2022年高考化學總復習 專題三十六 定量型綜合實驗專題演練
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1、2022年高考化學總復習 專題三十六 定量型綜合實驗專題演練 1.(xx·浙江理綜,29)(15分)某學習小組按如下實驗流程探究海中碘含量的測定和碘的制取。 實驗(一) 碘含量的測定 取0.010 0 mol·L-1的AgNO3標準溶液裝入滴定管,取100.00 mL海帶浸取原液至滴定池,用電勢滴定法測定碘含量。測得的電動勢(E)反映溶液中c(I-)的變化,部分數(shù)據(jù)如下表: V(AgNO3)/mL 15.00 19.00 19.80 19.98 20.00 20.02 21.00 23.00 25.00 E/mV -225 -200 -150 -100 5
2、0.0 175 275 300 325 實驗(二) 碘的制取 另制海帶浸取原液,甲、乙兩種實驗方案如下: —已知:3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O。 請回答: (1)實驗(一)中的儀器名稱:儀器A________,儀器B________。 (2)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制滴定曲線: ②該次測定終點時用去AgNO3溶液的體積為________mL,計算得海帶中碘的百分含量為________%。 (3)①分液漏斗使用前須檢漏,檢漏方法為________。 ②步驟X中,萃取后分液漏斗內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是___________________________
3、_____________________________________________ ____________________。 ③下列有關(guān)步驟Y的說法,正確的是________。 A.應控制NaOH溶液的濃度和體積 B.將碘轉(zhuǎn)化成離子進入水層 C.主要是除去海帶浸取原液中的有機雜質(zhì) D.NaOH溶液可以由乙醇代替 ④實驗(二)中操作Z的名稱是________。 (4)方案甲中采用蒸餾不合理,理由是_______________________。 2.(xx·課標全國Ⅱ,28)某小組以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、濃氨水為原料,在活性炭催化下,合成了橙黃色
4、晶體X。為確定其組成,進行如下實驗。 ①氨的測定:精確稱取w g X,加適量水溶解,注入如圖所示的三頸瓶中,然后逐滴加入足量10% NaOH溶液,通入水蒸氣,將樣品液中的氨全部蒸出,用V1 mL c1 mol·L-1的鹽酸標準溶液吸收。蒸氨結(jié)束后取下接收瓶,用c2 mol·L-1 NaOH標準溶液滴定過剩的HCl,到終點時消耗V2 mL NaOH溶液。 ②氯的測定:準確稱取樣品X,配成溶液后用AgNO3標準溶液滴定,K2CrO4溶液為指示劑,至出現(xiàn)淡紅色沉淀不再消失為終點(Ag2CrO4為磚紅色)。 回答下列問題: (1)裝置中安全管的作用原理是____________。 (2
5、)用NaOH標準溶液滴定過剩的HCl時,應使用________式滴定管,可使用的指示劑為________。 (3)樣品中氨的質(zhì)量分數(shù)表達式為________。 (4)測定氨前應該對裝置進行氣密性檢驗,若氣密性不好,測定結(jié)果將________(填“偏高”或“偏低”)。 (5)測定氯的過程中,使用棕色滴定管的原因是________________;滴定終點時,若溶液中c(Ag+)=2.0×10-5 mol·L-1,c(CrO)為________ mol·L-1。[已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12] (6)經(jīng)測定,樣品X中鈷、氨和氯的物質(zhì)的量之比為1∶6∶3,鈷的化合價為
6、________。 制備X的化學方程式為________________________________________;X的制備過程中溫度不能過高的原因是__________________。 題型集訓36 定量型綜合實驗 一年模擬試題精練 1.(xx·沈陽市高三教學質(zhì)量監(jiān)測)實驗室用燃燒法測定某種氨基酸(CxHyOzNp)的分子組成。取3.30 g該種氨基酸放在純氧中充分燃燒,生成CO2、H2O和N2。現(xiàn)用如圖所示裝置進行實驗(鐵架臺、鐵夾、酒精燈等未畫出),請回答有關(guān)問題: 實驗過程中有以下操作步驟: ①關(guān)
