2022届新高考化学一轮复习定量实验的设计与评价学案

定量实验的设计与评价

题型研析

定量实验是将化学实验与化学计算有机结合在一起的实验。测定物质化学组成与含量的

探究性实验，是近几年高考命题的常考题型。设计中先通过实验测出相关的有效数据，然后

经计算得出物质的组成与含量。由于定量实验目的性、实用性强，能给予学生较大的创造空

间，更能激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的科学态度，因此复习过程中应注重定性

实验拓展到定量实验的探讨。

题型一物质组成与含量的测定

【提素能•归纳】

1.含量测定对实验数据筛选的一般方法和思路

(1)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确度为g,若

数值超过了这个范围，说明所得数据是无效的。

(2)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。

(3)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。

(4)四看所得数据的测量环境是否一致，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。

(5)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要舍去。

2.物质组成的定量测定中数据测定的常用方法

(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。

①常见测量气体体积的实验装置

②量气时应注意的问题

a.量气时应保持装置处于室温状态。

b.读数时要特别注意消除“压强差”，既要保持液面和平还要注意视线与凹液面最低

处相平。如图中（I）（ɪV）应使左侧和右侧的液面高度保持相平。

（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）重量分析法

①在重量分析中，一般首先采用适当的方法，使被测组分以单质或化合物的形式从试样

中与其他组分分离。

②重量分析法不需要选择合适的指示剂，实验的关键是准确判断反应是否反应完全，以

及反应前后固体（或液体）质量的变化。

③重量分析的过程包括了分离和称量两个过程。根据分离的方法不同，重量分析法又可

分为沉淀法、挥发法、萃取法等。

④计算方法

采用重量分析法进行定量计算时,可根据实验中发生反应的化学方程式或原子守恒确定

相关物质之间的定量关系，再结合实验数据列出关系式，并进行相关计算。

[典题示例1]（2021・黄冈模拟）工业制得的氮化铝（AlN）产品中常含有少量A14C3、ALO3、

C等杂质。某同学设计如下实验分别测定氮化铝样品中AlN和ALtC3的质量分数。已知

①ALtC3与硫酸反应可生成CH4:②AlN溶于强酸生成镂盐，溶于强碱生成氨气（忽略NH3在

强碱性溶液中的溶解）；③该实验条件下的气体摩尔体积为/L∙moir,实验装置如图（量

气管为碱式滴定管改装）。

实验过程：连好装置后，检查装置的气密性；称得装置D的初始质量为ag；称取〃g

AIN样品置于装置B的锥形瓶中，各装置中加入相应药品，重新连好装置；读取量气管中液

面的初始读数为XmL（量气装置左右液面相平）。

（1）①若先测量ALtC3质量分数，对Ki、K2、K3三个活塞的操作是关闭活塞,

打开活塞.②当_______________________________________________________时,

说明反应已经结束。读取读数之前，应对量气管进行的操作为

若量气管中的液面高于右侧球形容器中的液面，所测气体体积(填“偏

大”“偏小”或“无影响”)。③记录滴定管的读数为＞∙mL,则Al4C3的质量分数为

(用可能含。、仄x、y、片的代数式表示)。④若无恒压管，

对所测Al(3质量分数的影响是(填“偏大”“偏小”或“无影响”)o

(2)若先测量AlN质量分数：首先关闭活塞K”打开活塞K3,通过分液漏斗加入过量的

某物质，写出AlN与过量的某物质发生反应的离子方程式

________________________________________________________________________;反应完成

后，(填该步应进行的操作)，最后称得装置D的质量为eg,进而测

得AIN的质量分数。

［解析］(1)①通过分液漏斗加入稀硫酸，硫酸与样品中的AI4C3完全反应，量取生成的

甲烷气体，从而测得AI4C3的百分含量，故应关闭活塞K2、K3,打开活塞K”②当量气管

中液面不再变化时，说明反应已经结束。利用连通器原理，读取读数之前，应对量气管进行

的操作为调整量气管高度，使左右两边液面相平；若量气管中的液面高于右侧球形容器中的

液面，说明气体的压强大于大气压，所测气体体积偏小。③甲烷的体积为(X—y)mL,物质的

(工—V)×1ɑ-ɜTV—V

量为-----kL=bXlOrmO1，根据碳原子守恒，ALC3的物质的量等于甲烷的

vmL∙mθlVm

物质的量的三分之一，所以AI4C3的质量为:XtɪXIOrmoIXl44gτnoL=48—△-

48(X-~y)

