当前位置：首页 > 【三维设计】(人教通用版)高考化学一轮总复习讲义 第四节 由理论到实战高考四大类实验题型例析
注意回答问题时，一定要锤炼语言，使自己的语言描述准确、规范，避免“心里知道却说不清”的现象。如对实验的描述可按“操作、现象、结论”的顺序组识语言。另外叙述要精确，表达要清楚。
△
[例1] 某实验小组同学利用反应2CuO＋2Cl2=====2CuCl2＋O2测定铜的近似相对原子质量，可供选择的装置如图所示。
定量测定型实验
方案一：通过测定反应物CuO的质量m(CuO)和产物O2的体积V(O2)来测定铜的近似相对原子质量。
(1)按气流方向从左到右用胶管(图中未画出)将选择的仪器组合成一套实验装置，连接顺序如下(用导管口的序号填写)：
a→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→b
(2)装置B是由干燥管和碱式滴定管改造而成的测量气体体积的装置，实验前滴定管液面最初的读数为V1 L，实验后恢复到室温，调节装置两侧液面相平后得到最终的读数为V2L，则铜的近似相对原子质量的表达式为(设室温时气体摩尔体积为Vm L·mol
1
－
)____________[用含m(CuO)、V1、V2、Vm的代数式表示]。
(3)若氧化铜中混有铜，则测定结果________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。 (4)装置E在实验过程中的主要现象为_________________________________________。 方案二：利用A、D、E、F四套装置(尾气由其他装置处理)完成测定任务。
(5)你认为测定的物理量有________(写出一组)，按你测定的物理量，写出铜的近似相
对原子质量的表达式：
_____________________________________________________________。
△
[解析] 利用反应2CuO＋2Cl2===== 2CuCl2＋O2，可以设计两套方案。方案一：通过测定反应物CuO的质量m(CuO)和产物O2的体积V(O2)来测定铜的近似相对原子质量；方案二：通过测定反应物CuO的质量m(CuO)和产物CuCl2的质量m(CuCl2)来测定铜的近似相对原子△质量。实验前要设计得到纯净的Cl2，利用装置A中MnO2＋4HCl(浓)=====MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，得到Cl2、HCl和水蒸气，接下来用装置D中的饱和食盐水除去HCl，减少了Cl2的溶解，再
△
用浓硫酸干燥Cl2，最后在装置E中发生反应2CuO＋2Cl2=====2CuCl2＋O2。当采用实验方案一时，则先用装置C中的碱石灰除去多余的氯气，再用装置B测量V(O2)，因此方案一中仪器连接顺序为a→ef→jk→gh→cd→b；方案二就是用碱石灰除去多余的氯气。
利用2CuO ～ O2
2M(Cu)＋32 Vm
m(CuO) V1－V2
2MCu＋32Vm
＝
mCuOV1－V2
mCuO×Vm△M(Cu)＝－16，若氧化铜中混有铜，则会发生反应2Cu＋O2=====2CuO，导
2V1－V2
致O2的体积减小，则测定结果偏大。在装置E中CuO转化成CuCl2，装置E中的主要现象为固体由黑色变成棕黄色。
利用CuO ～ CuCl2
M(Cu)＋16 M(Cu)＋71 m(CuO) m(CuCl2) MCu＋16MCu＋71
＝，
mCuOmCuCl2M(Cu)＝
71mmCuO－16mCuCl2
。
CuCl2－mCuO
[答案] (1)efjkghcd (2)
mCuO×Vm
－16
2V1－V2
(3)偏大 (4)固体由黑色变成红棕色 (5)m(CuO)、m(CuCl2)
71mmCuO－16mCuCl2
CuCl2－mCuO
[例2] 某学习小组为测定放置已久的小苏打样品中纯碱的质量分数，设计如下实验方案：
(1)方案一：称取一定质量的样品，置于坩埚中加热至恒重后，冷却，称取剩余固体质量，计算。
①完成本实验需要不断用玻璃棒搅拌，其目的是_______________________________。 ②实验中加热至恒重的目的是________，确认是否“恒重”的操作为_______________。
③若实验前所称样品的质量为m g，加热至恒重时固体质量为a g，则样品中纯碱的质量
分
数
为
________________________________________________________________________。
(2)方案二：按如图所示装置进行实验，并回答下列问题：
①实验前先检查装置的气密性，并称取一定质量的样品放入A中，将稀硫酸装入分液漏斗中。D装置的作用是__________________________________________________________
