《（新課改省份專用）2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十章 第四節(jié) 性質(zhì)探究與定量測定實驗學(xué)案（含解析）.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（新課改省份專用）2020版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第十章 第四節(jié) 性質(zhì)探究與定量測定實驗學(xué)案（含解析）.doc（19頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第四節(jié)性質(zhì)探究與定量測定實驗 考點(一)　性質(zhì)探究型實驗 知考情 明學(xué)法 性質(zhì)探究型實驗是高考命題的熱點，也是備考的難點。題目常以陌生物質(zhì)為載體，綜合考查反應(yīng)原理、提純、除雜以及性質(zhì)探究方面的問題。涉及問題面廣，難度大小不一 針對探究型實驗的復(fù)習(xí)，平時要注重實驗的積累，尤其是陌生物質(zhì)的性質(zhì)探究，做題時要知其然，更要知其所以然，有條件的學(xué)生，可以借閱參考《選修6》教材 [考法感悟] 1．(2018全國卷Ⅱ)K3[Fe(C2O4)3]3H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體，可用于曬制藍(lán)圖。回答下列問題： (1)曬制藍(lán)圖時，用K3[Fe(C2O4)3]3H2O作感光劑，以K3[Fe(CN)6]溶液為顯色劑。其光解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4＋3K2C2O4＋2CO2↑；顯色反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________________________________。 (2)某小組為探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產(chǎn)物，按如圖所示裝置進(jìn)行實驗。 ①通入氮氣的目的是________________________________________________________。 ②實驗中觀察到裝置B、F中澄清石灰水均變渾濁，裝置E中固體變?yōu)榧t色，由此判斷熱分解產(chǎn)物中一定含有________、________。 ③為防止倒吸，停止實驗時應(yīng)進(jìn)行的操作是_____________________________________ ________________________________________________________________________。 ④樣品完全分解后，裝置A中的殘留物含有FeO和Fe2O3，檢驗Fe2O3存在的方法是________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)測定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量。 ①稱量m g樣品于錐形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用c molL－1 KMnO4溶液滴定至終點。滴定終點的現(xiàn)象是__________________________。 ②向上述溶液中加入過量鋅粉至反應(yīng)完全后，過濾、洗滌，將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。加稀H2SO4酸化，用c molL－1 KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液V mL。該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為________________________________________________。 解析：(1)Fe2＋的檢驗方法是加入K3[Fe(CN)6]溶液生成藍(lán)色的Fe3[Fe(CN)6]2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4。(2)①空氣中含有O2，為防止Fe2＋被O2氧化，應(yīng)先通入N2，隔絕空氣，且使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置。②B中澄清石灰水變渾濁，證明分解過程中產(chǎn)生CO2；F中澄清石灰水變渾濁，E中固體變?yōu)榧t色，說明E中發(fā)生反應(yīng)：CuO＋COCu＋CO2，所以分解產(chǎn)物中一定含有CO。③實驗結(jié)束時，為了防止倒吸，應(yīng)先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮氣。④檢驗Fe2O3的方法是取少許固體粉末于試管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含有Fe2O3。(3)①滴定終點的現(xiàn)象是有粉紅色出現(xiàn)且半分鐘內(nèi)不變色。②加入鋅粉后將Fe3＋還原為Fe2＋，再用KMnO4溶液滴定，將Fe2＋氧化為Fe3＋，MnO轉(zhuǎn)化為Mn2＋，可得關(guān)系式：5Fe2＋～MnO 已知n(MnO)＝(cV10－3)mol 則n(Fe2＋)＝(5cV10－3)mol 則m(Fe2＋)＝(5cV10－356)g 該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(Fe)＝100%＝100%。 答案：(1)3FeC2O4＋2K3[Fe(CN)6]===Fe3[Fe(CN)6]2＋3K2C2O4 (2)①隔絕空氣、使反應(yīng)產(chǎn)生的氣體全部進(jìn)入后續(xù)裝置 ②CO2　CO ③先熄滅裝置A、E的酒精燈，冷卻后停止通入氮氣 ④取少許固體粉末于試管中，加稀硫酸溶解，滴入1～2滴KSCN溶液，溶液變紅色，證明含有Fe2O3 (3)①粉紅色出現(xiàn)?