TMH.、或上XIOg0.048(χ-γ)

XlO3g,AI4C3的质量分数为-------7--------------×100%=--------—×100%»④若

DgV∏1A√

无恒压管，最终量气管读数偏大，根据上题公式，对所测AL(C3质量分数的影响是偏大。(2)

若先测量AIN质量分数：首先关闭活塞K∣,打开活塞K3,AIN溶于强酸生成铁盐，溶于强

碱生成氨气，通过分液漏斗加入氢氧化钠，发生反应的离子方程式为AlN+OH-+

H2O=AIO;+NH3t;反应完成后，打开K2,通入一段时间空气，平衡气压，最后称得装

置D的质量为eg,进而测得AIN的质量分数。

［答案］(1)①K2、K3K1②量气管中液面不再变化调整量气管高度，使左右两边液

面相平偏小

③Xlo0%④偏大

(2)A1N+OH+H2O=AlO2+N⅛t打开K2，通入一段时间空气

【练能力・突破】

1.氢化铝锂(LiAIH4)是有机合成中的重要还原剂。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、氢化锂遇水都剧烈反应并产生同一种气体。

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)：

(2)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：_______________________________________________

___________________________________________________O

II.制备氧化铝锂

1947年，SChleSinger、BOnd和FinhOlt首次制得氢化铝锂，其方法是使氢化锂与无水三

氯化铝按一定比例在乙醛中混合，搅拌，充分反应后，经一系列操作得到LiAlH4晶体。

(4)写出氢化锂与无水三氯化铝反应的化学方程式：

_________________________________________________________________________________________________________O

∏l.测定氢化铝锂产品(不含氢化锂)的纯度1

F

A

.

一

I-，

.-

-:

!-」-

αg产品蒸循水.

：

(掺入四氢吹喃)