7、閉止水夾b,打開止水夾a,通入純氧;②檢驗a處氧氣純度;③打開止水夾b,關(guān)閉止水夾a,通入純氧。 (1)步驟①的目的是________________;若未進行步驟①,將使________結(jié)果偏低(填x、y、z或p)。 (2)以上裝置中需要加熱的有A、D兩處裝置。操作時應先點燃________處的酒精燈。 (3)裝置D的作用是________________________________________________。 (4)實驗中測得濃硫酸增重1.98 g,堿石灰增重為7.92 g,而N2的體積為224 mL(已換算成標準狀況)。則確定此氨基酸的實驗式為________。 (5
8、)如果將裝置中B、C的連接順序變?yōu)镃、B,該實驗的目的________(填“能”或“不能”)達到,理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 2.(xx·貴州六校聯(lián)盟聯(lián)考)某化學興趣小組用如下裝置模擬工業(yè)制備造紙原料BaSO3,并測定產(chǎn)品的純度。 (1)甲同學利用圖Ⅰ裝置制取BaSO3,則圖Ⅰ中燒杯內(nèi)的試劑是________,用途是
9、________________;燒瓶中反應的離子方程式為________________________________________________________________________。 (2)乙同學利用圖Ⅱ中所給儀器(數(shù)量能滿足實驗的要求)組裝一套裝置測量甲同學制取的BaSO3的純度,則儀器接口順序為________。實驗中他先稱取圖Ⅰ中實驗所得干燥沉淀w g置于圖Ⅱ裝置的試管中,通過A向試管內(nèi)加入________(填“稀鹽酸”、“稀硝酸”或“稀NaOH溶液”)。實驗后,測得吸收SO2氣體的裝置增重m g,根據(jù)此實驗數(shù)據(jù)可計算出沉淀中BaSO3的質(zhì)量分數(shù)為________
10、(用含m、w的式子表示)。 (3)丙同學通過分析后認為,甲、乙兩同學的實驗方案中均有缺陷,請簡要指出:①為制備純凈的BaSO3,對圖Ⅰ裝置進行改進的方法:________________________________________________________________________; ②乙同學方案的缺點及其對實驗結(jié)果的可能影響: ________________________________________________________________________。 (4)丁同學認為,乙同學的方案中誤差不易消除,他另外設(shè)計了一種測量BaSO3純度的方案,實驗中他
11、仍然先準確稱取干燥沉淀,然后通過一系列操作得到另外一種數(shù)據(jù),通過計算即可確定沉淀中BaSO3的質(zhì)量分數(shù),該數(shù)據(jù)最可能是_________________________________________________ ________________________________________________________________________。 3.(xx·長春質(zhì)量監(jiān)測)Ⅰ.甲同學用含少量鐵的氧化物的氧化銅制取氯化銅晶體(CuCl2·xH2O)并測量其結(jié)晶水含量。已知:在pH為4~5時,F(xiàn)e3+幾乎完全水解而沉淀,而此時Cu2+卻幾乎不水解。制取流程如下: 回答下列
12、問題 (1)溶液A中的金屬離子有Fe3+、Fe2+、Cu2+,能檢驗溶液A中Fe2+的試劑________(填編號)。 ①KMnO4?、贙3[Fe(CN)6] ③NaOH?、躃SCN (2)試劑①是________,試劑②是________。(填化學式) (3)為了測定制得的氯化銅晶體(CuCl2·xH2O)中x的值,某興趣小組設(shè)計了以下實驗方案: 稱取m g晶體溶于水,加入足量氫氧化鈉溶液、過濾、沉淀洗滌后用小火加熱至質(zhì)量不再減輕為止,冷卻,稱量所得黑色固體的質(zhì)量為n g。沉淀洗滌的操作方法是________,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)測得x=________(用含m、n的代數(shù)式表示)。 Ⅱ.
13、乙同學設(shè)計了一套電解飽和食鹽水的實驗裝置,來驗證氯氣的某些性質(zhì)和測定產(chǎn)生的氫氣的體積,回答下列問題: (4)所選儀器接口的連接順序是A接________,________接________;B接________,________接________;請用離子方程式說明淀粉KI溶液變藍的原因______________________________ ________________________________________________________________________。 (5)若裝入的飽和食鹽水為75 mL(氯化鈉足量,電解前后溶液體積變化可忽略,假設(shè)兩極產(chǎn)生的