、?00% 2．(2018北京高考)實驗小組制備高鐵酸鉀(K2FeO4)并探究其性質(zhì)。資料：K2FeO4為紫色固體，微溶于KOH溶液；具有強氧化性，在酸性或中性溶液中快速產(chǎn)生O2，在堿性溶液中較穩(wěn)定。 (1)制備K2FeO4(夾持裝置略) ①A為氯氣發(fā)生裝置。A中反應(yīng)方程式是___________________________________(錳被還原為Mn2＋)。 ②將除雜裝置B補充完整并標(biāo)明所用試劑。 ③C中得到紫色固體和溶液。C中Cl2發(fā)生的反應(yīng)有3Cl2＋2Fe(OH)3＋10KOH===2K2FeO4＋6KCl＋8H2O，另外還有___________________________________。 (2)探究K2FeO4的性質(zhì) ①取C中紫色溶液，加入稀硫酸，產(chǎn)生黃綠色氣體，得溶液a，經(jīng)檢驗氣體中含有Cl2。為證明是否K2FeO4氧化了Cl－而產(chǎn)生Cl2，設(shè)計以下方案： 方案Ⅰ 取少量a，滴加KSCN溶液至過量，溶液呈紅色 方案Ⅱ 用KOH溶液充分洗滌C中所得固體，再用KOH溶液將K2FeO4溶出，得到紫色溶液b，取少量b，滴加鹽酸，有Cl2產(chǎn)生 ⅰ.由方案Ⅰ中溶液變紅可知a中含有________離子，但該離子的產(chǎn)生不能判斷一定是K2FeO4將Cl－氧化，還可能由___________________________產(chǎn)生(用方程式表示)。 ⅱ.方案Ⅱ可證明K2FeO4氧化了Cl－。用KOH溶液洗滌的目的是________________________。 ②根據(jù)K2FeO4的制備實驗得出：氧化性Cl2________FeO(填“>”或“<”)，而方案Ⅱ?qū)嶒灡砻?，Cl2和FeO的氧化性強弱關(guān)系相反，原因是_________________________________。 ③資料表明，酸性溶液中的氧化性FeO>MnO，驗證實驗如下：將溶液b滴入MnSO4和足量H2SO4的混合溶液中，振蕩后溶液呈淺紫色。該現(xiàn)象能否證明氧化性FeO>MnO。若能，請說明理由；若不能，進(jìn)一步設(shè)計實驗方案。 理由或方案：_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)①KMnO4被HCl還原為MnCl2，HCl被氧化為Cl2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4＋16HCl===2KCl＋2MnCl2＋5Cl2↑＋8H2O。②應(yīng)在裝置B中加入飽和食鹽水，以除去混在Cl2中的HCl。洗氣時，氣體應(yīng)長管進(jìn)、短管出。③過量的KOH還能與Cl2發(fā)生歧化反應(yīng)，化學(xué)方程式為Cl2＋2KOH===KCl＋KClO＋H2O。(2)①ⅰ.滴加KSCN溶液，溶液變紅，說明原溶液中含有Fe3＋。有Fe3＋生成，不能判斷FeO一定與Cl－發(fā)生了反應(yīng)，根據(jù)題目給出的信息，K2FeO4在酸性或中性條件下，F(xiàn)eO會與H＋發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe3＋和O2，離子方程式為4FeO＋20H＋===4Fe3＋＋3O2↑＋10H2O。ⅱ.用KOH溶液洗滌可除去混在C所得固體中的ClO－。②堿性條件下，氧化性Cl2>FeO；而在酸性條件下，F(xiàn)eO的氧化能力增強，氧化性Cl2　溶液酸堿性不同 ③理由：FeO在過量酸的作用下完全轉(zhuǎn)化為Fe3＋和O2，溶液淺紫色一定是MnO的顏色 或方案：向紫色溶液b中滴加過量稀H2SO4，觀察溶液紫色快速褪去還是顯淺紫色 [必備知能] 1．探究實驗中常見操作及原因 沉淀水洗的目的 除去(可溶于水)雜質(zhì) 沉淀用乙醇洗滌的目的 a.減小固體的溶解度；b.除去固體表面吸附的雜質(zhì)；c.乙醇揮發(fā)帶走水分，使固體快速干燥 冷凝回流的作用及目的 防止蒸氣逸出脫離反應(yīng)體系，提高物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率 控制溶液pH的目的 防止離子水解；防止離子沉淀；確保離子沉淀完全；防止溶解等 “趁熱過濾”后，有時先向濾液中加入少量水，加熱至沸騰，然后再“冷卻結(jié)晶”出目標(biāo)產(chǎn)物的原因 稀釋溶液，防止降溫過程中雜質(zhì)析出，提高產(chǎn)品的純度 加過量A試劑的原因 使B物質(zhì)反應(yīng)完全(或提高B物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率)等 溫度不高于℃的原因 溫度過高物質(zhì)分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3等)或物質(zhì)揮發(fā)(如濃硝酸、濃鹽酸)或物質(zhì)氧化(如Na2SO3等)或促進(jìn)物質(zhì)水解(如AlCl3等) 減壓蒸餾(減壓蒸發(fā))的原因 減小壓強，使液體沸點降低，防止物質(zhì)受熱分解(如H2O2、濃硝酸、NH4HCO3等) 蒸發(fā)、反應(yīng)時的氣體氛圍 抑制離子的水解(如加熱蒸發(fā)AlCl3溶液時需在HCl氣流中進(jìn)行，加熱MgCl26H2O得MgCl2時需在HCl氣流中進(jìn)行等) 配制某溶液前先煮沸水的原因 除去溶解在水中的氧氣，防止物質(zhì)被氧化 反應(yīng)容器中和大氣相通的玻璃管的作用 指示容器中壓強大小，避免反應(yīng)容器中壓強過大 2.?？