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2019-2020年高考化學一輪復習知識梳理與訓練 第10章 第3講 定量實驗分析型實驗題（含解析） 數(shù)據(jù)的測定方法 1．沉淀法 先將某種成分轉化為沉淀，然后稱量純凈、干燥的沉淀的質(zhì)量，再進行相關計算。 2．測氣體體積法 對于產(chǎn)生氣體的反應，可以通過測定氣體體積的方法測定樣品純度。 量氣裝置的設計： 下列裝置中，A是常規(guī)的量氣裝置，B、C、D是改進后的裝置。 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，然后進行相關計算。 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滴定等獲得相應數(shù)據(jù)后再進行相關計算。 [典例]　(xx·北京理綜，27)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、硫轉化為氣體，再用測碳、測硫裝置進行測定。 (1)采用裝置A，在高溫下將x克鋼樣中碳、硫轉化為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：3FeS＋5O2 1________＋3________。 (2)將氣體a通入測硫裝置中(如右圖)，采用滴定法測定硫的含量。 ①H2O2氧化SO2的化學方程式 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗zmLNaOH溶液，若消耗1mLNaOH溶液相當于硫的質(zhì)量為y克，則該鋼樣中硫的質(zhì)量分數(shù)：________。 (3)將氣體a通入測碳裝置中(如下圖)，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)量分數(shù)，應測量的數(shù)據(jù)是________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(1)①鋼樣(含有鐵、碳、硫)在高溫下與O2反應，除生成CO2、SO2外，還有剩余的O2，故氣體a中含有CO2、SO2、O2。 ②該反應中，S元素由－2價被氧化為＋4價，即生成SO2，再結合元素守恒及元素的化合價升降總數(shù)相等，配平該反應方程式：3FeS＋5O2Fe3O4＋3SO2。 (2)①H2O2具有強氧化性，SO2具有強還原性，二者發(fā)生氧化還原反應生成H2SO4，化學方程式為H2O2＋SO2===H2SO4。 ②消耗1mLNaOH溶液相當于硫的質(zhì)量為yg，則消耗zmLNaOH溶液相當于硫的質(zhì)量為yzg，那么鋼樣中硫的質(zhì)量分數(shù)為＝。 (3)①裝置B中活性MnO2將SO2氧化。裝置C中K2Cr2O7-濃H2SO4具有強氧化性，用于吸收氣體a中的SO2，防止SO2進入CO2吸收瓶，影響實驗結果。 ②實驗中應測定實驗前后CO2吸收瓶的質(zhì)量變化，從而確定CO2的質(zhì)量，繼而求出鋼樣中碳的質(zhì)量分數(shù)。 答案　(1)①SO2、CO2、O2?、贔e3O4　SO2 (2)①H2O2＋SO2===H2SO4?、? (3)①排除SO2對CO2測定的干擾?、贑O2吸收瓶吸收CO2前、后的質(zhì)量 1．(xx·重慶理綜，9)中華人民共和國國家標準(GB2760-2011)規(guī)定葡萄酒中SO2最大使用量為0.25g·L－1。某興趣小組用題圖1裝置(夾持裝置略)收集某葡萄酒中SO2，并對其含量進行測定。 (1)儀器A的名稱是______________，水通入A的進口為________。 (2)B中加入300.00mL葡萄酒和適量鹽酸，加熱使SO2全部逸出并與C中H2O2完全反應，其化學方程式為________________________________。 (3)除去C中過量的H2O2，然后用0.0900mol·L－1NaOH標準溶液進行滴定，滴定前排氣泡時，應選擇題圖2中的________；若滴定終點時溶液的pH＝8.8，則選擇的指示劑為________；若用50mL滴定管進行實驗，當?shù)味ü苤械囊好嬖诳潭取?0”處，則管內(nèi)液體的體積(填序號)________(①＝10mL，②＝40mL，③<10mL，④>40mL)。 (4)滴定至終點時，消耗NaOH溶液25.00mL，該葡萄酒中SO2含量為________g·L－1。 (5)該測定結果比實際值偏高，分析原因并利用現(xiàn)有裝置提出改進措施________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)冷凝管(或冷凝器)　b (2)SO2＋H2O2===H2SO4 (3)③　酚酞?