图2

(5)按图2装配仪器、检查装置气密性并装好试剂(Y形管中的蒸镯水足量，为了避免氢

化铝锂遇水发生爆炸，蒸馆水中需掺入四氢映喃作稀释剂)，启动反应的操作是

。读数之前,上下移动量气管右侧的容器,使量气管左、

右两侧的液面在同一水平面上，其目的是O

(6)在标准状况下，反应前量气管读数为0mL,反应完毕并冷却之后，量气管读数为匕

mLo该样品的纯度为(用含a、-、V2的代数式表示)。如果起始读数时俯视刻度

线，测得的结果将(填''偏高”“偏低”或“无影响”)。

解析：(1)氢化锂遇水能够剧烈反应，因此生成的氨气需要干燥，并除去其中混有的H2S,

因此需要先通过NaOH溶液除去硫化氢气体，再通过浓硫酸干燥，然后在C装置中发生反

应生成氢化锂，为防止外界水蒸气进入装置，后面需要接干燥装置B,最后用排水集气法收

集未反应的氢气，装置的连接顺序(从左至右)为AfDfBfC~B—E。(2)检查好装置的气密

性，点燃酒精灯前需要先制备氢气，并检脸氨气的纯度，因此进行的实验操作为打开装置A

中分液漏斗的活塞，一段时间后，用小试管在装置E的水槽中收集气体并脸纯。(3)氢气与

锂反应制备氢化锂的化学方程式为2Li+H2第=2LiH0(4)氢化锂与无水三氯化铝按一定比

例在乙醛中混合，充分反应得到LiAlH4,反应的化学方程式为4LiH+AlCl3=LiAlH4+3LiCl«

(5)启动反应时只需要倾斜Y形管，将蒸脩水(掺入四氢啖喃)全部注入αg产品中即可。读数

之前，上下移动量气管右侧的容器，使量气管左、右两侧的液面在同一水平面上，可以确保

量气管内气体的压强与大气压强相等，减少实验误差。(6)氨化铝锂、氢化锂遇水都剧烈反应

并产生同一种气体即氢气，LiAlH4+4H2O=LiOH+Al(OH)3+4H2t,在标准状况下，反应

前量气管读数为％mL,反应完毕并冷却之后，量气管读数为LmL,则生成的氨气为(匕一

V∣)mL,根据方程式，LiAlH4的物质的量为:义错误！，则样品的纯度=错误！X100%=

一19(V"T-VI)%o如果起始读数时俯视刻度线，导致％偏小，结果偏高。

答案：⑴DfBfCfBfE

(2)打开装置A中分液漏斗的活塞，一段时间后，用小试管在装置E的水槽中收集气体

并验纯

(3)2Li+H2≈^2LiH

(4)4LiH+AlCl3=LiAlH4+3LiCl

(5)倾斜Y形管，将蒸储水(掺入四氢吠喃)全部注入ag产品中确保量气管内气体的压

强与大气压强相等

19(V-V)