疾椴僮鞯拇痤}要點 從溶液中得到晶體的操作 蒸發(fā)濃縮→冷卻結(jié)晶→過濾→洗滌(包括水洗、冰水洗、熱水洗、乙醇洗等)→干燥 蒸發(fā)結(jié)晶的操作 將溶液轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中加熱，并用玻璃棒不斷攪拌，待有大量晶體出現(xiàn)時停止加熱，利用余熱蒸干剩余水分 測溶液pH的操作 取一小塊pH試紙放在表面皿或玻璃片上，用蘸有待測溶液的玻璃棒點在(或用膠頭滴管吸取待測液滴在)試紙中部，觀察試紙顏色變化，并與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比 滴定操作 滴定時，左手控制滴定管活塞，右手振蕩錐形瓶，眼睛注視錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化 證明沉淀完全的操作 靜置，取沉淀后的上層清液，加入試劑(沉淀劑)，若沒有沉淀生成，說明沉淀完全 洗滌沉淀的操作 沿玻璃棒向漏斗(過濾器)中的沉淀上加蒸餾水至沒過沉淀，靜置使其全部濾出，重復(fù)操作數(shù)次 檢驗沉淀是否洗滌干凈的操作 取最后一次洗滌液，加入試劑(根據(jù)沉淀可能吸附的雜質(zhì)離子，選擇合適的檢驗試劑)，若沒有(特征現(xiàn)象)出現(xiàn)，證明沉淀已洗滌干凈 增大原料浸出率的措施 攪拌、升高溫度、延長浸出時間、增大氣液或固液接觸面積 加熱的目的 加快反應(yīng)速率或促進(jìn)平衡向某個方向(一般是有利于生成物生成的方向)移動 滴定終點溶液顏色變化的判斷 滴加最后一滴溶液時，溶液由顏色變?yōu)轭伾?，且半分鐘?nèi)不變色 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1．(2017全國卷Ⅲ)綠礬是含有一定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學(xué)興趣小組對綠礬的一些性質(zhì)進(jìn)行探究?；卮鹣铝袉栴}： (1)在試管中加入少量綠礬樣品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化。再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅。由此可知：_______________、__________________。 (2)為測定綠礬中結(jié)晶水含量，將石英玻璃管(帶兩端開關(guān)K1和K2)(設(shè)為裝置A)稱重，記為m1 g。將樣品裝入石英玻璃管中，再次將裝置A稱重，記為m2 g。按如圖連接好裝置進(jìn)行實驗。 ①儀器B的名稱是________。 ②將下列實驗操作步驟正確排序__________(填標(biāo)號)；重復(fù)上述操作步驟，直至A恒重，記為m3 g。 a．點燃酒精燈，加熱　　 b．熄滅酒精燈 c．關(guān)閉K1和K2 d．打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2 e．稱量A f．冷卻到室溫 ③根據(jù)實驗記錄，計算綠礬化學(xué)式中結(jié)晶水?dāng)?shù)目x＝________(列式表示)。若實驗時按a、d次序操作，則使x________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。 (3)為探究硫酸亞鐵的分解產(chǎn)物，將(2)中已恒重的裝置A接入如圖所示的裝置中，打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2，加熱。實驗后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末。 ①C、D中的溶液依次為________(填標(biāo)號)。C、D中有氣泡冒出，并可觀察到的現(xiàn)象分別為________________________________________________________________________。 a．品紅　　　　b．NaOH　　　　c．BaCl2 d．Ba(NO3)2 e．濃H2SO4 ②寫出硫酸亞鐵高溫分解反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)綠礬溶液中加入KSCN溶液，溶液顏色無明顯變化，說明樣品中不含三價鐵；再向試管中通入空氣，溶液逐漸變紅，說明FeSO4易被空氣中的氧氣氧化。(2)①儀器B是干燥管。②根據(jù)實驗?zāi)康募熬G礬易被氧化的性質(zhì)可知，實驗時先打開K1和K2，緩緩?fù)ㄈ隢2排出裝置中的空氣，避免空氣中的氧氣將綠礬氧化；再點燃酒精燈進(jìn)行加熱；一段時間后熄滅酒精燈，冷卻至室溫，關(guān)閉K1和K2，再稱量A。故正確的操作順序是dabfce。③根據(jù)題意，綠礬樣品的質(zhì)量為(m2－m1)g，綠礬中結(jié)晶水的質(zhì)量為(m2－m3)g，則FeSO4的質(zhì)量為(m3－m1)g，設(shè)綠礬的化學(xué)式為FeSO4xH2O， 則FeSO4xH2OFeSO4?。H2O 152 18x (m3－m1)g (m2－m3)g ＝，解得x＝。如果實驗時按照a、d次序操作，則部分綠礬被氧化，導(dǎo)致m3增大，則測出結(jié)晶水的值x會偏小。(3)實驗后殘留的紅色固體是Fe2O3。根據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律，反應(yīng)中硫元素的化合價必然降低，生成SO2。根據(jù)得失電子守恒和元素守恒可寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。由于SO3極易溶于水且能與水反應(yīng)生成H2SO4，欲檢驗SO2和SO3，必須先用BaCl2溶液檢驗SO3，再用品紅溶液檢驗SO2。 答案：(1)樣品中沒有Fe(Ⅲ)　Fe(Ⅱ)易被氧氣氧化為Fe(Ⅲ) (2)①干燥管　②dabfce?、邸∑? (3)①c、a　生成白色沉淀、褪色 ②2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑ 2．氰化物有劇毒，冶金工業(yè)會產(chǎn)生大量含氰化物的廢水，其中氰化物以CN－等形式存在于廢水中。某化學(xué)小組同學(xué)對含氰化物廢水處理進(jìn)行研究。 Ⅰ.查閱資料：含氰化物的廢水破壞性處理方法。 利用強氧化劑將氰化物氧化為無毒物質(zhì)，如以TiO2為催化劑用NaClO將CN－氧化成CNO－(CN－和CNO－中N元素均為－3價)，CNO－在酸性條件下繼續(xù)與NaClO 反應(yīng)生成N2、CO2、Cl2等。 