【大一轮复习讲义】(人教版化学)2022新高考总复习课时作业-10-4定量分析型实验题-

课时作业(三十六)定量分析型试验题(本栏目内容，在同学用书中以独立形式分册装订！)1．碱式碳酸铜是一种化工原料，化学式用mCu(OH)2·nCuCO3表示。试验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下：Ⅰ.废铜屑制硫酸铜方案1：将浓硫酸加入到盛有废铜屑的大试管中加热，充分反应后过滤得到硫酸铜溶液方案2：将铜屑在空气中充分灼烧，残留固体溶于稀硫酸Ⅱ.碱式碳酸铜的制备①向大试管中加入Na2CO3溶液和CuSO4溶液；②水浴加热到70℃左右；③用0.4mol/L的氢氧化钠溶液调整pH至8.5，振荡、静置、过滤；④用热水洗涤、烘干，得到碱式碳酸铜产品。请回答下列问题：(1)制备硫酸铜的最佳方案为________，缘由是________________________________________________________________________。(2)步骤③过滤后，滤液中有SOeq\o\al(2－,4)，检验SOeq\o\al(2－,4)的方法为________________________________________________________________________。(3)步骤④用热水洗涤的目的是________________________________________________________________________。(4)可用如下方法测定碱式碳酸铜的组成：灼烧法：取34.6g纯洁物mCu(OH)2·nCuCO3，在硬质试管中灼烧，将气体产物依次通过足量的浓硫酸、足量的碱石灰，完全吸取后浓硫酸增加1.8g，碱石灰增加8.8g。利用上述数据推算碱式碳酸铜的化学式：__________。解析：(1)方案1和方案2相比较，方案1产生污染气体，且生成相同物质的量的硫酸铜，方案1消耗原料多。(2)检验硫酸根应先加入盐酸，排解COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)以及Ag＋的干扰，再加入氯化钡，有白色沉淀生成则含有SOeq\o\al(2－,4)。(3)热水洗涤的目的是洗去沉淀表面附有的可溶性离子。(4)浓硫酸吸取水，碱石灰吸取二氧化碳。依据n(H2O)＝eq\f(1.8g,18g/mol)＝0.1mol、n(CO2)＝eq\f(8.8g,44g/mol)＝0.2mol，可得eq\f(m,n)＝eq\f(1,2)，故碱式碳酸铜的化学式为Cu(OH)2·2CuCO3。答案：(1)方案2无污染、节省原料(2)取滤液少许，加入盐酸无明显现象，加入氯化钡有白色沉淀生成(3)除去产品表面杂质(4)Cu(OH)2·2CuCO32．热重分析法是程序把握温度下，测量物质的质量与温度的关系的一种试验技术。现有一CaC2O4·nH2O试样，分别在氮气气氛、氧气气氛中进行热重分析，得到如下热重(TG)曲线。(1)图中曲线上有三个失重台阶，分别表示加热过程中依次发生了三个反应。依据第1步反应的失重数据计算试样CaC2O4·nH2O中的n值(精确到整数)为__________。(2)依据第2步反应的失重数据推想第2步反应的化学方程式为______________；观看曲线说明氧气存在时有利于第2步反应进行，缘由是______________。(3)第3步反应中释放的气体产物是________________。观看曲线可推断出，氧气存在时不利于第3步反应进行，可能缘由是____________。解析：(1)依据图像可知，第一个台阶为脱水过程，即质量的削减值为分子中水的质量。即eq\f(14.6g－12.8g,12.8g)＝eq\f(18n,128)，n＝1。(2)由(1)计算可知CaC2O4的物质的量为0.1mol，其次个台阶后质量为10g，说明生成的固体的摩尔质量为100g·mol－1，因此确定为CaCO3，依据质量守恒得另一种生成物为CO。(3)第三个台阶生成的固体的摩尔质量为56g·mol－1，所以确定为CaO，则分解反应为CaCO3eq\o(=,\s\up7(△))CaO＋CO2↑。答案：(1)1(2)CaC2O4eq\o(=,\s\up7(△))CaCO3＋CO↑氧气可跟CO反应，促使草酸钙分解向正向进行(3)CO2氧气存在时其次步反应产生的CO2会抑制CaCO3eq\o(=,\s\up7(△))CaO＋CO2↑进行3．某课外活动小组设计了以下试验方案验证Ag与浓HNO3反应的过程中可能产生NO。其试验流程图如下：(1)测定硝酸的物质的量反应结束后，从如图B装置中所得100mL溶液中取出25.00mL溶液，用0.1mol·L－1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示剂，滴定前后的滴定管中液面的位置如右上图所示。在B容器中生成硝酸的物质的量为__________，则Ag与浓硝酸反应过程中生成的NO2的物质的量为____________。(2)测定NO的体积①从上图所示的装置中，你认为应选用________装置进行Ag与浓硝酸反应试验，选用的理由是______________。