2025届高考化学一轮总复习真题演练第11章化学综合实验第57讲定量测定型综合实验

第57讲定量测定型综合试验1．(2023·新高考重庆卷)煤的化学活性是评价煤气化或燃烧性能的一项重要指标，可用与焦炭(由煤样制得)反应的CO2的转化率α来表示。探讨小组设计测定α的试验装置如下：(1)装置Ⅰ中，仪器a的名称是_________；b中除去的物质是________(填化学式)。(2)①将煤样隔绝空气在900℃加热1小时得焦炭，该过程称为________。②装置Ⅱ中，高温下发生反应的化学方程式为_______________________。③装置Ⅲ中，先通入适量的气体X，再通入足量Ar气。若气体X被完全汲取，则可依据d和e中分别生成的固体质量计算α。ⅰ.d中的现象是____________。ⅱ.e中生成的固体为Ag，反应的化学方程式为__________________________。ⅲ.d和e的连接依次颠倒后将造成α________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。ⅳ.在工业上依据国家标准测定α：将干燥后的CO2(含杂质N2的体积分数为n)以肯定流量通入装置Ⅱ反应，用奥氏气体分析仪测出反应后某时段气体中CO2的体积分数为m，此时α的表达式为__________。解析：稀盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳、氯化钙和水，由于盐酸易挥发，二氧化碳中含有氯化氢杂质，先用碳酸氢钠饱和溶液汲取氯化氢，再用浓硫酸干燥气体，二氧化碳通入管式炉中与灼热的焦炭反应生成一氧化碳，将混合气体X先通入足量氢氧化钡溶液中汲取二氧化碳，再将一氧化碳通入足量银氨溶液中反应生成银单质。(1)装置Ⅰ中，仪器a的名称是分液漏斗；由于二氧化碳中含有氯化氢气体，因此b中除去的物质是HCl。(2)①将煤样隔绝空气在900℃加热1小时得焦炭，即隔绝空气加强热使之分解，该过程称为干馏。②装置Ⅱ中，高温下二氧化碳与焦炭反应生成一氧化碳，化学方程式为CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO。③ⅰ.d中二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和水，反应现象是有白色沉淀生成。ⅱ.e中生成的固体为Ag，依据氧化还原反应原理分析可知，CO被氧化为COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，反应的化学方程式为CO＋2[Ag(NH3)2]OH=2Ag↓＋(NH4)2CO3＋2NH3。ⅲ.若d和e的连接依次颠倒，二氧化碳会和银氨溶液反应，导致二氧化碳与氢氧化钡反应的量削减，将造成α偏大。ⅳ.设反应后气体物质的量为bmol，CO2物质的量为bmmol，反应前气体物质的量为amol，反应前CO2物质的量为a(1－n)mol，氮气物质的量为anmol，消耗CO2物质的量为[a(1－n)－bm]mol，生成CO物质的量为2[a(1－n)－bm]mol，故b＝an＋bm＋2[a(1－n)－bm]，解得b＝eq\f(a(2－n),1＋m)，此时α的表达式为eq\f([a(1－n)－\f(a(2－n),1＋m)m]mol,a(1－n)mol)×100%＝eq\f(1－n＋m－mn－2m＋nm,(1＋m)(1－n))×100%＝eq\f(1－n－m,(1＋m)(1－n))×100%。答案：(1)分液漏斗HCl(2)①干馏②CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO③ⅰ.有白色沉淀生成ⅱ.CO＋2[Ag(NH3)2]OH=2Ag↓＋(NH4)2CO3＋2NH3ⅲ.偏大ⅳ.eq\f(1－n－m,(1＋m)(1－n))×100%2．(2023·浙江6月选考)某探讨小组用铝土矿为原料制备絮凝剂聚合氯化铝{[Al2(OH)aClb]m，a＝1～5}按如下流程开展试验。