Ⅱ.實驗驗證：破壞性處理CN－的效果。 化學(xué)興趣小組的同學(xué)在密閉系統(tǒng)中用如圖裝置進(jìn)行實驗，以測定CN－被處理的百分率，實驗步驟如下： 步驟1：取一定量廢水進(jìn)行加熱蒸發(fā)、濃縮。 步驟2：取濃縮后含CN－的廢水與過量NaClO溶液的混合液共200 mL(設(shè)其中CN－的濃度為 0.2 molL－1)倒入甲中，塞上橡皮塞。 步驟3：點燃酒精燈對丁裝置加熱。 步驟4：打開甲上的橡皮塞和活塞，使甲中溶液全部放入乙中，關(guān)閉活塞。 步驟5：打開活塞K，通一段時間N2，關(guān)閉活塞K。 步驟6：實驗完成后測定干燥管Ⅰ(含堿石灰)的質(zhì)量m2[實驗前干燥管Ⅰ(含堿石灰)的質(zhì)量m1]。 回答下列問題： (1)在破壞性處理方法中，在酸性條件下NaClO和CNO－反應(yīng)的離子方程式為2CNO－＋6ClO－＋8H＋===2CO2↑＋N2↑＋3Cl2↑＋4H2O，請標(biāo)出反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：___________________________________________________________________。 (2)對丁裝置加熱放在步驟3進(jìn)行的原因是________________________________________ ______________________。 (3)丙裝置中的試劑是____________。 (4)干燥管Ⅱ的作用是_____________________________________________________。 (5)請簡要說明實驗中通入N2的目的是___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)若干燥管Ⅰ中堿石灰增重1.408 g，則該實驗中測得CN－被處理的百分率為________。 解析：(1)根據(jù)題意可知，酸性條件下CNO－與NaClO反應(yīng)生成N2、CO2和Cl2，電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目如下： (2)裝置丁的作用是利用銅與Cl2反應(yīng)，除去乙中反應(yīng)生成的氣體中混有的Cl2，故乙中反應(yīng)之前應(yīng)先點燃酒精燈對丁裝置加熱，防止干燥管Ⅰ吸收Cl2，影響CO2質(zhì)量的測定。(3)實驗原理為測量干燥管Ⅰ吸收的CO2的質(zhì)量確定對CN－的處理效果，由于乙裝置中產(chǎn)生N2、CO2、Cl2、H2O，Cl2與H2O都能被堿石灰吸收，影響CO2質(zhì)量的測定。所以進(jìn)入干燥管Ⅰ的氣體應(yīng)除去Cl2與H2O，用濃硫酸吸H2O，用銅絲除去Cl2，故丙裝置中的試劑是濃硫酸。(4)干燥管Ⅰ的作用是吸收CO2，測定產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量，空氣中的CO2、水蒸氣進(jìn)入干燥管Ⅰ會干擾實驗，干燥管Ⅱ的作用是防止空氣中的CO2、水蒸氣進(jìn)入干擾實驗。(5)裝置中殘留有CO2未被完全吸收，導(dǎo)致測定的CO2質(zhì)量偏低，通入N2使裝置中的CO2全部被排到干燥管Ⅰ中被吸收，減少誤差。(6)干燥管Ⅰ中堿石灰增重1.408 g為CO2的質(zhì)量，物質(zhì)的量為＝0.032 mol，根據(jù)碳原子守恒可知被處理的CN－的物質(zhì)的量為n(CN－)＝n(CO2)＝0.032 mol，原溶液中CN－的物質(zhì)的量為0.2 L0.2 molL－1＝0.04 mol，所以該實驗中測得CN－被處理的百分率為100%＝80%。 答案：(1) (2)將產(chǎn)生的氯氣及時除去 (3)濃硫酸 (4)防止空氣中的水和CO2進(jìn)入干燥管Ⅰ中影響對CO2的測量 (5)使裝置中的CO2全部被排到干燥管Ⅰ中被吸收，減少誤差　(6)80% 3．(2019樂山調(diào)研)莫爾鹽[(NH4)2Fe(SO4)26H2O](淺綠色)常用作化學(xué)試劑、醫(yī)藥以及用于冶金、電鍍等。某課題組通過實驗來探究莫爾鹽晶體加熱時的分解產(chǎn)物，回答下列問題： (1)甲同學(xué)提出猜想：分解產(chǎn)物可能是N2、Fe2O3、SO3、H2O四種物質(zhì)。你是否同意并說明理由_______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)乙同學(xué)設(shè)計了如圖裝置： ①其中A裝置中的固體變?yōu)榧t棕色，則固體產(chǎn)物中含有________________；C裝置中紅色褪去，說明氣體產(chǎn)物中含有________________。 ②為驗證A中殘留物是否含有FeO，需要選的試劑有________。 A．KSCN溶液　　　　　　　 B．濃鹽酸 C．KMnO4溶液 D．稀硫酸 (3)丙同學(xué)想利用乙同學(xué)的裝置證明分解產(chǎn)物中含有氨氣，只需更換B、C中的試劑即可，則更換后的試劑B為____________，C為____________。 (4)丁同學(xué)認(rèn)為莫爾鹽晶體分解的氣體產(chǎn)物中含有SO3(g)、SO2(g)及N2。為了進(jìn)行驗證，丁同學(xué)選用乙同學(xué)的A裝置和如圖裝置組裝后進(jìn)行實驗。 ①丁同學(xué)的實驗中，裝置依次連接的合理順序為A、________。 ②裝置F中，足量鹽酸的作用是________________________________________________。 解析：(1)甲同學(xué)提出猜想：分解產(chǎn)物可能是N2、Fe2O3、SO3、H2O四種物質(zhì)，這四種產(chǎn)物的生成只有化合價的升高沒有化合價降低，不符合氧化還原反應(yīng)規(guī)律。(2)①Fe2O3固體為紅棕色，所以固體產(chǎn)物中含有Fe2O3；品紅溶液褪色，說明生成了SO2氣體。②A中殘留物先加入稀硫酸，若有FeO，則生成硫酸亞鐵，再加入KMnO4溶液，F(xiàn)e2＋被氧化，高錳酸鉀被還原，溶液褪色，證明含有Fe2＋，原固體中含有FeO。