⑹4428«1%偏zλ局

2.碱式碳酸锲［Ni式OH)V(CO3)二•〃比0］是一种绿色晶体，常用作催化剂和陶瓷着色齐U,

为确定其组成，某小组进行了实验探究。

［查阅资料］碱式碳酸镁在300°C以上分解生成3种氧化物。NiO为绿色粉末，Ni2O3

为灰黑色固体。

［实验探究］选用下图所示部分装置进行实验（夹持装置略）O

实验1.定性探究：确定3种氧化物的组成。

⑴预测三种氧化物分别是Ni、H、C三种元素的氧化物的理论依据是

（2）经检验生成的三种氧化物分别为NiO、H2O和CO2,装置连接顺序为AB（填

装置的字母序号）。其中装置B中的现象为o

实验II.定量分析：确定碱式碳酸镇的组成。连接装置ABFDD进行实验•实验步骤如

下：

i∙称量碱式碳酸银、装置F、装置D（前一个）的质量并记录；

ii.打开活塞K,缓缓通入空气；

iii.点燃酒精灯，加热；

iv.熄灭酒精灯，冷却到室温，关闭K；

V.再次称量装置F、装置D（前一个）的质量并记录。

（3）步骤ii的目的是。

（4）若缺少装置A,将导致所测得的%值（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

（5）重复操作ii〜V至时，可判断碱式碳酸

保己完全分解。

（6）实验前测得石英玻璃管中的样品质量为g,其他数据如表所示：

三装置F质量/g装置D（前一个）质量/g

实验前

实验后

该碱式碳酸银的化学式为。

解析：（1）碱式碳酸镶［NL（OH）v（CCh）Z∙"H2θ］共含4种元素，其中一种为氧元素，根据

元素守恒可知，生成的三种氧化物只能是Ni、H、C三种元素的氧化物。（2）生成的氧化物

Ni0、H2O和CO2中，NiO可通过固体状态变化检验，检验H2O和CO2时先用无水硫酸铜

检验水蒸气，再用澄清石灰水检脸CC）2,故装置连接顺序为ABECo反应后B中绿色晶体变

成绿色粉末。（3）步骤ii,打开活塞K,缓慢通入空气，目的是排出装置中空气中的H2O和

Co2,防止水蒸气和二氧化碳的质量测量产生误差。（4）若缺少装置A,则会导致C、H元素

质量偏大、Ni元素质量偏小，故X值偏小。（5）碱式碳酸锲完全分解时，装置F、装置D（前

一个）的质量均保持不变。（6）F中增加的质量为生成H2O的质量，其质量为（一鬼=g,则

Zi（H2O）==mol,D（前一个）中增加的质量为生成CO2的质量，其质量为（一）g=g,则）（CCh）

==mol,则生成的“（NiO）=错误!未定义书签。mol=mol,故Ni、C、H的个数比为：：

（×2）=3：1：12,由化学式Nr（OHb（CO3）z∙∕1H2O可知,x=3z,y+2n=12z,根据电荷守

恒可知，2x=y+2z,联立解得y=4z,n-4z,令z=1,故该碱式碳酸镁的化学式为

Ni3（OH）4CO3∙4H2O=

答案：（1）化学反应前后元素种类不变（2）EC绿色晶体变成绿色粉末（3）防止水蒸气

和二氧化碳的质量测量产生误差（4）偏小（5）装置F、装置D（前一个）的质量与前一次测量

值相比不变（6）Ni3（OH）4CO3∙4HzO

题型二滴定原理在定量实验中的应用

【提素能•归纳】

1.滴定分析法

定量实验中的滴定方法包括酸碱中和滴定、沉淀滴定、氧化还原滴定等，主要是根据滴

定过程中标准溶液的消耗量来计算待测溶液的浓度。应用较多的是氧化还原滴定，其中碘量

法是氧化还原滴定中应用较为广泛的一种方法，在近几年的高考试题中多次出现。

L可作氧化剂，能被Sr?+、H2S等还原剂还原，F可作还原剂，能被、Cr2O^、

MnO4等氧化剂氧化，故碘量法分为直接碘量法和间接碘量法。

①直接碘量法是用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法，在滴定过程中，L被还原为I

②间接碘量法（又称滴定碘法）是利用Γ的还原性与氧化性物质反应生成I2,淀粉溶液遇

L显蓝色，再加入Na2S2O3标准溶液与12反应，滴定终点的现象为蓝色消失且半分钟内不变

色，从而测出氧化性物质的含量。例如用间接碘量法测定混合气中ClCh的含量，有关反应

的离子方程式为2ClO2+lOI-+8H'=2cr+5i2+4H2O和I2+2S2O；=2I^+S4OΓ,得

关系式2C1O2〜512〜10S2。；，然后根据已知条件进行计算。

2.滴定实验中常用的计算方法——关系式法

关系式法常应用于一步反应或分多步进行的连续反应中，利用该法可以减少不必要的中

间运算过程，避免计算错误，并能迅速准确地获得结果。一步反应可以直接找出反应物与目

标产物的关系；在多步反应中，若第一步反应的产物是下一步反应的反应物，可以根据化学

方程式，将该物质作为“中介”，找出已知物质和所求物质之间量的关系。利用这种方法解

题的关键是建立已知物质和所求物质之间量的关系式。

如用Na2S2O3滴定法测水中溶氧量，经过如下三步反应：

①O2+2Mn(OH)2=2MnO(OH)2

②Mno(OH)2+2「+4H+=Mn2++L+3H2O

(3)2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI

因此水中溶氧量与Na2S2O3之间的关系为

。2〜2MnO(0H)2〜2L〜4Na2S2O3

(中介物质)(中介物质)

［典题示例2］水中溶氧量(Do)是衡量水体自净能力的一个指标，通常用每升水中溶解

氧分子的质量表示，单位mg∙Llo我国《地表水环境质量标准》规定，生活饮用水源的Do

不能低于5mg∙LL某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略)，测定某河水的DO。

I.测定原理

碱性条件下，O2可将Mi?+氧化为MnO(OH)2:

①2Mn2++02+40HΓ=2Mn0(0H)2I

酸性条件下，Mno(OH)2可将「氧化为12：

②MnO(OH)2+1+H+—►Mn2++L+比0(未配平)

用Na2S2O3标准溶液滴定生成的

③2S2θ［+I2=S4Of+2Γ

Il.测定步骤

a.安装装置，检查气密性，充N2排尽空气后，停止充N2。

b.向烧瓶中加入200mL水样。

c.向烧瓶中依次迅速加入1mLMnSCU无氧溶液（过量）、2mL碱性KI无氧溶液（过量），

开启搅拌器，至反应①完全。

d.搅拌并向烧瓶中加入2mLH2SO4无氧溶液，至反应②完全，溶液为中性或弱酸性。

e.从烧瓶中取出mL溶液，以淀粉作指示剂，用OomOl∙L∣Na2S2O3溶液进行滴定，

记录数据。

f........

