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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 10.4定量分析型實(shí)驗(yàn)題課時作業(yè) 1．堿式碳酸銅是一種化工原料，化學(xué)式用mCu(OH)2nCuCO3表示。實(shí)驗(yàn)室以廢銅屑為原料制取堿式碳酸銅的步驟如下： Ⅰ.廢銅屑制硫酸銅 方案1：將濃硫酸加入到盛有廢銅屑的大試管中加熱，充分反應(yīng)后過濾得到硫酸銅溶液 方案2：將銅屑在空氣中充分灼燒，殘留固體溶于稀硫酸 Ⅱ.堿式碳酸銅的制備 ①向大試管中加入Na2CO3溶液和CuSO4溶液； ②水浴加熱到70 ℃左右； ③用0.4 mol/L的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8.5，振蕩、靜置、過濾； ④用熱水洗滌、烘干，得到堿式碳酸銅產(chǎn)品。 請回答下列問題： (1)制備硫酸銅的最佳方案為 ________，原因是 ________________________________________________________________________。 (2)步驟③過濾后，濾液中有SO，檢驗(yàn)SO的方法為 ________________________________________________________________________。 (3)步驟④用熱水洗滌的目的是 ________________________________________________________________________。 (4)可用如下方法測定堿式碳酸銅的組成： 灼燒法：取34.6 g純凈物mCu(OH)2nCuCO3，在硬質(zhì)試管中灼燒，將氣體產(chǎn)物依次通過足量的濃硫酸、足量的堿石灰，完全吸收后濃硫酸增加1.8 g，堿石灰增加8.8 g。 利用上述數(shù)據(jù)推算堿式碳酸銅的化學(xué)式：__________。 解析：　 (1)方案1和方案2相比較，方案1產(chǎn)生污染氣體，且生成相同物質(zhì)的量的硫酸銅，方案1消耗原料多。(2)檢驗(yàn)硫酸根應(yīng)先加入鹽酸，排除CO、SO以及Ag＋的干擾，再加入氯化鋇，有白色沉淀生成則含有SO。(3)熱水洗滌的目的是洗去沉淀表面附有的可溶性離子。(4)濃硫酸吸收水，堿石灰吸收二氧化碳。根據(jù)n(H2O)＝＝0.1 mol、n(CO2)＝＝0.2 mol，可得＝，故堿式碳酸銅的化學(xué)式為Cu(OH)22CuCO3。 答案：　(1)方案2　無污染、節(jié)約原料 (2)取濾液少許，加入鹽酸無明顯現(xiàn)象，加入氯化鋇有白色沉淀生成 (3)除去產(chǎn)品表面雜質(zhì) (4)Cu(OH)22CuCO3 2．熱重分析法是程序控制溫度下，測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度的關(guān)系的一種實(shí)驗(yàn)技術(shù)?，F(xiàn)有一CaC2O4nH2O試樣，分別在氮?dú)鈿夥?、氧氣氣氛中進(jìn)行熱重分析，得到如下熱重(TG)曲線。 (1)圖中曲線上有三個失重臺階，分別表示加熱過程中依次發(fā)生了三個反應(yīng)。根據(jù)第1步反應(yīng)的失重數(shù)據(jù)計算試樣CaC2O4nH2O中的n值(精確到整數(shù))為__________。 (2)根據(jù)第2步反應(yīng)的失重數(shù)據(jù)推測第2步反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________；觀察曲線說明氧氣存在時有利于第2步反應(yīng)進(jìn)行，原因是______________。 (3)第3步反應(yīng)中釋放的氣體產(chǎn)物是________________。觀察曲線可判斷出，氧氣存在時不利于第3步反應(yīng)進(jìn)行，可能原因是____________。 解析：　(1)根據(jù)圖像可知，第一個臺階為脫水過程，即質(zhì)量的減少值為分子中水的質(zhì)量。即＝，n＝1。 (2)由(1)計算可知CaC2O4的物質(zhì)的量為0.1 mol，第二個臺階后質(zhì)量為10 g，說明生成的固體的摩爾質(zhì)量為100 gmol－1，因此確定為CaCO3，根據(jù)質(zhì)量守恒得另一種生成物為CO。 (3)第三個臺階生成的固體的摩爾質(zhì)量為56 gmol－1，所以確定為CaO，則分解反應(yīng)為CaCO3CaO＋CO2↑。 答案：　(1)1 (2)CaC2O4CaCO3＋CO↑　氧氣可跟CO反應(yīng)，促使草酸鈣分解向正向進(jìn)行 (3)CO2　氧氣存在時第二步反應(yīng)產(chǎn)生的CO2會抑制CaCO3CaO＋CO2↑進(jìn)行 3．某課外活動小組設(shè)計了以下實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證Ag與濃HNO3反應(yīng)的過程中可能產(chǎn)生NO。