(3)裝置B中加入堿石灰，吸收SO2氣體，然后利用NH3的水溶液顯堿性，使紅色石蕊溶液變藍(lán)，證明有NH3生成。(4)①A 裝置后如果直接連接帶有溶液的裝置可能會發(fā)生倒吸，因此A裝置后應(yīng)連接安全瓶H，因SO3易溶于水，可知應(yīng)先用Ba2＋檢驗SO3，混合氣體先通過F裝置，檢驗SO2應(yīng)選用品紅溶液，F(xiàn)后接D，因SO2是有毒氣體，D后接E，吸收SO2氣體，最后連接G，檢驗是否有N2生成。②裝置F中，足量鹽酸的作用是增加溶液的酸度，減少SO2的溶解。 答案：(1)不同意；這四種產(chǎn)物的生成只有化合價的升高沒有化合價降低 (2)①Fe2O3　SO2?、贑D (3)堿石灰　紅色石蕊溶液 (4)①HFDEG　②增加溶液的酸度，減少SO2的溶解 考點(二)　含量測定型實驗 知考情 明學(xué)法 定量分析型實驗，除考查元素化合物、反應(yīng)原理、化學(xué)實驗的相關(guān)知識外，化學(xué)計算也是高考的重要考查內(nèi)容。尤其是常見的計算方法、數(shù)據(jù)處理、誤差分析，更是命題者眼中的“熱點” 熟練掌握常見定量實驗中出現(xiàn)的實驗操作注意點，特別是酸堿中和滴定過程中指示劑的選擇、終點的判斷、數(shù)據(jù)的處理等，及沉淀劑的選擇、沉淀的洗滌、判斷沉淀洗滌干凈的方法、誤差分析等都是常見的考點 [考法感悟] 1．(2018全國卷Ⅲ)硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O35H2O，M＝248 gmol－1)可用作定影劑、還原劑。 回答下列問題： (1)已知：Ksp(BaSO4)＝1.110－10，Ksp(BaS2O3)＝4.110－5。市售硫代硫酸鈉中常含有硫酸根雜質(zhì)，選用下列試劑設(shè)計實驗方案進(jìn)行檢驗： 試劑：稀鹽酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液 實驗步驟 現(xiàn)象 ①取少量樣品，加入除氧蒸餾水 ②固體完全溶解得無色澄清溶液 ③_____________________ ④____________________，有刺激性氣體產(chǎn)生 ⑤靜置，________________ ⑥______________________ (2)利用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液定量測定硫代硫酸鈉的純度。測定步驟如下： ①溶液配制：稱取1.200 0 g某硫代硫酸鈉晶體樣品，用新煮沸并冷卻的蒸餾水在____________中溶解，完全溶解后，全部轉(zhuǎn)移至100 mL的__________中，加蒸餾水至________________________________________________________________________。 ②滴定：取0.009 50 molL－1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL，硫酸酸化后加入過量KI，發(fā)生反應(yīng)：Cr2O＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O。然后用硫代硫酸鈉樣品溶液滴定至淡黃綠色，發(fā)生反應(yīng)：I2＋2S2O===S4O＋2I－。加入淀粉溶液作為指示劑，繼續(xù)滴定，當(dāng)溶液____________，即為終點。平行滴定3次，樣品溶液的平均用量為24.80 mL，則樣品純度為________%(保留1位小數(shù))。 解析：(1)Na2S2O35H2O晶體樣品中含有SO，在SO的檢驗過程中應(yīng)防止加入氧化劑，如H2O2，會把S2O氧化為SO，也要防止加入稀H2SO4而引入SO，所以樣品加水溶解后應(yīng)加入過量稀鹽酸，發(fā)生反應(yīng)：S2O＋2H＋===S↓＋SO2↑＋H2O。取上層清液滴入BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀：Ba2＋＋SO===BaSO4↓，證明溶液中存在SO。 (2)①配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，應(yīng)該在燒杯中溶解，冷卻至室溫后，轉(zhuǎn)移至100 mL的容量瓶中，加水至距刻度線1～2 cm處，改用膠頭滴管滴加至溶液的凹液面最低處與刻度線相平。②加入淀粉作指示劑，淀粉遇I2變藍(lán)色，加入的Na2S2O3樣品與I2反應(yīng)，當(dāng)I2消耗完后，溶液藍(lán)色褪去，即為滴定終點。 由反應(yīng)Cr2O＋6I－＋14H＋===3I2＋2Cr3＋＋7H2O I2＋2S2O===S4O＋2I－ 得關(guān)系式：Cr2O　～　3I2　～　6S2O 　 1 　 6 0．009 50 molL－10.02 L0.009 50 molL－10.02 L6 硫代硫酸鈉樣品溶液的濃度為 ，樣品的純度為 100%＝95.0%。 答案：(1)③加入過量稀鹽酸?、艹霈F(xiàn)乳黃色渾濁 ⑤(吸)取上層清液，滴入BaCl2溶液　⑥產(chǎn)生白色沉淀 (2)①燒杯　容量瓶　刻度?、谒{(lán)色褪去　95.0 2．(2017全國卷Ⅰ)凱氏定氮法是測定蛋白質(zhì)中氮含量的經(jīng)典方法，其原理是用濃硫酸在催化劑存在下將樣品中有機氮轉(zhuǎn)化成銨鹽，利用如圖所示裝置處理銨鹽，然后通過滴定測量。已知：NH3＋H3BO3===NH3H3BO3；NH3H3BO3＋HCl===NH4Cl＋H3BO3。 回答下列問題： (1)a的作用是____________________。 (2)b中放入少量碎瓷片的目的是____________。f的名稱是____________。 (3)清洗儀器：g中加蒸餾水；打開k1，關(guān)閉k2、k3，加熱b，蒸氣充滿管路；停止加熱，關(guān)閉k1，g中蒸餾水倒吸進(jìn)入c，原因是________________________________；打開k2放掉水。重復(fù)操作2～3次。 (4)儀器清洗后，g中加入硼酸(H3BO3)和指示劑。