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江苏省高考化学一轮复习知识梳理与训练 第10章 第3讲 定量实验分析型实验题(含解析)

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  • 2025/7/4 19:51:25

第3讲 定量实验分析型实验题

热点一 定量测定数据的方法和过程分析

数据的测定方法 1.沉淀法

先将某种成分转化为沉淀,然后称量纯净、干燥的沉淀的质量,再进行相关计算。 2.测气体体积法

对于产生气体的反应,可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。 量气装置的设计:

下列装置中,A是常规的量气装置,B、C、D是改进后的装置。

3.测气体质量法

将生成的气体通入足量的吸收剂中,通过称量实验前后吸收剂的质量,求得所吸收气体的质量,然后进行相关计算。 4.滴定法

即利用滴定操作原理,通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定等获得相应数据后再进行相关计算。

[典例] (2014·北京理综,27)碳、硫的含量影响钢铁性能,碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。 (1)采用装置A,在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。

①气体a的成分是________________。

高温

②若钢样中硫以FeS形式存在,A中反应:3FeS+5O2===== 1________+3________。

(2)将气体a通入测硫装置中(如右图),采用滴定法测定硫的含量。

- 1 -

①H2O2氧化SO2的化学方程式

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗zmLNaOH溶液,若消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为y克,则该钢样中硫的质量分数:________。

(3)将气体a通入测碳装置中(如下图),采用重量法测定碳的含量。

①气体a通过B和C的目的是__________________________________________。 ②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是________________________________ ________________________________________________________________________。 解析 (1)①钢样(含有铁、碳、硫)在高温下与O2反应,除生成CO2、SO2外,还有剩余的O2,故气体a中含有CO2、SO2、O2。

②该反应中,S元素由-2价被氧化为+4价,即生成SO2,再结合元素守恒及元素的化合价升高温

降总数相等,配平该反应方程式:3FeS+5O2=====Fe3O4+3SO2。

(2)①H2O2具有强氧化性,SO2具有强还原性,二者发生氧化还原反应生成H2SO4,化学方程式为H2O2+SO2===H2SO4。

②消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为yg,则消耗zmLNaOH溶液相当于硫的质量为yzg,那yzgyz

么钢样中硫的质量分数为=。

xgx

(3)①装置B中活性MnO2将SO2氧化。装置C中K2Cr2O7-浓H2SO4具有强氧化性,用于吸收气体a中的SO2,防止SO2进入CO2吸收瓶,影响实验结果。

②实验中应测定实验前后CO2吸收瓶的质量变化,从而确定CO2的质量,继而求出钢样中碳的质量分数。

答案 (1)①SO2、CO2、O2 ②Fe3O4 SO2 yz(2)①H2O2+SO2===H2SO4 ②

x

(3)①排除SO2对CO2测定的干扰 ②CO2吸收瓶吸收CO2前、后的质量

1.(2014·重庆理综,9)中华人民共和国国家标准(GB2760-2011)规定葡萄酒中SO2最大使用量为0.25g·L。某兴趣小组用题图1装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中SO2,并对其含量进

-1

- 2 -

行测定。

(1)仪器A的名称是______________,水通入A的进口为________。

(2)B中加入300.00mL葡萄酒和适量盐酸,加热使SO2全部逸出并与C中H2O2完全反应,其化学方程式为________________________________。

(3)除去C中过量的H2O2,然后用0.0900mol·LNaOH标准溶液进行滴定,滴定前排气泡时,应选择题图2中的________;若滴定终点时溶液的pH=8.8,则选择的指示剂为________;若用50mL滴定管进行实验,当滴定管中的液面在刻度“10”处,则管内液体的体积(填序号)________(①=10mL,②=40mL,③<10mL,④>40mL)。

(4)滴定至终点时,消耗NaOH溶液25.00mL,该葡萄酒中SO2含量为________g·L。 (5)该测定结果比实际值偏高,分析原因并利用现有装置提出改进措施________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)冷凝管(或冷凝器) b (2)SO2+H2O2===H2SO4 (3)③ 酚酞 ④ (4)0.24

(5)原因:盐酸的挥发;改进措施:用不挥发的强酸如硫酸代替盐酸,或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验,扣除盐酸挥发的影响

解析 (1)A仪器的名称为冷凝管或冷凝器;为使冷却效果好,应将冷却水从处于低处的b口通入。

(2)SO2具有强还原性,H2O2具有强氧化性,二者发生氧化还原反应:SO2+H2O2===H2SO4。 (3)NaOH盛装在碱式滴定管中,应将橡皮管向上弯曲排出气泡,故选③。滴定至终点时溶液的pH=8.8,在酚酞的变色范围内,故可选用酚酞作指示剂。液面在10mL时滴定管中有刻度的

- 3 -

-1

-1

液体为40mL,因滴定管的下端有一段无刻度,故管内液体的体积大于40mL。 (4)SO2与NaOH存在如下关系: SO2 ~ H2SO4 ~ 2NaOH 64g 2mol m(SO2) 0.0900mol·L×0.025L

64g×0.0900mol·L×0.025L0.072g

解得:m(SO2)==0.072g,故葡萄酒中SO2的含量为=

2mol0.3L0.24g·L。

(5)盐酸为挥发性酸,挥发出的HCl消耗NaOH,使测量值偏大。可以用难挥发的稀硫酸代替盐酸进行该实验。

2.铝镁合金是飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学为测定某含镁3%~5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数,设计了下列两种不同实验方案进行探究。 [方案一]

[实验方案] 将铝镁合金与足量NaOH溶液反应,测定剩余固体质量。 实验中发生反应的化学方程式是_____________________________。 [实验步骤]

(1)称取10.8g铝镁合金粉末样品,溶于体积为V、物质的量浓度为4.0mol·L的NaOH溶液中,充分反应。则NaOH溶液的体积V≥__________mL。

(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体,测得镁的质量分数将______________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。 [方案二]

[实验方案] 将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应,测定生成气体的体积。 [实验步骤]

(1)同学们拟选用下列实验装置完成实验:

-1

-1

-1-1

你认为最简易的装置其连接顺序是A接( )( )接( )( )接( )(填接口字母,可不填满)。

(2)仔细分析实验装置后,同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差:稀硫酸滴入锥形瓶中,即使不生成氢气,也会将瓶内空气排出,使所测氢气体积偏大;实验结束时,连接广口瓶和

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第3讲 定量实验分析型实验题 热点一 定量测定数据的方法和过程分析 数据的测定方法 1.沉淀法 先将某种成分转化为沉淀,然后称量纯净、干燥的沉淀的质量,再进行相关计算。 2.测气体体积法 对于产生气体的反应,可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。 量气装置的设计: 下列装置中,A是常规的量气装置,B、C、D是改进后的装置。 3.测气体质量法 将生成的气体通入足量的吸收剂中,通过称量实验前后吸收剂的质量,求得所吸收气体的质量,然后进行相关计算。 4.滴定法 即利用滴定操作原理,通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定等获得相应数据后再进行相关计算。 [典例] (2014·北京理综,27)碳、硫的含量影响钢铁性能,碳、硫含量的一种测定方法是将

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