14、氣體全部逸出),當測得氫氣為8.4 mL(已轉(zhuǎn)換成標準狀況下的體積)時停止通電。將U形管內(nèi)的溶液倒入燒杯,常溫時測得溶液的pH約為________。 參考答案 題型集訓36 定量型綜合實驗 【兩年高考真題演練】 1.解析 (1)儀器A為坩堝;由于含I-的海帶浸取原液為500 mL,故儀器 B為500 mL容量瓶。 (2)①根據(jù)表格中的數(shù)據(jù),先找出對應的點,然后連接成平滑的曲線即可(見答案); ②根據(jù)表中數(shù)據(jù),滴定終點時用去AgNO3溶液的體積約為20.00 mL;由關(guān)系式:Ag+~I-得,n(I-)=n(Ag+)=0.02 L×0.010 0 mol·L-1×=1×10-3 mol
15、,故m(I-)=1×10-3 mol×127 g·mol-1=0.127 g,海帶中碘的百分含量為0.127 g/20.00 g=0.635%。 (3)①分液漏斗的檢漏應先檢查漏斗頸旋塞處是否漏水,再檢查漏斗口玻璃塞處是否漏水,其方法是:檢查漏斗頸旋塞處是否漏水時,先關(guān)閉分液漏斗的旋塞,加入適量的水,看是否漏水,若不漏,再將活塞旋轉(zhuǎn)180度后觀察是否漏水;檢查漏斗口玻璃塞處是否漏水時,先關(guān)閉分液漏斗的旋塞,加入適量的水,把漏斗倒過來觀察是否漏水,若不漏,將玻璃塞旋轉(zhuǎn)180度后再倒置觀察,若還是不漏水,則玻璃塞處不漏水。②步驟X為萃取操作,由于CCl4密度比水大,且I2易溶于CCl4,故萃取后
16、分液漏斗內(nèi)觀察到的現(xiàn)象液體分為上下兩層,上層呈無色,下層呈紫紅色。③據(jù)題中所給信息:3I2+6NaOH===5NaI+NaIO3+3H2O,步驟Y目的在于把碘元素全部由CCl4層轉(zhuǎn)移入水層,NaOH溶液應過量,為了下一步便于提取碘,所加氫氧化鈉溶液的體積不能過多,故其濃度不能太小,故A、B項正確,C項錯誤,由于I2在CCl4和酒精中都易溶解,且CCl4和酒精互溶,酒精不能從I2的CCl4溶液中萃取I2,D項錯誤。④實驗(二)中,由于碘單質(zhì)在酸性溶液的溶解度很小,碘在水溶液中以晶體析出,故操作Z是過濾。(4)由于碘易升華,加熱碘的四氯化碳溶液時,碘易揮發(fā),會導致碘的損失,故不采用蒸餾方法。 答
17、案 (1)坩堝 500 mL容量瓶 (2)① ②20.00 mL 0.635 (3)①檢查漏斗頸旋塞處是否漏水時,先關(guān)閉分液漏斗的旋塞,加入適量的水,看是否漏水,若不漏,再將活塞旋轉(zhuǎn)180度后觀察是否漏水;檢查漏斗口玻璃塞處是否漏水時,先關(guān)閉分液漏斗的旋塞,加入適量的水,把漏斗倒過來觀察是否漏水,若不漏,將玻璃塞旋轉(zhuǎn)180度后再倒置觀察,若還是不漏水,則玻璃塞處不漏水。 ②液體分上下兩層,下層呈紫紅色 ③AB ④過濾 (4)主要由于碘易升華,會導致碘的損失 2.解析 (3)實驗①中,從樣品液中蒸出的n(NH3)=V1×10-3 L×c1 mol·L-1-V2×10-3 L
18、×c2 mol·L-1=(c1V1-c2V2)×10-3 mol,樣品中氨的質(zhì)量分數(shù)為×100%= ×100%。 (4)若裝置氣密性不好,有部分NH3逸出,而不能被HCl吸收,則剩余的HCl的物質(zhì)的量會增多,消耗NaOH增多,即c2V2的值增大,由(3)中計算式可知測得m(NH3)變小,NH3的含量偏低。 (5)滴定氯的過程中,使用棕色滴定管的原因是防止AgNO3見光分解,根據(jù)Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO(aq)及Ksp的表達式得:c(CrO)== mol·L-1=2.8×10-3 mol·L-1。 (6)由n(Co)∶n(NH3)∶n(Cl)=1∶6∶3,則知X為
19、[Co(NH3)6]Cl3,故Co的化合價為+3價,制備X的過程中溫度不能過高的原因是防止H2O2分解,NH3逸出。 答案 (1)當壓力過大時,安全管中液面上升,使A瓶中壓力穩(wěn)定 (2)堿 酚酞(或甲基橙) (3)×100% (4)偏低 (5)防止AgNO3見光分解 2.8×10-3 (6)+3 2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3+2H2O 溫度過高,H2O2分解,氨氣逸出 【兩年經(jīng)典模擬精選】 1.解析 (1)裝置B測定H2O,裝置C測定CO2,裝置E和F測定N2,該種氨基酸中的O元素質(zhì)量m(O)=m總-m(H)-m(C)-m