銨鹽試樣由d注入e，隨后注入氫氧化鈉溶液，用蒸餾水沖洗d，關(guān)閉k3，d中保留少量水。打開k1，加熱b，使水蒸氣進(jìn)入e。 ①d中保留少量水的目的是_______________________。 ②e中主要反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________， e采用中空雙層玻璃瓶的作用是_______________________________________________。 (5)取某甘氨酸(C2H5NO2)樣品m克進(jìn)行測定，滴定g中吸收液時消耗濃度為c molL－1的鹽酸V mL，則樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________%，樣品的純度≤________%。 解析：(1)導(dǎo)管a與大氣相通，其作用是避免燒瓶內(nèi)氣壓過大，發(fā)生危險。(2)加熱液體時加入碎瓷片，其作用是防止液體暴沸。冷凝管有直形冷凝管和球形冷凝管等，要指明。(3)停止加熱，瓶內(nèi)水蒸氣冷凝，氣體壓強減小，會引起g中液體倒吸入c中，利用蒸餾水倒吸來洗滌儀器e、f。(4)①止水夾k3處可能漏氣，導(dǎo)致測定的N元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低，故d中保留少量水起液封作用，防止氨氣逸出。②e中發(fā)生的主要反應(yīng)是銨鹽與氫氧化鈉反應(yīng)，需要加熱，使氨氣全部逸出?！爸锌针p層玻璃瓶”比較陌生，可以聯(lián)想平時生活中保溫玻璃瓶來分析問題。(5)n(N)＝n(NH3)＝n(HCl)＝ mol，w(N)＝100%＝%。C2H5NO2的相對分子質(zhì)量為75，w(C2H5NO2)＝%＝%。 答案：(1)避免b中壓強過大 (2)防止暴沸　直形冷凝管 (3)c中溫度下降，管路中形成負(fù)壓 (4)①液封，防止氨氣逸出?、贜H＋OH－NH3↑＋H2O　保溫使氨完全蒸出　(5)　 [必備知能] 1．定量實驗數(shù)據(jù)的測量方法 (1)沉淀法：先將某種成分轉(zhuǎn)化為沉淀，然后稱量純凈、干燥的沉淀的質(zhì)量，再進(jìn)行相關(guān)計算。 (2)測氣體體積法：對于產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，可以通過測定氣體體積的方法測定樣品純度。 ①常見測量氣體體積的實驗裝置 ②量氣時應(yīng)注意的問題 a．量氣時應(yīng)保持裝置處于室溫狀態(tài)。 b．讀數(shù)時要特別注意消除“壓強差”，保持液面相平還要注意視線與液面最低處相平。如圖中(Ⅰ)(Ⅳ)應(yīng)使左側(cè)和右側(cè)的液面高度保持相平。 (3)測氣體質(zhì)量法 將生成的氣體通入足量的吸收劑中，通過稱量實驗前后吸收劑的質(zhì)量，求得所吸收氣體的質(zhì)量，然后進(jìn)行相關(guān)計算。 (4)滴定法 即利用滴定操作原理，通過酸堿中和滴定、沉淀滴定和氧化還原反應(yīng)滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行相關(guān)計算。 2．定量實驗數(shù)據(jù)的處理方法 (1)看數(shù)據(jù)是否符合測量儀器的精度特點，如用托盤天平測得質(zhì)量的精度為0.1 g，若精度值超過了這個范圍，說明所得數(shù)據(jù)是無效的。 (2)看數(shù)據(jù)是否在誤差允許范圍內(nèi)，若所得的數(shù)據(jù)明顯超出誤差允許范圍，要舍去。 (3)看反應(yīng)是否完全，是否是過量反應(yīng)物作用下所得的數(shù)據(jù)，只有完全反應(yīng)時所得的數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行有效處理和應(yīng)用。 (4)看所得數(shù)據(jù)的測試環(huán)境是否一致，特別是氣體體積數(shù)據(jù)，只有在溫度、壓強一致的情況下得出的數(shù)據(jù)才能進(jìn)行比較、運算。 (5)看數(shù)據(jù)測量過程是否規(guī)范、合理，錯誤和違反測量規(guī)則的數(shù)據(jù)需要舍去。 3．定量實驗題的解題流程 [集訓(xùn)沖關(guān)] 1．(2014北京高考)碳、硫的含量影響鋼鐵性能。碳、硫含量的一種測定方法是將鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為氣體，再用測碳、測硫裝置進(jìn)行測定。 (1)采用裝置A，在高溫下將x克鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為CO2、SO2。 ①氣體a的成分是____________。 ②若鋼樣中硫以FeS形式存在，A中反應(yīng)：3FeS＋5O21________＋3________。 (2)將氣體a通入測硫裝置中(如圖)，采用滴定法測定硫的含量。 ①H2O2氧化SO2的化學(xué)方程式：___________________________。 ②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗z mL NaOH溶液。若消耗1 mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克，則該鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：________。 (3)將氣體a通入測碳裝置中(如圖)，采用重量法測定碳的含量。 ①氣體a通過B和C的目的是_____________________________________________。 ②計算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是___________________________________。 解析：(1)①根據(jù)題給信息可知氣體a的成分為CO2、SO2和過量的O2。②根據(jù)原子守恒和得失電子守恒配平方程式：3FeS＋5O2Fe3O4＋3SO2。