其實(shí)驗(yàn)流程圖如下： (1)測定硝酸的物質(zhì)的量反應(yīng)結(jié)束后，從如圖B裝置中所得100 mL溶液中取出25.00 mL溶液，用0.1 molL－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(yīng)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(rèn)為應(yīng)選用________裝置進(jìn)行Ag與濃硝酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，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(dǎo)管口編號)。 ③在讀取量筒內(nèi)液體體積之前，應(yīng)進(jìn)行的操作________。 (3)氣體成分分析 若實(shí)驗(yàn)測得NO的體積為112.0 mL(已折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則Ag與濃硝酸反應(yīng)的過程中________(填“有”或“沒有”)NO產(chǎn)生，作此判斷的依據(jù)是 ________________________________________________________________________。 解析：　本題根據(jù)Ag和濃HNO3反應(yīng)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20.00 mL，n(HNO3)＝20.0010－3 L0.1 molL－14＝0.008 mol。n(NO2)＝3＝0.012 mol。 (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?yàn)锳→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(yīng)和集氣瓶內(nèi)液面相平。 (3)根據(jù) 3NO2＋H2O===2HNO3＋NO 0.012 mol 0.004 mol V(NO)＝0.004 mol22.4 Lmol－1＝0.089 6 L<0.112 L，所以有NO產(chǎn)生。 答案：　(1)0.008 mol　0.012 mol (2)①A　因?yàn)锳裝置可以通入N2將裝置中的空氣排盡，防止NO被空氣中O2氧化?、?23547?、鄣纫后w冷卻到室溫，并使集氣瓶和量筒內(nèi)液面相平 (3)有　因?yàn)镹O2與水反應(yīng)生成的NO的體積小于收集到的NO的體積(89.6<112.0) 4．三草酸合鐵酸鉀晶體(K3[Fe(C2O4)3]xH2O)是一種光敏材料，在110 ℃可完全失去結(jié)晶水。為測定該晶體中鐵的含量和結(jié)晶水的含量，某實(shí)驗(yàn)小組做了如下實(shí)驗(yàn)： (1)鐵含量的測定 步驟一：稱量5.00 g三草酸合鐵酸鉀晶體，配制成250 mL溶液。 步驟二：取所配溶液25.00 mL于錐形瓶中，加稀H2SO4酸化，滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部被氧化成二氧化碳，同時，MnO被還原成Mn2＋。向反應(yīng)后的溶液中加入一小匙鋅粉，加熱至黃色剛好消失，過濾，洗滌，將過濾及洗滌所得溶液收集到錐形瓶中，此時，溶液仍呈酸性。 步驟三：用0.010 molL－1 KMnO4溶液滴定步驟二所得溶液至終點(diǎn)，消耗KMnO4溶液20.02 mL，滴定中MnO被還原成Mn2＋。 重復(fù)步驟二、步驟三操作，滴定消耗0.010 molL－1 KMnO4溶液19.98 mL。 請回答下列問題： ①配制三草酸合鐵酸鉀溶液的操作步驟依次是稱量、______、轉(zhuǎn)移、洗滌并轉(zhuǎn)移、________、搖勻。 ②步驟二中加入鋅粉的目的是__________________。 ③寫出步驟三中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式： ________________________________________________________________________。 ④實(shí)驗(yàn)測得該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。 (2)結(jié)晶水的測定 將坩堝洗凈，烘干至恒重，記錄質(zhì)量；在坩堝中加入研細(xì)的三草酸合鐵酸鉀晶體，稱量并記錄質(zhì)量；加熱至110 ℃，恒溫一段時間，置于空氣中冷卻，稱量并記錄質(zhì)量；計算結(jié)晶水含量。請糾正實(shí)驗(yàn)過程中的兩處錯誤：________；________。 解析：　(1)①配制一定濃度溶液的步驟為稱量、溶解、轉(zhuǎn)移、洗滌、定容、搖勻。 ②從信息中看出，Zn與Fe3＋發(fā)生反應(yīng)：Zn＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Zn2＋，且生成的Fe2＋具有還原性，能與MnO發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而Fe3＋不能與MnO反應(yīng)，無法達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? ③Fe2＋氧化成Fe3＋，MnO還原成Mn2＋，且溶液呈酸性，可書寫離子方程式為5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。 ④KMnO4溶液體積為＝20.00 mL，則5.00 g樣品中Fe消耗的KMnO4溶液體積為20.00 mL10＝200.0 mL，根據(jù)關(guān)系式： 5Fe2＋　～　MnO 5 mol 1 mol x 0.010 molL－10.2 L 可得x＝0.01 mol，則鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 100%＝11.2%。 (2)借用硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量的測定方法，可知其中明顯的兩處錯誤為熱固體須在干燥器中冷卻，以防止固體吸收空氣中的水蒸氣；稱量固體時應(yīng)兩次加熱稱量的固體質(zhì)量不超過0.1 g時，才能確定該晶體已完全失去結(jié)晶水。 答案：　(1)①溶解　定容 ②將Fe3＋還原成Fe2＋，使Fe2＋在步驟三中與KMnO4發(fā)生氧化還原反應(yīng) ③5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O ④11.2% (2)將固體置于干燥器中冷卻　應(yīng)將兩次加熱后固體質(zhì)量的稱量結(jié)果不超過0.1 g后，再計算結(jié)晶水含量 5．某同學(xué)設(shè)計了如圖所示裝置分別進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)(夾持裝置已略去)，請回答下列問題： 實(shí)驗(yàn) 藥品 制取氣體 量氣管中液體 Ⅰ Cu、稀HNO3 NO H2O Ⅱ NaOH(s)、濃氨水 NH3 Ⅲ 電石、飽和NaCl溶液 C2H2 H2O Ⅳ 鎂鋁合金、NaOH溶液 H2 H2O (1)如何檢驗(yàn)如圖所示裝置的氣密性：________________________________________________________________________。 (2)該同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)Ⅰ可通過收集并測量NO氣體的體積來探究銅樣品的純度，你認(rèn)為是否可行？________(填“可行”或“不可行”)，原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)Ⅲ燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ________________________________________________________________________。 打開開關(guān)K，產(chǎn)生的氣體經(jīng)驗(yàn)純后點(diǎn)燃，現(xiàn)象是 ________________________________________________________________________。 (4)實(shí)驗(yàn)Ⅱ中量氣管中的液體最好是__________(填字母編號，下同)。 a．濃NaOH溶液　　　　　　　 b．氨水 c．煤油 d．飽和氯化銨溶液 該實(shí)驗(yàn)剩余的NH3需吸收處理。以下各種尾氣吸收裝置中，適合于吸收NH3，而且能防止倒吸的有________。 (5)本實(shí)驗(yàn)應(yīng)對量氣管多次讀數(shù)，讀數(shù)時應(yīng)注意：①將實(shí)驗(yàn)裝置恢復(fù)到室溫，②________________________________________________________________________， ③視線與凹液面最低處相平。 (6)實(shí)驗(yàn)Ⅳ獲得以下數(shù)據(jù)(所有氣體體積均已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況，忽略滴入液體體積對氣體體積的影響)： 編號 鎂鋁合金質(zhì)量 量氣管第一次讀數(shù) 量氣管第二次讀數(shù) ① 1.0 g 350.0 mL 13.7 mL ② 1.0 g 350.0 mL 25.0 mL ③ 1.0 g 350.0 mL 14.3 mL 根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可計算出鎂鋁合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。 