g.处理数据（忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化）。

回答下列问题：

（1）配制以上无氧溶液时，除去所用溶剂水中氧的简单操作为

______________________________________________________O

（2）在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是（填序号）。

①滴定管②注射器③量筒

（3）搅拌的作用是

（4）配平反应②的方程式，其化学计量数依次为。

（5）步骤f为»

（6）步骤e中达到滴定终点的标志为______________________________________________

若某次滴定消耗Na2S2O3溶液mL,水样的Do=mg∙L∣（保留一位小数）。作

为饮用水源，此次测得Do是否达标：（填“是”或“否”）。

（7）步骤d中加入HzSCM溶液反应后，若溶液PH过低，滴定时会产生明显的误差。写出

产生此误差的原因（用离子方程式表示，至少写出2

个）___________________________________

［解析］（1）气体的溶解度随温度升高而减小，故可用将水加热煮沸法除去溶解在溶剂水

中的氧气。（2）测定步骤中加入的试剂均为无氧溶液，且加入的水样要防止空气中氧气的干

扰，故需要隔绝空气，所以选用密封性较好的注射器。（3）搅拌能够使物质混合均匀，加快化

学反应的进行。(4)MnO(OH)2中Mn显+4价，「化合价升高生成L,故根据化合价升降总

数相等和元素守恒、电荷守恒配平方程式为Mnc)(OH)2+2「+4H+=Mn2++l2+3H2。。(5)

氧化化原滴定一般采用重复滴定2〜3次来减小滴定误差。(6)用Na2S2O3溶液进行滴定时，

L的量逐渐减小至消失时为滴定终点，此时的现象是蓝色消失且半分钟内不变色。根据题中

所给反应方程式得关系式：

2Mn"〜Ch〜2MnO(OH)2〜2L〜4Na2S2O3

14

1

n(02)0.0045L×0.01000mol∙L^

7⅛Γ=，则"(5)

=；X5LXOOmol∙L-1,则DO=

错误！

=×10-3g∙L-l=mg∙L根据生活饮用水的De)不低于5mg∙L"∣知，此次测得的DO

达标。(7)Na2S2O3在酸性条件下可以发生歧化反应生成S和SO2,且生成的SO2可被I2氧

化。另外，在酸性条件下「也可被氧气氧化。

［答案］(1)将溶剂水煮沸后冷却(2)②

(3)使溶液混合均匀，快速完成反应(4)1,2,4,1,1,3

(5)重复步骤e的操作2〜3次

(6)溶液蓝色褪去半分钟内不变色是

+

(7)2H+S2O3=SI+SO2t+H2O.

+

SO2+12+2H2O=4H+SOf+2I∖

4H*+4I+θ2=2L+2H2θ(任写其中2个)

【练能力•突破】

1.草酸亚铁在形成晶体时会结合一定量的水；在工农业生产中具有重要用途，如作照

相的显影剂，生产磷酸铁锂电池的原料等。

已知：①草酸亚铁不溶于水，可溶于酸；

②Fe(SCN)7+3C2θΓ=Fe(C2O4)Γ+6SCN,

回答下列问题：

I.甲同学检查药品时发现该晶体显浅黄色，认为晶体不纯，可能是因为部分的铁被氧

化。为验证自己的猜想，进行实验验证。取少量的晶体样品溶于稀硫酸，滴加KSCN溶液，

溶液无明显变化。由此认为晶体中不存在+3价的铁。你认为(填“正确”或“不正

确“)，理由是。

∏.乙同学为测定草酸亚铁晶体FeC2O4∙XH2O中的结晶水含量，利用如下装置：

①做实验前首先要;

②称取一定质量的晶体，装好药品，开始实验，接下来的实验步骤依次为(填

字母)，重复实验直至装置B恒重。

a.点燃酒精灯，加热b.熄灭酒精灯c.关闭Kd.打开K,缓缓通入氮气e.冷

却至室温f.称量

HL丙同学用滴定的方法也可以测定草酸亚铁晶体中结晶水的含量。Wag草酸亚铁晶

体溶于稀硫酸，再把所得溶液稀释成500mL,取出50mL放入锥形瓶，向其中逐滴滴入未

知浓度的酸性KMnO4溶液，振荡，发现溶液颜色逐渐变为棕黄色，且有气泡冒出，当溶液

颜色突变成浅紫色，停止滴加。接着向溶液中加入稍过量的Kl溶液和几滴淀粉溶液，然后

再用Cmol∙L1Na2S2O3溶液滴定至终点。几次实验平均消耗Na2S2O3溶液VmLo

(2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)