(2)①過氧化氫具有氧化性，二氧化硫具有還原性，二者發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硫酸。②消耗1 mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y g，則消耗z mL NaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為yz g，所以鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。(3)①整個裝置要準(zhǔn)確測定CO2的含量，故需要排除干擾氣體SO2，由題給裝置可知，活性二氧化錳的作用是除去氣體a中的SO2，重鉻酸鉀和濃硫酸的作用是檢驗SO2是否除盡。②通過測量二氧化碳吸收瓶吸收CO2前、后的質(zhì)量計算出鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 答案：(1)①O2、SO2、CO2　②Fe3O4　SO2 (2)①H2O2＋SO2===H2SO4?、? (3)①排除SO2對CO2測定的干擾　②吸收CO2前、后吸收瓶的質(zhì)量 2．(2016天津高考)水中溶氧量(DO)是衡量水體自凈能力的一個指標(biāo)，通常用每升水中溶解氧分子的質(zhì)量表示，單位mgL－1。我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，生活飲用水源的DO不能低于5 mgL－1。某化學(xué)小組同學(xué)設(shè)計了下列裝置(夾持裝置略)，測定某河水的DO。 Ⅰ.測定原理： 堿性條件下，O2將Mn2＋氧化為MnO(OH)2： ①2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓ 酸性條件下，MnO(OH)2將I－氧化為I2： ②MnO(OH)2＋I(xiàn)－＋H＋―→Mn2＋＋I(xiàn)2＋H2O(未配平) 用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定生成的I2： ③2S2O＋I(xiàn)2===S4O＋2I－ Ⅱ.測定步驟： a．安裝裝置，檢驗氣密性，充N2排盡空氣后，停止充N2。 b．向燒瓶中加入200 mL水樣。 c．向燒瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4無氧溶液(過量)、2 mL 堿性KI無氧溶液(過量)，開啟攪拌器，至反應(yīng)①完全。 d．?dāng)嚢璨⑾驘恐屑尤? mL H2SO4無氧溶液，至反應(yīng)②完全，溶液為中性或弱酸性。 e．從燒瓶中取出40.00 mL溶液，以淀粉作指示劑，用0.010 00 molL－1 Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定，記錄數(shù)據(jù)。 f．…… g．處理數(shù)據(jù)(忽略氧氣從水樣中的逸出量和加入試劑后水樣體積的變化)。 回答下列問題： (1)配制以上無氧溶液時，除去所用溶劑水中氧的簡單操作為________。 (2)在橡膠塞處加入水樣及有關(guān)試劑應(yīng)選擇的儀器是________。 ①滴定管　　　　②注射器　　　?、哿客? (3)攪拌的作用是____________________________________________________________。 (4)配平反應(yīng)②的方程式，其化學(xué)計量數(shù)依次為__________________________________。 (5)步驟f為________________________。 (6)步驟e中達(dá)到滴定終點的標(biāo)志為__________________________________________。 若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL，水樣的DO＝______ mgL－1(保留一位小數(shù))。作為飲用水源，此次測得DO是否達(dá)標(biāo)：________(填“是”或“否”)。 (7)步驟d中加入H2SO4溶液反應(yīng)后，若溶液pH過低，滴定時會產(chǎn)生明顯的誤差。寫出產(chǎn)生此誤差的原因(用離子方程式表示，至少寫出2個)______________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)氣體的溶解度隨溫度升高而減小，故可用將水加熱煮沸法除去溶解在溶劑水中的氧氣。(2)測定步驟中加入的試劑均為無氧溶液，且加入的水樣要防止空氣中氧氣的干擾，故需要隔絕空氣，所以選用密封性較好的注射器。(3)攪拌能夠使物質(zhì)混合均勻，加快化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。(4)MnO(OH)2中Mn顯＋4價，2 mol I－化合價升高2價生成I2，故根據(jù)化合價升降總數(shù)相等和元素守恒、電荷守恒配平方程式為MnO(OH)2＋2I－＋4H＋===Mn2＋＋I(xiàn)2＋3H2O。(5)中和滴定一般采用重復(fù)滴定2～3次來減小滴定誤差。(6)用Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定時，I2的量逐漸減小至消失時為滴定終點，此時的現(xiàn)象是藍(lán)色消失且半分鐘內(nèi)不變色。根據(jù)題中所給反應(yīng)方程式得關(guān)系式： 2Mn2＋～O2～2MnO(OH)2～2I2～4Na2S2O3 　　　　1　　　　　　　　　　　4 n(O2)　　　　　0.004 5 L0.010 00 molL－1 ＝， 則n(O2)＝0.004 5 L0.010 00 molL－1， 則DO＝ ＝9.010－3 gL－1＝9.0 mgL－1，根據(jù)生活飲用水的DO不低于5 mgL－1知，此次測得的DO達(dá)標(biāo)。(7)Na2S2O3在酸性條件下可以發(fā)生歧化反應(yīng)生成S和SO2，且生成的SO2可被I2氧化。