答案：　(1)關(guān)閉分液漏斗的旋塞和開關(guān)K，向量氣管中注入水，使量氣管內(nèi)的水面高于左邊容器內(nèi)的水面，靜置，若水面不發(fā)生變化，則氣密性良好 (2)不可行　NO會與裝置中的空氣反應(yīng)，生成的NO2溶于水，使測得的NO氣體體積不準(zhǔn) (3)CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋C2H2↑　火焰明亮并伴有濃烈的黑煙 (4)c　ACDF (5)使量氣管與干燥管兩端液面相平 (6)27.0% 6．(xx福建理綜，25)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化劑之一。某研究小組進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn)一　焦亞硫酸鈉的制取 采用下圖裝置(實(shí)驗(yàn)前已除盡裝置內(nèi)的空氣)制取Na2S2O5。裝置Ⅱ中有Na2S2O5晶體析出，發(fā)生的反應(yīng)為Na2SO3＋SO2===Na2S2O5。 (1)裝置Ⅰ中產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)要從裝置Ⅱ中獲得已析出的晶體，可采取的分離方法是________。 (3)裝置Ⅲ用于處理尾氣，可選用的最合理裝置(夾持儀器已略去)為________(填序號)。 實(shí)驗(yàn)二 　焦亞硫酸鈉的性質(zhì) Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。 (4)證明NaHSO3溶液中HSO的電離程度大于水解程度，可采用的實(shí)驗(yàn)方法是________(填序號)。 a．測定溶液的pH b．加入Ba(OH)2溶液 c．加入鹽酸 d．加入品紅溶液 e．用藍(lán)色石蕊試紙檢測 (5)檢驗(yàn)Na2S2O5晶體在空氣中已被氧化的實(shí)驗(yàn)方案是 ________________________________________________________________________。 實(shí)驗(yàn)三　葡萄酒中抗氧化劑殘留量的測定 (6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化劑。測定某葡萄酒中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計算)的方案如下： 溶液出現(xiàn)藍(lán)色且30 s內(nèi)不褪色 (已知：滴定時反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2＋I(xiàn)2＋2H2O===H2SO4＋2HI) ①按上述方案實(shí)驗(yàn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)I2溶液25.00 mL，該次實(shí)驗(yàn)測得樣品中抗氧化劑的殘留量(以游離SO2計算)為____________gL－1。 ②在上述實(shí)驗(yàn)過程中，若有部分HI被空氣氧化，則測定結(jié)果__________(填“偏高”、“偏低”或“不變”)。 解析：　(1)裝置Ⅰ中發(fā)生的是實(shí)驗(yàn)室制備SO2的反應(yīng)，采用的原理是強(qiáng)酸制備弱酸，故化學(xué)方程式為Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。 (2)將焦亞硫酸鈉晶體從溶液中分離出來應(yīng)該采取過濾的方法。 (3)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的尾氣主要是SO2氣體，a裝置是密閉的環(huán)境，SO2通不進(jìn)去，b裝置中食鹽水吸收SO2的效果不如d好，且易引起倒吸，c裝置濃H2SO4不吸收SO2，SO2是一種酸性氧化物，因此用NaOH溶液吸收最好，且d裝置還不易引起倒吸。 (4)HSO發(fā)生電離：HSOH＋＋SO，同時會發(fā)生水解：HSO＋H2OH2SO3＋OH－，若HSO的電離大于HSO的水解，則溶液顯酸性，故答案a、e正確。 (5)Na2S2O5中S元素的化合價為＋4價，因此在空氣中易被氧化為＋6價的SO，因此本題就轉(zhuǎn)化為SO的檢驗(yàn)，故取固體先加鹽酸酸化，排除其他離子的干擾，再加BaCl2溶液，看是否有白色沉淀產(chǎn)生即可。 (6)①根據(jù)反應(yīng)方程式：SO2＋I(xiàn)2＋2H2O===H2SO4＋2HI，可知n(SO2)＝n(I2)＝0.010 00 molL－10.025 L＝2.510－4 mol，由于葡萄酒樣品為100.00 mL，因此樣品中抗氧化劑的殘留量為2.510－4 mol64 gmol－10.100 0 L＝0.16 gL－1。 ②若部分HI被空氣氧化，則測得消耗的I2會減少，故測得的SO2會減少，結(jié)果偏低。 答案：　(1)Na2SO3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋H2O(或Na2SO3＋2H2SO4===2NaHSO4＋SO2↑＋H2O) (2)過濾　d　(4)a、e (5)取少量Na2S2O5晶體于試管中，加適量水溶解，滴加足量鹽酸，振蕩，再滴入氯化鋇溶液，有白色沉淀生成 (6)①0.16?、谄?