、堋?4)0.24 (5)原因：鹽酸的揮發(fā)；改進措施：用不揮發(fā)的強酸如硫酸代替鹽酸，或用蒸餾水代替葡萄酒進行對比實驗，扣除鹽酸揮發(fā)的影響 解析　(1)A儀器的名稱為冷凝管或冷凝器；為使冷卻效果好，應將冷卻水從處于低處的b口通入。 (2)SO2具有強還原性，H2O2具有強氧化性，二者發(fā)生氧化還原反應：SO2＋H2O2===H2SO4。 (3)NaOH盛裝在堿式滴定管中，應將橡皮管向上彎曲排出氣泡，故選③。滴定至終點時溶液的pH＝8.8，在酚酞的變色范圍內(nèi)，故可選用酚酞作指示劑。液面在10mL時滴定管中有刻度的液體為40mL，因滴定管的下端有一段無刻度，故管內(nèi)液體的體積大于40mL。 (4)SO2與NaOH存在如下關系： SO2　　～　　H2SO4　　～　　2NaOH 64g　　　　　　　　　　　　　2mol m(SO2)　　　　　　0.0900mol·L－1×0.025L 解得：m(SO2)＝＝0.072g，故葡萄酒中SO2的含量為＝0.24g·L－1。 (5)鹽酸為揮發(fā)性酸，揮發(fā)出的HCl消耗NaOH，使測量值偏大。可以用難揮發(fā)的稀硫酸代替鹽酸進行該實驗。 2．鋁鎂合金是飛機制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。研究性學習小組的同學為測定某含鎂3%～5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分數(shù)，設計了下列兩種不同實驗方案進行探究。 [方案一] [實驗方案]　將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應，測定剩余固體質(zhì)量。 實驗中發(fā)生反應的化學方程式是_____________________________。 [實驗步驟] (1)稱取10.8g鋁鎂合金粉末樣品，溶于體積為V、物質(zhì)的量濃度為4.0mol·L－1的NaOH溶液中，充分反應。則NaOH溶液的體積V≥__________mL。 (2)過濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中若未洗滌固體，測得鎂的質(zhì)量分數(shù)將______________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。 [方案二] [實驗方案]　將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應，測定生成氣體的體積。 [實驗步驟] (1)同學們擬選用下列實驗裝置完成實驗： 你認為最簡易的裝置其連接順序是A接(　)(　)接(　)(　)接(　)(填接口字母，可不填滿)。 (2)仔細分析實驗裝置后，同學們經(jīng)討論認為以下兩點會引起較大誤差：稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會將瓶內(nèi)空氣排出，使所測氫氣體積偏大；實驗結束時，連接廣口瓶和量筒的導管中有少量水存在，使所測 氫氣體積偏小。于是他們設計了如圖所示的實驗裝置。 ①裝置中導管a的作用是_______________________________________________； ②實驗前后量氣管中液面讀數(shù)分別為V1mL、V2mL，則產(chǎn)生氫氣的體積為__________mL； ③若需確定產(chǎn)生氫氣的量，還需測定的數(shù)據(jù)是______________________________________。 答案　方案一：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑　(1)97　(2)偏高 方案二：(1)E　D　G (2)①使分液漏斗內(nèi)氣體壓強與錐形瓶內(nèi)氣體壓強相等，打開分液漏斗活塞時稀硫酸能順利滴下；滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差　②(V1－V2)?、蹖嶒灂r的溫度和壓強 解析　方案一：將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應，鎂不和NaOH溶液反應，鋁發(fā)生反應：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。 (1)假設合金中鎂的質(zhì)量分數(shù)最少為3%，則10.8g鋁鎂合金粉末樣品中含有鋁10.476g，其物質(zhì)的量是0.388mol，根據(jù)反應2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑知，需要n(NaOH)＝n(Al)＝0.388mol，V(NaOH)＝0.388mol/4.0mol·L－1＝0.097L。 (2)過濾后，金屬鎂的表面會沾有其他離子，如果沒有洗滌，稱量后的固體的質(zhì)量將大于鎂的實際質(zhì)量，所測得鎂的質(zhì)量分數(shù)將偏高。 方案二： (1)很明顯，該同學采用排水法來測量產(chǎn)生氫氣的體積，故A應連接E，D連接G。(最后讀數(shù)時要調(diào)節(jié)廣口瓶和量筒中的液面高度，F(xiàn)接口的導管太短)。(2)①用導管a連接后，滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進入分液漏斗的氣體體積，從而消除由于加入稀硫酸引起的氫氣體積誤差；②量氣管的0刻度在上，故產(chǎn)生氫氣的體積為(V1－V2) mL；③若需確定產(chǎn)生氫氣的量，還需知道實驗時的溫度和壓強。 熱點二　實驗數(shù)據(jù)的處理與分析 實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計與整理的一般方法 1．數(shù)據(jù)的表格化 項目 實驗編號 項目1 項目2 項目3 項目4… 1 2 3 (1)根據(jù)實驗原理確定應記錄的項目：所測的物理量。 (2)應注意數(shù)據(jù)的有效數(shù)字及單位和必要的注釋。 (3)設計的表格要便于數(shù)據(jù)的查找、比較，便于數(shù)據(jù)的計算和進一步處理，便于反映數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。 2．數(shù)據(jù)的圖像化 圖像化是用直線圖或曲線圖對化學實驗結果加以處理的一種簡明化形式。它適用于一個量的變化引起另一個量的變化的情況。圖像化的最大特點是鮮明、直觀、簡單、明了。 [典例]　[xx·廣東理綜，31(1)(2)(3)]碘在科研與生活中有重要應用。某興趣小組用0.50mol·L－1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L－1K2S2O8、0.10mol·L－1Na2S2O3等試劑，探究反應條件對化學反應速率的影響。 已知：S2O＋2I－===2SO＋I2 (慢) I2＋2S2O===2I－＋S4O (快) (1)向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，當溶液中的________________耗盡后，溶液顏色將由無色變?yōu)樗{色。為確保能觀察到藍色，S2O與S2O初始的物質(zhì)的量需滿足的關系為n(S2O)∶n(S2O)________________。 (2)為探究反應物濃度對化學反應速率的影響，設計的實驗方案如下表： 實驗序號 體積V/mL K2S2O8溶液 水 KI溶液 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 ① 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0 ② 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0 ③ 8.0 Vx 4.0 4.0 2.0 表中Vx＝______________，理由是_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)已知某條件下，濃度c(S2O)～反應時間t的變化曲線如圖所示，若保持其他條件不變，請在坐標圖中，分別畫出降低反應溫度和加入催化劑時c(S2O)～t的變化曲線示意圖(進行相應的標注)。 解析　解答本題時，要圍繞實驗目的(探究反應條件對化學反應速率的影響)進行分析與處理。 (1)淀粉溶液遇I2顯藍色，溶液由無色變?yōu)樗{色時，溶液中有I2，說明Na2S2O3消耗盡。為確保能觀察到藍色，溶液中Na2S2O3要耗盡。由題給離子反應可得關系式：S2O～I2～2S2O，則有n(S2O)∶n(S2O)<2∶1時，能觀察到藍色。 (2)實驗的目的是探究K2S2O8溶液的濃度對化學反應速率的影響，故應保證每組實驗中其他物質(zhì)的濃度相等，即溶液的總體積相等(即為20.0mL)，從而可知Vx＝2.0。 (3)降低溫度時，化學反應速率減慢，c(S2O)變化減慢。加入催化劑時，化學反應速率加快，c(S2O)變化加快，c(S2O)～t的變化曲線如圖所示。 