.研钵C.试管夹D.酒精灯E.蒸发皿F.玻璃棒G.坩埚H.干燥器I.石棉网J.三脚架除上述仪器外，还需要的仪器。（2）某学生实验后得到以下数据：为热前质垦为热后质垦叫容器）皿虐的晶体）胞容嚣+顽■曜嗣）5.4?8.3=请写出结晶水含量（x%）的计算公式（用mi.m2、m3表示）x%=。该生测定结果是偏高还是偏低?从下列分析中选出该学生产生实验误差的原因可能是（填写字母）。A.加热前称量时容器未完全干燥B.最后两次加热后的质量相差较大（大于0.001g）C.加热后容器未放入干燥器中冷却D.加热过程中晶体有少量溅失【反思总结】探究高考明确方向1.[2011-新课标全国卷，26（1）（2）]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。0.80导TOC\o"1-5"\h\z邮0.68卜眼:0.571|\0.5』耳「，0102113258温度代请回答下列问题：（1）试确定200°C时固体物质的化学；（要求写出推断过程）。（2）取270C所得样品，于570C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，该晶体的化学式为为.其存在的最高温度;2.(2011•上海卷)部°4・5眇是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是CuSO^F。的实验室制备流程图。根据题意完成下列填空:向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸，在铜粉溶解时可以观察到的实验现象:如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净，则制得的CuSO4•5H2O中可能存在的杂质,除去这种杂质的实验操作称为。已知：CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2)+Na2SO4称取0.1000g提纯后的CuSO4•5H2O试样于锥形瓶中，加入0.1000mol/L氢氧化钠溶液28.00mL,反应完全后，过量的氢氧化钠用0.1000mol/L盐酸滴定至终点，耗用盐酸20.16mL，则0.1000g该试样中含CuSO4•5H2Og。上述滴定中，滴定管在注入盐酸之前，先用蒸馏水洗净，再。在滴定中，准确读数应该是滴定管上蓝所对应的刻度。如果采用重量法测定CuSO4•5H2O的含量，完成下列步骤：①②加水溶解③加氯化钡溶液，沉淀④过滤(其余步骤省略)在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其操作如果1.040g提纯后的试样中含CuSO4•5H2O的准确值为1.015g，而实验测定结果是1.000g测定的相对误差为。登高望远始于题下【提升能力】1.三草酸合铁酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)JxH2O)是一种光敏材料，在110°C可完全失去结晶水。为测定该晶体中铁的含量和结晶水的含量，某实验小组做了如下实验：(1)铁含量的测定步骤一：称量5.00g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250mL溶液。步骤二：取所配溶液25.00mL于锥形瓶中，加稀H2SO4酸化，滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部被氧化成二氧化碳，同时，MnO-被还原成Mn2+。向反应后的溶液中加入一小匙锌粉，加热至黄色刚好消失，过滤，洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时，溶液仍呈酸性。步骤三：用0.010mol-L-1KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点，消耗KMnO4溶液20.02mL，滴定中MnO-被还原成Mn2+。重复步骤二、步骤三操作，滴定消耗0.010mol-L-1KMnO4溶液19.98mL。请回答下列问题：配制三草酸合铁酸钾溶液的操作步骤依次是称量、、转移、洗涤并转移、、摇匀。步骤二中加入锌粉的目的。写出步骤三中发生反应的离子方程式：。实验测得该晶体中铁的质量分数为。(2)结晶水的测定将坩埚洗净，烘干至恒重，记录质量；在坩埚中加入研细的三草酸合铁酸钾晶体，称量并记录质量；加热至110°C,恒温一段时间，置于空气中冷却，称量并记录质量；计算结晶水含量。请纠正实验过程中的两处错误：;。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。填写下列空白：［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］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-tNaOH溶液中，充分反应。则NaOH溶液的体积VNmL。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。装置中导管a的作用是。稀硫酸百)导管』"实验前后量气管中液面读数分别为匕mL、V2mL，则产生氢气的体积为mL。若需确定产生氢气的量，还需测定的数据。合金E亍j3.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⑵、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。每个空格中填一种组合，有几种组合就填几种，不必填满。从上述组合中选出一个含W的求x的计算式：。以上数据组合中易于取得的一组是。某研究性学习小组将一定浓度的Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到蓝色沉淀。甲同学认为两者反应只生成CuCO3一种沉淀;乙同学认为这两者相互促进水解，只生成Cu(OH)2一种沉淀;丙同学认为生成CuCO3和Cu(OH)2两种沉淀。(查阅资料知：CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水)(1)按照乙同学的理解Na2CO3溶液和CuSO4溶液反应的化学反应方程式为■；在探究沉淀物成分前，须将沉淀从溶液中分离并净化。具体