另外，在酸性條件下I－也可被氧氣氧化。 答案：(1)將溶劑水煮沸后冷卻　(2)② (3)使溶液混合均勻，快速完成反應(yīng)　(4)1,2,4,1,1,3 (5)重復(fù)步驟e的操作2～3次 (6)溶液藍(lán)色褪去(半分鐘內(nèi)不變色)　9.0　是 (7)2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O、 SO2＋I(xiàn)2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－、 4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O(任寫其中2個) 3．(2019肇慶模擬)磷化鋁、磷化鋅、磷化鈣與水反應(yīng)產(chǎn)生高毒的PH3氣體(熔點為－132 ℃，還原性強、易自燃)，可用于糧食熏蒸殺蟲。衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：當(dāng)糧食中磷化物(以PH3計)的含量低于0.05 mgkg－1時算合格?？捎靡韵路椒y定糧食中殘留的磷化物含量： [操作流程]安裝吸收裝置→PH3的產(chǎn)生與吸收→轉(zhuǎn)移KMnO4吸收溶液→亞硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。 [實驗裝置]C中盛100 g原糧，D中盛有20.00 mL 1.1210－4 molL－1 KMnO4溶液(H2SO4酸化)。 請回答下列問題： (1)儀器C的名稱是________；原糧最好先打成粉末，其原因是________________________________________________________________________。 (2)磷化鈣與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________； 檢查整套裝置氣密性良好的方法是_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)A中盛裝KMnO4溶液的作用是除去空氣中的還原性氣體；B中盛裝焦性沒食子酸的堿性溶液，其作用是吸收空氣中的O2，防止__________________________________________； 通入空氣的作用是______________________________________________________________。 (4)D中PH3被氧化成磷酸，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________________。 (5)把D中吸收液轉(zhuǎn)移至容量瓶中，加水稀釋至250 mL，取25.00 mL于錐形瓶中，用5.010－5 molL－1的Na2SO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的KMnO4溶液，消耗標(biāo)準(zhǔn)Na2SO3溶液11.00 mL，則該原糧中磷化物(以PH3計)的含量為________mgkg－1，該原糧質(zhì)量________(填“合格”或“不合格”)。 解析：(1)儀器C的名稱是三頸燒瓶；原糧打成粉末可以增大接觸面積，有利于反應(yīng)充分進(jìn)行。(2)依據(jù)題干信息磷化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和磷化氫；利用裝置特征：關(guān)閉K1、打開K2，用抽氣泵緩慢抽氣，若觀察到A、B、D各裝置中有氣泡產(chǎn)生則氣密性良好；或在D左邊導(dǎo)管口處用橡膠管和止水夾封閉、關(guān)閉K2用液差法；或關(guān)閉分液漏斗旋塞后對C加熱法。(3)依據(jù)題圖裝置中的試劑選擇分析判斷，KMnO4 溶液是強氧化劑可以吸收空氣中的還原性氣體；焦性沒食子酸先和堿反應(yīng)，再和氧氣反應(yīng)可以吸收氧氣；若不吸收氧氣，PH3會在氧氣中燃燒，準(zhǔn)確測定PH3的含量，需要其被KMnO4溶液全部吸收，避免產(chǎn)生較大誤差，通入空氣的作用是保證PH3全部被吸收。(4)PH3被酸性KMnO4氧化成磷酸，KMnO4被還原為Mn2＋，結(jié)合電子守恒和電荷守恒、原子守恒配平書寫得到離子方程式為5PH3＋8MnO＋24H＋===5H3PO4＋8Mn2＋＋12H2O。(5)依據(jù)滴定反應(yīng)：2KMnO4＋5Na2SO3＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋5Na2SO4＋3H2O,2KMnO4～5Na2SO3，未反應(yīng)的KMnO4的物質(zhì)的量＝0.011 L510－5 molL－1＝2.210－6molL－1；與PH3反應(yīng)的KMnO4的物質(zhì)的量＝1.1210－4molL－10.02 L－2.210－6 mol＝4.010－8mol；根據(jù)反應(yīng)5PH3＋8KMnO4＋12H2SO4===5H3PO4＋8MnSO4＋4K2SO4＋12H2O，得到定量關(guān)系為5PH3～8KMnO4，計算得到PH3的物質(zhì)的量＝4.010－8 mol＝2.510－8mol，則PH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝＝0.008 5 mgkg－1，當(dāng)糧食中磷化物(以PH3計)的含量低于0.05 mgkg－1時算合格，所以該原糧質(zhì)量合格。 答案：(1)三頸燒瓶　使原糧中磷化物與水充分反應(yīng) (2)Ca3P2＋6H2O===3Ca(OH)2＋2PH3↑　關(guān)閉K1、打開K2，用抽氣泵緩慢抽氣，若觀察到A、B、D各裝置中有氣泡產(chǎn)生則氣密性良好(或在D左邊導(dǎo)管口處用橡膠管和止水夾封閉、關(guān)閉K2用液差法；或關(guān)閉分液漏斗旋塞后對C加熱法) (3)氧化裝置C中生成的PH3　吹出PH3，使其全部被酸性KMnO4溶液吸收 (4)5PH3＋8MnO＋24H＋===5H3PO4＋8Mn2＋＋12H2O (5)0.008 5　合格