答案　(1)Na2S2O3　<2　(2)2.0　保證反應物K2S2O8的濃度改變，而其他物質(zhì)的濃度不變 (3)如圖所示 題組一　實驗數(shù)據(jù)的篩選與取舍 1．某樣品是由碳酸鈉與氯化鈉組成的固體混合物，現(xiàn)欲測定樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)。 某同學稱取10.00g樣品，配成1000mL溶液，用______(填儀器名稱)量取25.00mL放入錐形瓶中，加入甲基橙作指示劑，用0.1500mol·L－1標準鹽酸溶液滴定至終點，平行測定三次，有關實驗數(shù)據(jù)記錄如下表，則樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為__________。 實驗編號 待測液體積(mL) 標準液體積(mL) 滴定前讀數(shù) 終點時讀數(shù) 1 25.00 0.00 30.02 2 25.00 0.20 33.80 3 25.00 1.40 31.38 答案　堿式滴定管(或25mL移液管)　95.40% 解析　碳酸鈉溶液呈堿性，應選用堿式滴定管(或25mL移液管)。第2組測定體積為離群值，應舍去，用1、3組求體積的平均值。 ＝＝30.00mL，依據(jù)方程式：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，n(Na2CO3)＝××0.1500mol·L－1×30×10－3L＝0.09mol，所以w(Na2CO3)＝×100%＝95.40%。 2．0.80gCuSO4·5H2O樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如下圖所示。 請回答下列問題： (1)試確定200℃時固體物質(zhì)的化學式________________________________________ ________________________________________________________________________； (要求寫出推斷過程)。 (2)取270℃所得樣品，于570℃灼燒得到的主要產(chǎn)物是黑色粉末和一種氧化性氣體，該反應的化學方程式為________________________；把該黑色粉末溶解于稀硫酸中，經(jīng)濃縮、冷卻，有晶體析出，該晶體的化學式為________，其存在的最高溫度是________。 答案　(1)CuSO4·H2O CuSO4·5H2OCuSO4·(5－n)H2O＋nH2O 250　　　　　　　　　　　　　　　　　18n 0．80 g0.80 g－0.57 g＝0.23 g 可列式：＝，求得n≈4。200℃時產(chǎn)物為CuSO4·H2O晶體。 (2)CuSO4CuO＋SO3↑　CuSO4·5H2O　102℃ 解析　(1)分析CuSO4·5H2O受熱脫水過程的熱重曲線可知，200℃時和113℃時的產(chǎn)物相同，可根據(jù)113℃時樣品質(zhì)量確定脫水產(chǎn)物，設113℃時產(chǎn)物為CuSO4·(5－n)H2O，則有 CuSO4·5H2OCuSO4·(5－n)H2O＋nH2O 250　　　　　　　　　　　　　　　　　　18n 0．80 g0.80 g－0.57 g＝0.23 g 可列式：＝，求得n≈4。200℃時產(chǎn)物為CuSO4·H2O晶體。 (2)根據(jù)灼燒產(chǎn)物是黑色粉末可知分解生成CuO，則具有氧化性的另一產(chǎn)物為SO3，所以灼燒時反應方程式為CuSO4CuO＋SO3↑，CuO溶于稀硫酸得CuSO4溶液，結晶時又生成CuSO4·5H2O，由脫水過程的熱重曲線可知其存在的最高溫度為102℃。 題組二　實驗數(shù)據(jù)的合理組合 3．現(xiàn)有一份CuO和Cu2O的混合物，用H2還原法測定其中的CuO質(zhì)量xg，實驗中可以測定以下數(shù)據(jù)：①W：混合物的質(zhì)量(g)、②W(H2O)：生成水的質(zhì)量(g)、③W(Cu)：生成Cu的質(zhì)量(g)、④V(H2)：標準狀況下消耗H2的體積(L)。 (已知摩爾質(zhì)量：Cu：64g·mol－1、CuO：80g·mol－1、Cu2O：144g·mol－1、H2O：18g·mol－1) (1)為了計算x至少需要測定上述4個數(shù)據(jù)中的____個，這幾個數(shù)據(jù)的組合共有________種。請將這些組合一一填入下列空格中。 說明：①選用W、W(H2O)、W(Cu)、V(H2)表示，不必列出具體算式。 ②每個空格中填一種組合，有幾種組合就填幾種，不必填滿。 (2)從上述組合中選出一個含W數(shù)據(jù)的求x的計算式： ________________________________________________________________________。 (3)以上數(shù)據(jù)組合中易于取得的一組是___________________________________。 答案　(1)2　5 W、W(H2O) W、W(Cu) W、V(H2) W(H2O)、W(Cu) W(Cu)、V(H2) (2)可從以下三組中任選一組 ①＋＝ ②＋＝ ③＋＝ (3)W和W(Cu) 解析　本題是考查學生根據(jù)實驗試題的要求，設計實驗方案的能力及數(shù)據(jù)處理能力，而且本題是數(shù)學知識與化學結合的一個題目。本題想解決的是CuO和Cu2O二元混合物的質(zhì)量組成，要通過列二元一次方程組的方法求解，所以需要獲得兩個數(shù)據(jù)。將題中所給數(shù)據(jù)進行排列組合，有下列6種組合。 W、W(H2O) W、W(Cu) W、V(H2) W(H2O)、W(Cu) W(H2O)、V(H2) W(Cu)、V(H2) 在6種組合中不難看出V(H2)、W(H2O)一組不能成立，因為這一組僅與氧元素有關而與銅元素無關，不能形成兩個有效的二元一次方程，無法求出CuO和Cu2O的量，所以實際只有5組數(shù)據(jù)組合是合理的。但在這5種組合中，結合氫氣要過量的特點，V(H2)這一數(shù)據(jù)在獲得上有一定的困難。測W(H2O)易受空氣中的水及CO2的干擾，并且裝置復雜，數(shù)據(jù)合理，但不簡易。W及W(Cu)在獲取上是最容易且可靠的。 4．在0℃、1.01×105Pa時進行下列實驗：甲、乙、丙三位同學各取30.0mL同濃度的鹽酸，加入相同組成的鎂鋁合金粉末，測定產(chǎn)生氣體的體積，有關數(shù)據(jù)列表如下： 實驗序號 甲 乙 丙 合金質(zhì)量(mg) 510 765 918 氣體體積(mL) 560 672 672 試求：(1)鹽酸的物質(zhì)的量濃度是多少？ (2)合金中各成分的質(zhì)量分數(shù)。 答案　(1)2.0mol·L－1 (2)Mg的質(zhì)量分數(shù)為47.1%，Al的質(zhì)量分數(shù)為52.9% 解析　依據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，甲同學實驗鹽酸過量。乙、丙實驗中合金過量，鹽酸完全反應。 (1)按乙、丙中產(chǎn)生氫氣的體積計算n(HCl) 2HCl　　～　　H2 n(HCl)＝2×＝0.06mol c(HCl)＝＝2.0mol·L－1 (2)甲中鹽酸過量，合金完全反應 用甲組數(shù)據(jù)計算：n(H2)＝＝0.025mol 設合金中Mg、Al的物質(zhì)的量分別為x、y Mg～H2　　　Al～H2 xxyy ，解得 w(Mg)＝×100%≈47.1% w(Al)＝×100%≈52.9% 　定量化學實驗數(shù)據(jù)的加工處理策略 實驗所得的數(shù)據(jù)，可分為有用、有效數(shù)據(jù)，正確、合理數(shù)據(jù)，錯誤、無效數(shù)據(jù)，及無用、多余數(shù)據(jù)等。能從大量的實驗數(shù)據(jù)中找出有用、有效、正確、合理的數(shù)據(jù)是實驗數(shù)據(jù)分析處理題的一個重要能力考查點，也是近年來命題變化的一個重要方向。 對實驗數(shù)據(jù)篩選的一般方法和思路為“五看”：一看數(shù)據(jù)是否符合測量儀器的精度特點，如用托盤天平測得的質(zhì)量的精度為0.1g，若精度值超過了這個范圍，說明所得數(shù)據(jù)是無效的；二看數(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；三看反應是否完全，是否是過量反應物作用下所得的數(shù)據(jù)，只有完全反應時所得的數(shù)據(jù)，才能進行有效處理和應用；四看所得數(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、壓強一致的情況下才能進行比較、運算；五看數(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。 (1)表格型題的解題要點在于通過審題，獲取有用信息，然后對表格中數(shù)據(jù)進行比較分析，依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)、變化規(guī)律進行解答。 (2)直角坐標系題的解題要點在于解題時要求學生首先弄清楚自變量和因變量到底是什么，注意理解起點、終點、轉折點的含義。然后根據(jù)所學知識分析概念、圖像、數(shù)值三者之間的關系。 練出高分 1．碳酸鎂晶須是一種新型的吸波隱形材料中的增強材料。 (1)合成該物質(zhì)的步驟如下： 步驟1：配制0.5mol·L－1MgSO4溶液和0.5mol·L－1NH4HCO3溶液。 步驟2：用量筒量取500mLNH4HCO3溶液于1000mL四口燒瓶中，開啟攪拌器，溫度控制在50℃。 步驟3：將250mLMgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中，1min內(nèi)滴加完后，用氨水調(diào)節(jié)溶液pH到9.5。 步驟4：放置1h后，過濾，洗滌。 步驟5：在40℃的真空干燥箱中干燥10h，得碳酸鎂晶須產(chǎn)品(MgCO3·nH2O　n＝1～5)。 回答下列問題： ①步驟3中加氨水后的離子方程式_____________________________________________。 ②步驟4為加快過濾速度，常用_________________________________________________(填過濾方法)。 (2)測定合成的MgCO3·nH2O中的n值。 稱量1.000g碳酸鎂晶須，放入右圖所示的廣口瓶中，加入適量水，滴入稀硫酸與晶須反應，生成的CO2被NaOH溶液吸收，在室溫下反應4～5h，反應后期將溫度升到30℃，最后的燒杯中的溶液用已知濃度的鹽酸滴定，測得CO2的總量；重復上述操作2次。 ①圖中氣球的作用是______________________________________________________ __________________________； ②上述反應后期要升溫到30℃，主要目的是__________________________________； ③設3次實驗測得每1.000g碳酸鎂晶須產(chǎn)生的CO2平均值為amol，則n值為________________________(用含a的表達式表示)。 (3)稱取100g上述晶須產(chǎn)品進行熱重分析，熱重曲線如下圖。則該條件下合成的晶須中，n＝____________(選填：1、2、3、4、5)。 答案　(1)①Mg2＋＋NH3·H2O＋HCO===MgCO3↓＋NH＋H2O?、跍p壓過濾(或抽濾) (2)①暫時儲存CO2，有利于CO2被NaOH溶液吸收，且能保持裝置中壓強相對穩(wěn)定　②升高溫度氣體的溶解度減小，使溶解在水中的CO2逸出，便于吸收完全 ③(1－84a)/18a (3)1 解析　(1)①加入氨水促進HCO的電離，適當增大CO的濃度。②加快過濾的方法只能是減壓過濾。 (2)①開始產(chǎn)生的CO2速率大于NaOH溶液吸收CO2的速率，氣球逐漸脹大，暫時儲存CO2，避免產(chǎn)生的CO2使內(nèi)部壓強過大，造成氣體泄漏；后期CO2被NaOH吸收時，氣球逐漸變小；②使溶解在水中的CO2逸出，便于吸收完全； ③找出關系：MgCO3·nH2O～CO2 84＋18n1 1.000a 得n＝(1.000－84a)/18a (3)從圖中看，剩余質(zhì)量為82.3g時，減少的質(zhì)量為失去的結晶水的質(zhì)量；剩余39.5g時，減少的質(zhì)量為分解出的CO2的質(zhì)量，列式：100g×18n/(84＋18n)＝100g－82.3g，得n＝1。 2．某課外活動小組設計了以下實驗方案驗證Ag與濃HNO3反應的過程中可能產(chǎn)生NO。其實驗流程圖如下： (1)測定硝酸的物質(zhì)的量 反應結束后，從下圖B裝置中所得100mL溶液中取出25.00mL溶液，用0.1mol·L－1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示劑，滴定前后的滴定管中液面的位置如右上圖所示。 在B容器中生成硝酸的物質(zhì)的量為__________，則Ag與濃硝酸反應過程中生成的NO2的物質(zhì)的量為____________。 (2)測定NO的體積 ①從上圖所示的裝置中，你認為應選用________裝置進行Ag與濃硝酸反應實驗，選用的理由是________________________________________________________________________。 ②選用上圖所示儀器組合一套可用來測定生成NO體積的裝置，其合理的連接順序是__________________(填各導管口編號)。 ③在讀取量筒內(nèi)液體體積之前，應進行的操作___________________________________。 (3)氣體成分分析 若實驗測得NO的體積為112.0mL(已折算到標準狀況)，則Ag與濃硝酸反應的過程中________(填“有”或“沒有”)NO產(chǎn)生，作此判斷的依據(jù)是__________________。 答案　(1)0.008mol　0.012mol (2)①A　因為A裝置可以通入N2將裝置中的空氣排盡，防止NO被空氣中O2氧化?、?23547?、垡后w冷卻到室溫，并使集氣瓶和量筒內(nèi)液面相平 (3)有　因為NO2與水反應生成的NO的體積小于收集到的NO的體積 解析　本題根據(jù)Ag和濃HNO3反應原理，考查了酸堿中和滴定及氣體成分的分析方法。 (1)根據(jù)圖示消耗NaOH溶液的體積為20.00mL，n(HNO3)＝20.00×10－3L×0.1mol·L－1×4＝0.008mol。n(NO2)＝×3＝0.012mol。 (2)裝置A可以利用N2排盡裝置內(nèi)的氣體，防止NO被氧化，所以選用裝置A。 其裝置順序為A→B→C→E，為了減少誤差，在讀取NO體積時，一是要冷卻到室溫；二是量筒內(nèi)液面應和集氣瓶內(nèi)液面相平。 (3)根據(jù) 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 0．012mol0.004mol V(NO)＝0.004mol×22.4L·mol－1＝0.0896L<0.112L，所以，Ag與濃硝酸反應的過程中有NO產(chǎn)生。 3．目前流行的關于生命起源假設的理論認為，生命起源于約40億年前的古洋底的熱液環(huán)境，這種環(huán)境系統(tǒng)中普遍存在鐵硫簇結構，如Fe2S2、Fe4S4、Fe8S7等，這些鐵硫簇結構參與了生命起源的相關反應。某化學興趣小組在研究某鐵硫簇結構的組成時，設計了下列實驗。 【實驗Ⅰ】　確定硫的質(zhì)量： 按圖連接裝置，檢查好裝置的氣密性后，在硬質(zhì)玻璃管A中放入1.0g鐵硫簇結構(含有部分不反應的雜質(zhì))，在試管B中加入50mL0.100mol·L－1的酸性KMnO4溶液，在試管C中加入品紅溶液。通入空氣并加熱，發(fā)現(xiàn)固體逐漸轉變?yōu)榧t棕色。待固體完全轉化后，將B中溶液轉移至250mL容量瓶，洗滌試管B后定容。取25.00mL該溶液用0.01mol·L－1的草酸(H2C2O4)溶液滴定剩余的KMnO4。記錄數(shù)據(jù)如下： 滴定次數(shù) 待測溶液體積/mL 草酸溶液體積/mL 滴定前刻度 滴定后刻度 1 25.00 1.50 23.70 2 25.00 1.02 26.03 3 25.00 0.00 24.99 相關反應：①2MnO＋2H2O＋5SO2===2Mn2＋＋5SO＋4H＋ ②2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 【實驗Ⅱ】　確定鐵的質(zhì)量： 將實驗Ⅰ硬質(zhì)玻璃管A中的殘留固體加入稀鹽酸中，充分攪拌后過濾，在濾液中加入足量的NaOH溶液，過濾后取濾渣，經(jīng)充分灼燒得0.6g固體。 試回答下列問題： (1)判斷滴定終點的方法是______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)試管C中品紅溶液的作用是_____________________________________________。 有同學提出，撤去C裝置對實驗沒有影響，你的看法是________(選填“同意”或“不同意”)，理由是___________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)根據(jù)實驗Ⅰ和實驗Ⅱ中的數(shù)據(jù)可確定該鐵硫簇結構的化學式為________________________________________________________________________。 【問題探究】　滴定過程中，細心的同學發(fā)現(xiàn)該KMnO4溶液顏色褪去的速率較平常滴定時要快得多。為研究速率加快的原因，該同學繼續(xù)進行了下列實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表： 編號 溫度/℃ 酸化的H2C2O4溶液/mL KMnO4溶液/mL 溶液褪色時間/s 1 25 5.0 2.0 40 2 25 5.0(另加少量可溶于水的MnSO4粉末) 2.0 4 3 60 5.0 2.0 25 (4)分析上述數(shù)據(jù)，滴定過程中反應速率加快的一種可能原因是___________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)當?shù)稳胱詈笠坏尾菟崛芤簳r，錐形瓶中溶液由淺紅色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變化 (2)驗證SO2是否被酸性KMnO4溶液完全吸收　同意 當B中溶液顏色不變化，即可證明SO2已被酸性KMnO4溶液完全吸收 (3)Fe3S4 (4)Mn2＋對反應起到催化作用(或反應放熱使溫度升高)，加快反應速率 解析　(3)第1次滴定時H2C2O4溶液體積誤差較大，舍去，第2、3次取平均值，V(H2C2O4)＝25.00mL。