(1)写出向溶液中滴加酸性KMnO4溶液发生反应的离子方程式：

⑵上述实验中稀释草酸亚铁溶液时除烧杯和玻璃棒外，还必需的玻璃仪器有

(3)X=(用含a、c、丫的代数式表示)。

(4)若实验中滴入KMnO4溶液过多，则所得X值(填“偏大”“偏小”或“无

影响”)。

解析：I.根据题给信息，C2Of比SCN-更易与Fe3+结合，所以取少量的晶体样品溶于

稀硫酸，滴加KSCN溶液，溶液无明显变化，不能判定晶体中不存在+3价的铁。IL①做实

验前首先要检查装置是否漏气，即检查装置的气密性。②将一定质量的晶体装好，由于草酸

亚铁晶体中亚铁离子易被氧气氧化，所以要排尽装置内的空气，先打开K,缓缓通入氮气，

然后点燃酒精灯，加热，反应结束后，熄灭酒精灯，冷却至室温后关闭K,进行称量，重复

实验直至装置B恒重，即正确的实验步骤为dabecf。∏l(1)草酸亚铁晶体中含有Fe?+和C2Of,

在酸性条件下，能分别被KMnO4溶液氧化为Fe3+和C02,而MnO；被还原为Mi?+,根据

2+

得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒可得反应的离子方程式为3MnO；+5Fe+5C2θΓ+

+2+3+

24H3Mn+5Fe+12H2O+1OCO2t»(2)把草酸亚铁溶液稀释成500mL溶液时，除

烧杯和玻痛棒外，还必需的玻璃仪器有50OmL容量瓶、胶头滴管。(3)根据反应3MnO4^+

2+

5Fe+5C2θΓ+24H+=3Mn2++5Fe3++12H2θ+10Cθ2t可知，反应生成Fe3+,其可把

「氧化为卜，反应为2Fe3++2「=2Fe2++b;生成的I2又被Na2S2O3还原为「，反应为

2+3

2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI:根据上述反应关系可知：∕z(FeC2O4∙.rH2O)=n(Fe)=n(Fe

+33

)=2n(I2)=H(Na2S2O3)=cV×10^mol,^E450mL溶液中〃(FeC2O4nH2O)=cV×10^mol,

-32

又因为原溶液体积为50OmL,所以“(FeC2θ4τvH2O)=cV×10×ɪmol=cVX10^mol,

«8一々…50。-72CV

草酸亚铁晶体为αg,所以■T=CVXlO2mol,解得X=—而-。(4)

(I44÷18x)g∙moΓ

若实验中滴入KMno4溶液过多，碘离子被氧化的量增多，消耗的"(Na2S2O3)增多，根据X=

50«-72cV一”，

---------可知，所付X值偏小。

vCV

答案：I.不正确根据已知，C2Of比SCN-更易与Fe?+结合

II.①检查装置的气密性②dabecf

2++2+3+

IIl.(l)3MnO4+5Fe+SC2Oj÷24H=3Mn+5Fe+12H2O+IOCO2↑

(2)5OomL容量瓶、胶头滴管

50a-72cVH,

(3)―而一(4)偏小

2.蒸储碘滴定法可测量中药材中二氧化硫是否超标(亚硫酸盐折算成二氧化硫)。原理是

利用如图所示装置将亚硫酸盐转化为SO2,然后用碘标准溶液滴定吸收液。

‘盐酸

实验步骤如下:

I.Sθ2含量的测定

烧瓶A中加中药粉10g,加蒸蝴水300mL；锥形瓶中加蒸馈水125mL和淀粉试液1

mL作为吸收液；打开冷凝水，通氮气，滴入盐酸IOmL；加热烧瓶A并保持微沸约3min

后，用OOmOILr碘标准溶液一边吸收一边滴定，至终点时消耗碘标准溶液匕mL。

∏.空白实验

只加30OmL蒸储水，重复上述操作，需碘标准溶液

（1）仪器C的名称为,仪器B的进水口为（填“a”或"b”）。

（2）滴入盐酸前先通氮气一段时间，作用是

测定过程中氮气的流速过快会导致测量结果（填“偏大”“偏小”或“不

变”）。

（3）①滴定过程中使用的滴定管为（填序号）。

A.酸式无色滴定管B.酸式棕色滴定管

C.碱式无色滴定管D.碱式棕色滴定管

②滴定时锥形瓶中反应的离子方程式为

滴定终点的现象是______________________________________________________

（4）空白实验的目的是。

（5）该中药中SCh含量为mg∙kg-'o

解析：（1）由图中仪器C的构造可知C是分液漏斗；仪器B是冷凝管，起冷凝作用，所

以冷却水应该下口进上口出，即进水口为b。（2）SO2有强还原性，溶于水后易被Ch氧化，所

以先通入N2将装置内的空气排净，避免空气中的。2干扰SCh的测定；若氮气的流速过快，

会使一部分SO?来不及被吸收就被氮气带出，所以导致测量结果偏小。（3）①滴定管中盛放

的是碘标准溶液，碘会腐蚀碱式滴定管下端的橡胶管，所以只能用酸式滴定管，碘标准溶液

须使用棕色滴定管，即B正确。②滴定时，单质L将SCh氧化为H2SO4,根据得失电子守

+

恒及电荷守恒可得离子方程式为I2+SO2+2H2O=4H+SθΓ+2I^;达到滴定终点时，二

氧化硫反应完全，加入的单质碘遇淀粉使溶液显蓝色，所以滴定终点的现象为当滴入最后一

滴碘标准溶液时，锥形瓶内溶液由无色变为蓝色，且30s内不褪色。（4）做空白实验的目的

主要是消除其他试剂、实验操作等因素引起的误差。（5）用于氧化SCh的L标准溶液体积为

35

(V∣-Vb)mL,L的物质的量为∞∙(Vi-⅛)×10^mol=(½-⅛)×10^mol,由关系式：I2~

SO2,得μSO2)=(%—%)X10-5moi,则IOg中药粉中V(SO2)=(Vl-Vi))Xlo七g,Ikg药

粉中含有S02的质量为(■一Vo)×10^2g,即有64(v∣-Vo)mgSO2。

答案：(1)分液漏斗b

(2)排出装置内空气，避免空气中02干扰SCh测定偏小

(3)φB②I2+SO2+2H2O=4H'+SO7+2Γ当滴入最后一滴碘标准溶液时，锥形

瓶内溶液由无色变为蓝色，且30s内不褪色

(4)消除其他试剂、实验操作等因素引起的误差

(5)64(½-⅛)

