2025届高考化学一轮总复习学生用书第11章化学综合实验第57讲定量测定型综合实验考点一物质含量的测定

第57讲定量测定型综合实验1．掌握物质组成或含量测定的一般方法。2．根据实验数据，能进行分析和推理，得出合理的结论。考点一物质含量的测定1．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)重量分析法不需要指示剂，实验的关键是准确判断反应是否完全，以及反应前后固体(或液体)质量的变化。(3)重量分析法的过程包括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。2．滴定分析法(1)滴定分析法一般是将已知准确浓度的标准溶液，滴加到待测溶液中，直到所加的标准溶液与待测溶液按化学计量关系定量反应完全为止，然后测量标准溶液消耗的体积，根据标准溶液的浓度和所消耗的体积，计算出待测物质的含量。(2)实验的关键是准确量取待测溶液，根据指示剂的颜色变化确定滴定终点。(3)根据标准溶液和待测溶液间反应类型的不同，可将滴定分析法分为四大类：中和滴定、氧化还原滴定、络合滴定和沉淀滴定。3．气体体积法直接测量法将气体通入带有刻度的容器中，直接读取气体的体积。根据所用测量仪器的不同，有上图中B、C、D三种方法间接测量法利用气体将液体(通常为水)排出，通过测量所排出液体的体积从而得到气体体积。如上图中A，该装置要保证“短进长出”1．某兴趣小组对鸡蛋壳中CaCO3的质量分数进行了测定(假设蛋壳中的其他物质不与盐酸反应)。五个已知质量的不同CaCO3样品在相同的密封的刚性反应容器中与过量的2.0mol·L－1HCl溶液反应，所产生的气体压强用附在反应容器上的压力计测量。实验数据被用来创建下图的校准线：用蛋壳样品重复实验，实验数据见下表。蛋壳样品质量0.20g反应前压强0.80atm反应后压强0.87atm(1)反应的离子方程式为_____________________________________。(2)因为反应是放热的，所以在记录压强之前，反应系统需________________。(3)实验用到的定量仪器有压力计和_______________________________。(4)蛋壳样品中CaCO3的质量分数最接近________(填字母，下同)。a．30%b．45%c．60%d．75%(5)另一个蛋壳样品与4.0mL未知浓度的HCl溶液完全反应。若反应生成0.095atm的压力，则HCl溶液的浓度至少为________mol·L－1。a．0.0020b．0.050c．0.50d．1.0(6)可提高该反应速率的措施有________。a．用2.0mol·L－1CH3COOH溶液代替2.0mol·L－1HCl溶液b．将HCl溶液冷却到比原实验更低的温度c．选择容积更小的反应容器d．将蛋壳研磨成更细的粉末(7)请你再设计一种测定鸡蛋壳中CaCO3的质量分数的实验方法：________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，离子方程式为CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑。(2)因为反应是放热的，且压强受温度影响，所以在记录压强之前，反应系统需保持温度不变。(3)固体称量需要天平，所以实验用到的定量仪器有压力计和天平。(4)根据题图可知，当碳酸钙质量是0.20g时，产生气体的压强是0.095atm，所以当产生气体的压强为0.87atm－0.80atm＝0.07atm时需要碳酸钙的质量是eq\f(0.07atm×0.20g,0.095atm)≈0.1474g，所以蛋壳样品中CaCO3的质量分数为eq\f(0.1474g,0.20g)×100%＝73.7%，最接近75%。(5)若反应生成0.095atm的压力，根据题图可知，消耗碳酸钙的质量是0.20g，物质的量是0.002mol，消耗氯化氢的物质的量是0.004mol，HCl溶液的浓度是0.004mol÷0.004L＝1.0mol·L－1。(6)a.用2.0mol·L－1CH3COOH溶液代替2.0mol·L－1HCl溶液，氢离子浓度减小，反应速率减小；b.将HCl溶液冷却到比原实验更低的温度，降低温度，反应速率减小；c.选择容积更小的反应容器，由于反应物是固体和溶液，因此不影响反应速率；d.将蛋壳研磨成更细的粉末，增大反应物的接触面积，反应速率增大。(7)由于碳酸钙和盐酸反应生成气体，因此可以用反应前后质量差计算生成二氧化碳的质量，进而计算碳酸钙的质量，最后计算其质量分数。如将鸡蛋壳洗净、干燥并捣碎后，称取m1g放在烧杯中，然后向烧杯中加入m2g适量的稀盐酸，充分反应后，称得反应剩余物的质量为m3g(假设其他物质不与盐酸反应)，生成二氧化碳的质量是(m1＋m2－m3)g，所以鸡蛋壳中CaCO3的质量分数是eq\f((m1＋m2－m3)×100,44m1)×100%。答案：(1)CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑(2)保持温度不变(3)天平(4)d(5)d(6)d(7)将鸡蛋壳洗净、干燥并捣碎后，称取m1g放在烧杯中，然后向烧杯中加入m2g适量的稀盐酸，充分反应后，称得反应剩余物的质量为m3g(假设其他物质不与盐酸反应)，生成二氧化碳的质量是(m1＋m2－m3)g，所以鸡蛋壳中CaCO3的质量分数是eq\f((m1＋m2－m3)×100,44m1)×100%(答案合理即可)2．(2024·揭阳阶段测试)铜盐主要用于杀毒和驱虫。实验室采用滴定法测定硫酸铜样品中铜的含量。实验步骤如下：Ⅰ.铜盐的溶解：准确称取0.50g硫酸铜样品于碘量瓶中，加入1mol/LH2SO4溶液和30mL水使之溶解。Ⅱ.滴定：向上述碘量瓶中加入5mL20%KI溶液，立即用0.1000mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至浅黄色。然后加入1mL淀粉溶液，继续滴定至溶液呈浅蓝色。再加入5mL10%KSCN溶液，摇匀后溶液蓝色转深，再继续滴定到终点，消耗Na2S2O3标准溶液的体积为VmL。回答下列问题：(1)利用浓硫酸配制250mL1mol/LH2SO4溶液需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、__________________。(2)溶解硫酸铜加入硫酸的目的是_______________________；不能将硫酸换为盐酸的理由是__________________。(3)已知滴定过程加入5mL20%KI溶液，有白色沉淀(CuI)生成，发生反应的离子方程式为________________________________________________________。(4)已知I2＋I－⇌Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，CuI容易吸附Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，加入KSCN溶液的目的是将CuI转化为CuSCN沉淀并释放吸附的Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。若不加入KSCN溶液，则测量结果__________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。(5)滴定终点的现象是_________________________；已知I2＋2S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))=2I－＋S4Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(6))，硫酸铜样品中铜的含量为________%。解析：(1)由浓硫酸配制1.0mol/LH2SO4溶液需要量取浓硫酸的体积，需要量筒，“定容”需要胶头滴管。(2)铜离子易水解，故溶解硫酸铜加入硫酸可抑制铜离子的水解；Cu2＋易与Cl－形成[CuCl4]2－，影响实验结果。(3)根据得失电子守恒和质量守恒即可配平反应的离子方程式为2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2。(4)若不加入KSCN溶液，CuI会吸附Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，使I2＋I－⇌Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))平衡正向移动，I2的物质的量偏小，消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积偏小，导致测量结果偏小。(5)滴点终点的现象是当滴入最后半滴硫代硫酸钠标准溶液时，溶液颜色由蓝色变为无色，且30s内不恢复原来的颜色；根据离子方程式可得关系式2Cu2＋～I2～2Na2S2O3，n(Cu2＋)＝n(Na2S2O3)＝0.1000mol/L×V×10－3L＝10－