②选用上图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置，其合理的连接挨次是______________(填各导管口编号)。③在读取量筒内液体体积之前，应进行的操作________。(3)气体成分分析若试验测得NO的体积为112.0mL(已折算到标准状况)，则Ag与浓硝酸反应的过程中________(填“有”或“没有”)NO产生，作此推断的依据是________________________________________________________________________。解析：本题依据Ag和浓HNO3反应原理，考查了酸碱中和滴定及气体成分的分析方法。(1)依据图示消耗NaOH溶液的体积为20.00mL，n(HNO3)＝20.00×10－3L×0.1mol·L－1×4＝0.008mol。n(NO2)＝eq\f(0.008mol,2)×3＝0.012mol。(2)装置A可以利用N2排尽装置内的气体，防止NO被氧化，所以选用装置A。其装置挨次为A→B→C→E，为了削减误差，在读取NO体积时，一是要冷却到室温；二是量筒内液面应和集气瓶内液面相平。(3)依据3NO2＋H2O=2HNO3＋NO0.012mol0.004molV(NO)＝0.004mol×22.4L·mol－1＝0.0896L<0.112L，所以有NO产生。答案：(1)0.008mol0.012mol(2)①A由于A装置可以通入N2将装置中的空气排尽，防止NO被空气中O2氧化②123547③等液体冷却到室温，并使集气瓶和量筒内液面相平(3)有由于NO2与水反应生成的NO的体积小于收集到的NO的体积(89.6<112.0)4．三草酸合铁酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)3]·xH2O)是一种光敏材料，在110℃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，某试验小组做了如下试验：(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，MnOeq\o\al(－,4)被还原成Mn2＋。向反应后的溶液中加入一小匙锌粉，加热至黄色刚好消逝，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MnOeq\o\al(－,4)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：①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。②步骤二中加入锌粉的目的是__________________。③写出步骤三中发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________。④试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℃，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。请订正试验过程中的两处错误：________；________。解析：(1)①配制肯定浓度溶液的步骤为称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀。②从信息中看出，Zn与Fe3＋发生反应：Zn＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Zn2＋，且生成的Fe2＋具有还原性，能与MnOeq\o\al(－,4)发生氧化还原反应，而Fe3＋不能与MnOeq\o\al(－,4)反应，无法达到试验目的。③Fe2＋氧化成Fe3＋，MnOeq\o\al(－,4)还原成Mn2＋，且溶液呈酸性，可书写离子方程式为5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。④KMnO4溶液体积为eq\f(20.02mL＋19.98mL,2)＝20.00mL，则5.00g样品中Fe消耗的KMnO4溶液体积为20.00mL×10＝200.0mL，依据关系式：5Fe2＋～MnOeq\o\al(－,4)5mol1molx0.010mol·L－1×0.2L可得x＝0.01mol，则铁的质量分数为eq\f(0.01mol×56g·mol－1,5.00g)×100%＝11.2%。(2)借用硫酸铜晶体中结晶水含量的测定方法，可知其中明显的两处错误为热固体须在干燥器中冷却，以防止固体吸取空气中的水蒸气；称量固体时应两次加热称量的固体质量不超过0.1g时，才能确定该晶体已完全失去结晶水。答案：(1)①溶解定容②将Fe3＋还原成Fe2＋，使Fe2＋在步骤三中与KMnO4发生氧化还原反应③5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O④11.2%(2)将固体置于干燥器中冷却应将两次加热后固体质量的称量结果不超过0.1g后，再计算结晶水含量5．