【新情境•素养】

莫尔盐［硫酸亚铁镂(NH4)2SO4∙FeSO4∙6H2O］又称马尔氏盐；浅蓝绿色结晶或粉末；对

光敏感；在空气中逐渐风化及氧化；溶于水，几乎不溶于乙醇；低毒，有刺激性。

硫酸亚铁钱是一种重要的化工原料，用途十分广泛。它可以作净水剂；在无机化学工业

中，它是制取其他铁化合物的原料，如用于制造氧化铁系颜料、磁性材料、黄血盐和其他铁

盐等；它还有许多方面的直接应用，如可用作印染工业的媒染剂，制革工业中用于糅革，木

材工业中用作防腐剂，医药中用于治疗缺铁性贫血，农业中施用于缺铁性土壤，畜牧业中用

作饲料添加剂等，还可以与糅酸、没食子酸等混合后配制蓝黑墨水。

［实验一］莫尔盐热分解产物的实验探究

250(TC时把g莫尔盐隔绝空气加热完全分解，为检验其分解产物的成分，设计如下实

验装置进行实验，加热A中的莫尔盐至分解完全。

(1)装置A中固体充分加热较长时间后，通入N?的目的是什么？

提示：通入N?可将装置A中分解产生的气体全部驱赶至B、C装置中，以保证莫尔盐

分解产生的气体在B、C装置中被充分吸收。

(2)实验中观察到装置B中出现白色浑浊，由此判断莫尔盐分解产物中含有哪种气体？

写出装置B中发生反应的化学方程式。

提示：SO3;SO3+H2O+BaCl2=BaSO4I+2HCL

(3)实验中，观察到装置C中有白色沉淀生成，由此判断莫尔盐分解产物中含有哪种气

体？写出装置C中发生反应的离子方程式。

+2+

提示：S02:H2O2+SO2=SOf+2H,Ba+SOf=BaSo4I。

(4)莫尔盐在装置A中完全分解后得到g等物质的量的Fec)和Fe2O3的混合物，同时装

置B、C中得到沉淀的质量分别是g和g,通过其他实验测得生成gNH3和L(标况)N2,试

通过计算写出莫尔盐分解的化学方程式。

提示："(莫尔盐)==mol

莫尔盐分解得到的g固体产物中〃(Feo)=mol,"(Fe2O3)=mol

莫尔盐分解得到的气体产物中

n(SOj)=π(BaSO4)==mol

n(SO2)=n(BaSO4)==mol

2.24L

"(Nz)=”irττ=0.1ιτιol

22.4ZlL∙mol1

68g

n(N⅛)=l-1-∣=0.4mol

17g∙mol,

则川(NH4)2Fe(SO4)2］:MFeO)：n(Fe2O3)：∏(SO3):n(SO2):n(N2)：n(NH3)

=：:：:：：=3：1：1：2：4：1：4

因此莫尔盐分解的化学方程式为S(NH4)2Fe(SO4)2∙6H2O=^=FeO+Fe2O3+2SO3t+

4SO2f+N2t+4NH3t+24H2OO

［实验二］莫尔盐含量的实验测定

为测定硫酸亚铁镀晶体纯度，某学生取mg硫酸亚铁铁样品配制成50OmL溶液，根据

物质组成，甲、乙两位同学设计了如下三个实验方案，请回答：

(甲)方案一：取mL硫酸亚铁钱溶液用Omol∙L∣酸性KMnO4溶液分三次进行滴定。

滴定数据如下：

滴定次数123

酸性KMnO4溶液用量/mL

(乙)方案二：(通过NH：测定)实验设计如下图所示。取mL硫酸亚铁镀溶液进行该实

验。

[问题探究]

(1)写出方案一中酸性KMno4氧化Fe2+的离子方程式，依据滴定数据计算硫酸亚铁钱晶

体的纯度。

3+23+

提示：MnO4÷5Fe÷8H=Mn÷5Fe÷4H2O

2+l3

n[(NH4)2Fe(SO4)2]=n(Fe)=5n(KMnO4)=5×Omol∙L^XX10^L

则样品中N(NH4)2Fe(So4)2]=5XOmolL-XXlOrLX错误！=mol,故硫酸亚铁馁晶

体的纯度为错误!未定义书签。×100%=^×100%,

(2)方案二中A、B两套装置中哪一个较为合理？你判断的理由是什么？

提示：装置B更合理；原因是NH3极易溶于水，A装置会出现倒吸。

(3)若测得Nh的体积为VL(已折算为标准状况)，则该硫酸亚铁镂晶体的纯度是多少？

提示：硫酸亚铁馁样品中含N的物质的量为

错误！X错误!=错误！mol

则硫酸亚铁锭的纯度为

25V1

万Zmol×2×392g∙mol

X100%

wg

392VX25

=-44.8×100%0

随堂检测反馈

1.(2020・山东等级考节选)某FeC2O4∙2H2O样品中可能含有的杂质为Fe2(C2O4)3^

H2C2O4.2H2O,采用KMnO4滴定法测定该样品的组成，实验步骤如下：

I.称取mg样品于锥形瓶中，加入稀H2SO4溶解，水浴加热至75℃。用CmOI∙L∣的

KMnO4溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色，消耗KMnO4溶液L。

2+

∏.向上述溶液中加入适量还原剂将Fe