與H2C2O4反應的KMnO4的物質(zhì)的量為0.01mol·L－1×0.025L×＝0.0001mol，與SO2反應的KMnO4的物質(zhì)的量為0.05L×0.100mol·L－1－10×0.0001mol＝0.004mol，n(SO2)＝0.004mol×＝0.01mol，n(S)＝0.01mol；0.6g固體為Fe2O3，n(Fe)＝×2mol＝0.0075mol，＝＝，所以該鐵硫簇結構的化學式為Fe3S4。(4)對比實驗1、2知，Mn2＋可使反應速率加快；對比實驗1、3知，溫度升高，反應速率加快。 4．通過沉淀－氧化法處理含鉻廢水，減少廢液排放對環(huán)境的污染，同時回收K2Cr2O7。實驗室對含鉻廢液(含有Cr3＋、Fe3＋、K＋、SO、NO和少量Cr2O)回收與再利用工藝如下： 已知：①Cr(OH)3＋OH－===CrO＋2H2O； ②2CrO＋3H2O2＋2OH－===2CrO＋4H2O； ③H2O2在酸性條件下具有還原性，能將＋6價Cr還原為＋3價Cr。 (1)實驗中所用KOH濃度為6mol·L－1，現(xiàn)用KOH固體配制250mL6mol·L－1的KOH溶液，除燒杯、玻璃棒外，還必需用到的玻璃儀器有________。 (2)濾液Ⅰ酸化前，進行加熱的目的是________。冰浴、過濾后，應用少量冷水洗滌K2Cr2O7，其目的是________________________。 (3)下表是相關物質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù)： 物質(zhì) 0℃ 20℃ 40℃ 60℃ 80℃ 100℃ KCl 28.0 34.2 40.1 45.8 51.3 56.3 K2SO4 7.4 11.1 14.8 18.2 21.4 24.1 K2Cr2O7 4.7 12.3 26.3 45.6 73.0 102.0 KNO3 13.9 31.6 61.3 106 167 246.0 根據(jù)溶解度數(shù)據(jù)，操作Ⅰ具體操作步驟為①__________________、②__________。 (4)稱取產(chǎn)品重鉻酸鉀試樣2.000g配成250mL溶液，取出25.00mL于錐形瓶中，加入10mL2mol·L－1H2SO4和足量碘化鈉(鉻的還原產(chǎn)物為Cr3＋)，放于暗處5min，然后加入100mL水，加入3mL淀粉指示劑，用0.1200mol·L－1Na2S2O3標準溶液滴定(I2＋2S2O===2I－＋S4O)。 ①若實驗中共用去Na2S2O3標準溶液30.00mL，所得產(chǎn)品中重鉻酸鉀的純度為________(設整個過程中其他雜質(zhì)不參與反應)。 ②若滴定管在使用前未用Na2S2O3標準溶液潤洗，測得的重鉻酸鉀的純度將________(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。 答案　(1)250mL容量瓶、膠頭滴管 (2)除去H2O2　除去晶體表面殘留的雜質(zhì)，減小K2Cr2O7的損耗 (3)①蒸發(fā)濃縮?、诔脽徇^濾 (4)①88.2%?、谄? 解析　(1)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，需要用到容量瓶，在定容時要用到膠頭滴管。(2)在加熱時，H2O2會發(fā)生分解反應。用冰水洗晶體是為了降低晶體的溶解度，增加產(chǎn)率。(3)從溶解度表中數(shù)據(jù)知，K2SO4溶解度比K2Cr2O7、KNO3小，采用蒸發(fā)濃縮，將K2SO4析出而除去，趁熱過濾得含有大量K2Cr2O7和少量的KNO3的濾液，再采用冰水降溫結晶，可析出K2Cr2O7晶體。 (4)①找出滴定的關系：K2Cr2O7～3I2～6S2O，m(K2Cr2O7)＝0.1200mol·L－1×30×10－3L×294g·mol－1×＝0.1764g，重鉻酸鉀的純度為(0.1764×250/25)/2×100%＝88.2%。②若未用Na2S2O3潤洗滴定管，則Na2S2O3的濃度變小，消耗的體積變多，則計算出的I2以及K2Cr2O7的量將偏大。