某同学设计了如图所示装置分别进行探究试验(夹持装置已略去)，请回答下列问题：试验药品制取气体量气管中液体ⅠCu、稀HNO3NOH2OⅡNaOH(s)、浓氨水NH3Ⅲ电石、饱和NaCl溶液C2H2H2OⅣ镁铝合金、NaOH溶液H2H2O(1)如何检验如图所示装置的气密性：________________________________________________________________________。(2)该同学认为试验Ⅰ可通过收集并测量NO气体的体积来探究铜样品的纯度，你认为是否可行？________(填“可行”或“不行行”)，缘由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)试验Ⅲ烧瓶中发生反应的化学方程式是________________________________________________________________________。打开开关K，产生的气体阅历纯后点燃，现象是________________________________________________________________________。(4)试验Ⅱ中量气管中的液体最好是__________(填字母编号，下同)。a．浓NaOH溶液 b．氨水c．煤油 d．饱和氯化铵溶液该试验剩余的NH3需吸取处理。以下各种尾气吸取装置中，适合于吸取NH3，而且能防止倒吸的有________。(5)本试验应对量气管多次读数，读数时应留意：①将试验装置恢复到室温，②________________________________________________________________________，③视线与凹液面最低处相平。(6)试验Ⅳ获得以下数据(全部气体体积均已换算成标准状况，忽视滴入液体体积对气体体积的影响)：编号镁铝合金质量量气管第一次读数量气管其次次读数①1.0g350.0mL13.7mL②1.0g350.0mL25.0mL③1.0g350.0mL14.3mL依据上述数据，可计算出镁铝合金中铝的质量分数为________。答案：(1)关闭分液漏斗的旋塞和开关K，向量气管中注入水，使量气管内的水面高于左边容器内的水面，静置，若水面不发生变化，则气密性良好(2)不行行NO会与装置中的空气反应，生成的NO2溶于水，使测得的NO气体体积不准(3)CaC2＋2H2O→Ca(OH)2＋C2H2↑火焰光明并伴有浓烈的黑烟(4)cACDF(5)使量气管与干燥管两端液面相平(6)27.0%6．(2022·福建理综，25)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某争辩小组进行如下试验：试验一焦亚硫酸钠的制取接受下图装置(试验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为Na2SO3＋SO2=Na2S2O5。(1)装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可实行的分别方法是________。(3)装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。试验二焦亚硫酸钠的性质Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。(4)证明NaHSO3溶液中HSOeq\o\al(－,3)的电离程度大于水解程度，可接受的试验方法是________(填序号)。a．测定溶液的pHb．加入Ba(OH)2溶液c．加入盐酸d．加入品红溶液e．用蓝色石蕊试纸检测(5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的试验方案是________________________________________________________________________。试验三葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定(6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下：eq\x(葡萄酒样品100.00mL)eq\o(→,\s\up7(盐酸),\s\do5(蒸馏))eq\x(馏分)eq\o(→,\s\up7(肯定条件，淀粉溶液),\s\do5(用0.01000mol·L－1标准I2溶液滴定))溶液消灭蓝色且30s内不褪色(已知：滴定时反应的化学方程式为SO2＋I2＋2H2O=H2SO4＋2HI)①按上述方案试验，消耗标准I2溶液25.00mL，该次试验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为____________g·L－1。②在上述试验过程中，若有部分HI被空气氧化，则测定结果__________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。解析：(1)装置Ⅰ中发生的是试验室制备SO2的反应，接受的原理是强酸制备弱酸，故化学方程式为Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2O。(2)将焦亚硫酸钠晶体从溶液中分别出来应当实行过滤的方法。(3)试验产生的尾气主