20、(N)。步驟①通入純氧的目的是排出裝置中的空氣,防止其對氨基酸分解產(chǎn)生的氮氣的測量值產(chǎn)生影響,若未進行步驟①,則導致測量的N2偏高,即氨基酸中N元素的質(zhì)量偏高,故O元素的質(zhì)量偏低。(2)~(3)加熱A處裝置使氨基酸分解,加熱D處裝置除去未反應的O2,為防止O2影響后續(xù)實驗中N2的測量結(jié)果,必須先加熱D處。(4)3.30 g該氨基酸燃燒后,n(H2O)==0.11 mol,n(CO2)==0.18 mol,n(N2)==0.01 mol,則3.30 g該氨基酸中n(H)=0.22 mol,n(C)=0.18 mol,n(N)=0.02 mol,n(O)=(3.30 g-0.22 mol×1 g·
21、mol-1-0.18 mol×12 g·mol-1-0.02 mol×14 g·mol-1)÷16 g·mol-1=0.04 mol,即n(H)∶n(C)∶n(N)∶n(O)=11∶9∶1∶2,則此氨基酸的實驗式為C9H11O2N。(5)若裝置B、C順序顛倒,則堿石灰不僅可以吸收二氧化碳,還可以吸收水蒸氣,故無法計算氨基酸中的C、H兩種元素的質(zhì)量,不能達到實驗目的。 答案 (1)排出裝置中的空氣 z (2)D (3)除去多余的氧氣 (4)C9H11O2N (5)不能 先連C則H2O、CO2一起除去,就測不出CO2和H2O的生成量,無法計算C、H比例 2.解析 (1)SO2有毒、故需
22、要吸收尾氣,燒杯內(nèi)試劑應該是NaOH溶液。燒瓶中反應的離子方程式為SO+2H+===SO2↑+H2O。 (2)沉淀的主要成分是BaSO3,溶解時應該用稀鹽酸(HNO3會將其氧化成BaSO4);從試管中出來的氣體先通過濃硫酸(或無水CaCl2)除去水,再用堿石灰吸收SO2,為防止空氣中的水蒸氣及CO2造成干擾,吸收SO2的儀器后面還應該連接一個盛有干燥劑的儀器。吸收SO2的儀器增加的質(zhì)量就是SO2的質(zhì)量,由BaSO3~SO2關(guān)系可求出沉淀中BaSO3的質(zhì)量,進一步求出BaSO3的質(zhì)量分數(shù)。 (3)圖Ⅰ裝置中存在空氣,在Ba(OH)2溶液中,部分SO2在氧氣存在下會轉(zhuǎn)化為BaSO4,故應將裝置
23、內(nèi)空氣排出;圖Ⅱ中存在的問題主要有兩個:一是從試管中揮發(fā)出的HCl會進入U形管中;二是生成的SO2無法全部進入U形管中。前者會導致測量的結(jié)果偏高,后者會導致測量結(jié)果偏低。 (4)乙同學方案是直接測量與BaSO3相關(guān)的量值;丁同學很可能是測量除去BaSO3剩余固體的質(zhì)量,通過先求雜質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)實現(xiàn)求BaSO3質(zhì)量分數(shù)的目的。 答案 (1)NaOH溶液 吸收可能沒有反應完的SO2,防止其污染空氣 SO+2H+===SO2↑+H2O (2)abcdeg(其他合理的連接方式也可) 稀鹽酸 (3)將燒瓶瓶塞換成三孔塞,反應前經(jīng)其中的一個導管通入N2將裝置中空氣排出(或其他合理答案) 試管中揮
24、發(fā)出的HCl被盛堿石灰裝置吸收,會導致結(jié)果偏大;因為SO2氣體沒有完全排出被吸收,會導致結(jié)果偏小(或其他合理答案) (4)用足量鹽酸溶解白色沉淀后剩余固體的質(zhì)量 3.解析 (1)在有Fe3+、Cu2+的溶液中檢驗Fe2+,可以利用Fe2+的還原性。(2)加鹽酸所得CuCl2溶液中含有雜質(zhì)Fe3+、Fe2+,先加氧化劑將Fe2+氧化成Fe3+。加入能與H+反應的銅的化合物(不引入新雜質(zhì))調(diào)節(jié)pH到5左右沉淀Fe3+。(3)x=∶=。(4)鐵棒作陰極(若作陽極,活性電極作陽極,優(yōu)先失電子),溶液中的H+得電子生成氫氣,用排水法測氫氣體積,A接G,F(xiàn)接H。碳棒生成氯氣,B接D,E接C。(5)發(fā)生反應:2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,n(OH-)=2n(H2)=7.5×10-4 mol,得c(OH-)=0.01 mol·L-1,pH約為12。 答案 (1)①② (2)H2O2 CuO (3)向過濾器中加入適量的蒸餾水使其剛好浸沒沉淀,待水流下后,再次加入蒸餾水重復2~3次 (4)G F H D E C Cl2+2I-===I2+2Cl- (5)12
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