已知：①铝土矿的主要成分为Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2。用NaOH溶液溶解铝土矿过程中SiO2转变犯难溶性的铝硅酸盐。②[Al2(OH)aClb]m的絮凝效果可用盐基度衡量，盐基度＝eq\f(a,a＋b)，当盐基度为0.60～0.85时，絮凝效果较好。请回答：(1)步骤Ⅰ所得滤液中主要溶质的化学式是________。(2)下列说法不正确的是________。A．步骤Ⅰ，反应须在密闭耐高压容器中进行，以实现所需反应温度B．步骤Ⅱ，滤液浓度较大时通入过量CO2有利于削减Al(OH)3沉淀中的杂质C．步骤Ⅲ，为削减Al(OH)3吸附的杂质，洗涤时需对漏斗中的沉淀充分搅拌D．步骤Ⅳ中限制Al(OH)3和AlCl3的投料比可限制产品盐基度(3)步骤Ⅴ采纳如下图所示的蒸汽浴加热，仪器A的名称是________；步骤Ⅴ不宜用酒精灯干脆加热的缘由是_______________________________________。(4)测定产品的盐基度。Cl－的定量测定：称取肯定量样品，配成溶液，移取25.00mL溶液于锥形瓶中，调pH＝6.5～10.5，滴加指示剂K2CrO4溶液。在不断摇动下，用0.1000mol·L－1AgNO3标准溶液滴定至浅红色(有Ag2CrO4沉淀)，30秒内不褪色。平行测试3次，平均消耗AgNO3标准溶液22.50mL。另测得上述样品溶液中c(Al3＋)＝0.1000mol·L－1。①产品的盐基度为________。②测定Cl－过程中溶液pH过低或过高均会影响测定结果，缘由是________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：铝土矿的主要成分为Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2，向铝土矿中加入氢氧化钠溶液，得到难溶性铝硅酸盐、四羟基合铝酸钠，氧化铁不与氢氧化钠溶液反应，过滤，滤液中主要溶质为四羟基合铝酸钠；向四羟基合铝酸钠溶液中通入二氧化碳，过滤，得到氢氧化铝沉淀；将Al(OH)3沉淀分成两份，一份加入盐酸得到氯化铝溶液，将AlCl3溶液和另一份Al(OH)3沉淀混合得到聚合氯化铝溶液，加热得到聚合氯化铝固体。(1)步骤Ⅰ所得滤液中主要溶质的化学式是Na[Al(OH)4]。(2)A．步骤Ⅰ，反应所需温度高于100℃，因此反应须在密闭耐高压容器中进行，以实现所需反应温度，故A正确；B．步骤Ⅱ，滤液浓度较大时通入过量CO2生成氢氧化铝和碳酸氢钠，而NaHCO3溶解度较小简单析出，不利于削减Al(OH)3沉淀中的杂质，故B错误；C．步骤Ⅲ，洗涤时不能对漏斗中的沉淀充分搅拌，故C错误；D．[Al2(OH)aClb]m中a、b可通过限制Al(OH)3和AlCl3的投料比来限制产品盐基度，故D正确。(3)仪器A的名称是蒸发皿；酒精灯干脆加热时温度较高，导致[Al2(OH)aClb]m分解。(4)①依据关系式Cl－～Ag＋可知，样品溶液中氯离子的物质的量浓度为eq\f(0.1000mol·L－1×0.02250L,0.025L)＝0.09mol·L－1，n(Al3＋)∶n(Cl－)＝10∶9；依据电荷守恒得聚合氯化铝的化学式为[Al2(OH)4.2Cl1.8]m，产品的盐基度为eq\f(4.2,4.2＋1.8)＝0.7。②测定Cl－过程中溶液pH过低，CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))转化为Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))，CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))浓度降低，不能形成沉淀显色以指示终点；而pH过高，OH－会与Ag＋反应，导致消耗的硝酸银的量偏多。答案：(1)Na[Al(OH)4](2)BC(3)蒸发皿酒精灯干脆加热时温度较高，聚合氯化铝会分解(4