________________________________________________________________________。 ②实验中除称量样品质量外，还需分别称量________装置反应前、后的质量(填装置的字母代号)。
③根据此实验得到的数据，测定结果有误差。因为实验装置还存在一个明显的缺陷，该
缺
陷
是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。 ④有同学认为，用E装置替代A装置能提高实验准确度。你认为是否正确？理由是 ________________________________________________________________________。 (3)方案三：称取一定量的样品置于锥形瓶中，加适量水，用盐酸进行滴定，从开始至有气体产生到气体不再产生所滴加的盐酸体积如图所示，则小苏打样品中纯碱的质量分数为________(精确到0.01)。
△
[解析] 小苏打久置失效的原理：2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑，该样品成分是碳酸钠和碳酸氢钠。测定样品中碳酸钠质量分数的主要思路有3个：一是测定二氧化碳的质量；二是测定碳酸钠的质量；三是测定碳酸氢钠的质量。
(1)设计原理：加热碳酸氢钠生成碳酸钠。①加热碳酸氢钠，必须用玻璃棒不断搅拌，使固体受热均匀，避免局部温度过高而造成样品飞溅。②加热至恒重，使碳酸氢钠完全分解，并使水完全挥发，即样品由碳酸钠和碳酸氢钠的混合物转化成碳酸钠。确认恒重的操作为加热、冷却、称重，重复操作，连续两次称重质量之差不超过0.1 g，因为托盘天平的△
精确度为0.1 g；③由方程式2NaHCO3=====Na2CO3＋CO2↑＋H2O↑得，168 g NaHCO3完全分解，固体质量减少62 g，样品中m(NaHCO3)＝－w(NaHCO3)＝
31m－84m－a31m168 g
×(m－a)g＝62 g
m－a×84
31
g，w(Na2CO3)＝1
84a－53m＝×100%。
31m
(2)①C装置中U形管里碱石灰吸收反应生成的二氧化碳，由于碱石灰也能吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，所以，D装置的作用是避免空气中的二氧化碳和水蒸气进入C装置中，防止测定结果产生误差。②C装置反应前、反应后的质量之差等于二氧化碳的质量。根据样品总质量和二氧化碳质量可以计算混合物中碳酸钠的质量。③通过二氧化碳的质量测定样品中碳酸钠的质量分数，主要抓住两点：一是避免水蒸气混入；二是将装置内的二氧化碳全部排入C装置中，否则会产生误差。B装置中装有浓硫酸，可用于干燥二氧化碳，该实验方案存在的明显缺陷是A、B装置中残留有二氧化碳，没有被完全吸收，使测定的误差较大。④E装置用恒压分液漏斗，部分二氧化碳气体会残留在分液漏斗的上部，使C装置吸收的二氧化碳的质量减小，造成较大误差。
(3)从图像中看，横坐标每个刻度为50.0 mL，令每个刻度为1 mol HCl。在碳酸钠和碳酸氢钠混合溶液中滴加盐酸，1 mol HCl与Na2CO3反应生成碳酸氢钠，5 mol(6 mol－1 mol)HCl与碳酸氢钠反应生成二氧化碳。滴定反应先后顺序为Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，NaHCO3＋HCl===NaCl＋CO2↑＋H2O，由此推知原混合物中n(Na2CO3)＝1 mol，n(NaHCO3)＝5 mol1 mol×106 g·mol－1 mol＝4 mol，则原混合物中，w(Na2CO3)＝－1－1
1 mol×106 g·mol＋4 mol×84 g·mol×100%≈23.98%。
[答案] (1)①使固体样品受热均匀，避免局部温度过高，造成样品外溅 ②确保碳酸氢钠完全分解并无水分 灼烧、冷却、称重，连续两次称重质量之差不超过0.1 g 84 a－53 m③×100% (2)①吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，避免空气中的水蒸气和二氧
31 m化碳进入C装置中，造成实验误差 ②C ③反应产生的二氧化碳残留在A、B装置内，不能完全被吸收 ④否，E装置用恒压分液漏斗，部分二氧化碳气体会残留在分液漏斗的上部，使C装置吸收的CO2质量减小，造成较大误差 (3)23.98%
1．定量实验及解题策略
(1)定量实验是指用实验的方法测定物质的一些性质参数。当需要弄清某物质或某组分的含量时，就需要运用定量的方法进行测定。定量分析中需要利用化学反应中的计量关系来求待测物质的含量。高中知识体系中具有代表性的定量实验：
①一定物质的量浓度溶液的配制与溶液稀释的操作方法和简单计算； ②酸碱中和滴定的操作方法与滴定曲线的绘制； ③中和热的测定原理、方法； ④硫酸铜晶体中结晶水含量的测定；
⑤物质的质量、液体或气体体积、溶液pH的测定方法，其他定量实验的数据处理等。 (2)从高考命题来看，定量实验主要包含两种类型：一是含量测定，二是物质组成测定。
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