1、高三化学考前突破训练以定量测定为目的的综合实验2020届高三化学考前冲刺突破：以定量测定为目的的综合实验【考向分析】该类试题常以混合物成分的分析测定、物质纯度的计算以及化学式的确定等为实验目的进行设计，从量的角度考查化学实验知识，元素化合物知识。涉及内容主要体现在物质的称量(或量取)、物质的分离与提纯、中和滴定及其迁移应用、一定物质的量浓度溶液的配制、误差来源及减少误差的方法等方面。这不仅体现了科学探究与创新意识的核心素养，而且考查了考生处理实验数据，分析实验流程的能力。【核心导学】1气体体积的测量(1)量气装置的创新(2)量气时应注意的问题量气时应保持装置处于室温状态。读数时要特别注意消除“
2、压强差”，保持液面相平，同时要注意视线与液面最低处相平。如图中()()应使左侧和右侧的液面保持相平。2定量测定实验中要有三种意识(1)消除干扰气体的意识如用“惰性”气体将干扰气体排出，或用溶液吸收干扰气体等。(2)被测量气体全部被测量的意识如采取反应结束后继续向装置中通入“惰性”气体以使被测量气体全部被吸收剂吸收的方法。(3)“数据”的采集处理意识实验数据的采集是化学计算的基础，一般来讲，固体试剂称质量，而液体试剂和气体试剂则测量体积。称量固体质量时，中学一般用托盘天平，可估读到0.1 g，精确度要求高的实验中可以用分析天平或电子天平，可精确到0.000 1 g。测量液体体积时，一般实验中选用
3、适当规格的量筒，可估读到0.1 mL，准确度要求高的定量实验，如中和滴定中选用滴定管(酸式或碱式)，可估读到0.01 mL。容量瓶作为精密的定容仪器，用于配制一定物质的量浓度的溶液，一般不用于量取液体的体积。气体除了量取外，还可以称量。称气体的质量时一般有两种方法：一种方法是称反应装置在放出气体前后的质量减小值；另一种方法是称吸收装置前后的质量增大值。用pH试纸(测得整数值)或pH计(精确到0.01)直接测出溶液的pH，经过计算可以得到溶液中c(H)或c(OH)。为了保证数据的准确性，实验中要采取必要的措施，确保离子完全沉淀、气体完全被吸收等，必要时可以进行平行实验，重复测定，然后取其平均值进
4、行计算。如中和滴定实验中测量酸或碱的体积要平行做23次滴定，取体积的平均值求算未知溶液的浓度，但对于“离群”数据(指与其他数据有很大差异的数据)要舍弃，因为数据“离群”的原因可能是操作中出现了较大的误差。3综合实验题中的相关计算(1)常用的计算公式n，n，ncV(aq)。物质的质量分数(或纯度)100%。产品产率100%。物质转化率100%。(2)常用的计算方法关系式法关系式法常应用于一步反应或分多步进行的连续反应中，利用该法可以减少不必要的中间运算过程，避免计算错误，并能迅速准确地获得结果。一步反应可以直接找出反应物与目标产物的数量关系；在多步反应中，若第一步反应的产物，是下一步反应的反应物
5、，可以根据化学方程式，将该物质作为“中介”，找出已知物质和所求物质之间量的关系。利用这种方法解题的关键是建立已知物质和所求物质之间的关系式。(3)一种典型的实验方法碘量法碘量法分为直接碘量法和间接碘量法。直接碘量法：用碘滴定液直接滴定还原性物质的方法，在滴定过程中，I2被还原为I。间接碘量法：利用I的还原性与氧化性物质反应产生I2，遇淀粉溶液显蓝色，再加入Na2S2O3标准溶液与I2反应，滴定终点的现象为蓝色消失且半分钟内不变色，从而测出氧化性物质的含量。如测定混合气中ClO2的含量，有关的离子方程式为2ClO210I8H=2Cl5I24H2O和I22S2O=2IS4O，得关系式2ClO25I
6、210S2O，然后根据已知条件进行计算。【题组训练】1(2018全国卷)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O35H2O，M248 gmol1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题：(1)已知：Ksp(BaSO4)1.11010，Ksp(BaS2O3)4.1105。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质，选用下列试剂设计实验方案进行检验：试剂：稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液实验步骤现象取少量样品，加入除氧蒸馏水固体完全溶解得无色澄清溶液_，有刺激性气体产生静置，_(2)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下：溶液配制：称取1.200 0 g某硫代硫
7、酸钠晶体样品，用新煮沸并冷却的蒸馏水在_中溶解，完全溶解后，全部转移至100 mL的_中，加蒸馏水至_。滴定：取0.009 50 molL1的K2Cr2O7标准溶液20.00 mL，硫酸酸化后加入过量KI，发生反应：Cr2O6I14H=3I22Cr37H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色，发生反应：I22S2O=S4O2I。加入淀粉溶液作为指示剂，继续滴定，当溶液_，即为终点。平行滴定3次，样品溶液的平均用量为24.80 mL，则样品纯度为_%(保留1位小数)。解析(1)在SO的检验过程中应防止加入氧化剂，如H2O2，会把S2O氧化为SO，也要防止加入稀H2SO4而引入SO，所以样品
8、加水溶解后应加入过量稀盐酸，发生反应：S2O2H=SSO2H2O。取上层清液滴入BaCl2溶液，产生白色沉淀：Ba2SO=BaSO4，证明溶液中存在SO。(2)配制一定物质的量浓度的溶液，应该在烧杯中溶解，冷却至室温后，转移至100 mL容量瓶中，加水至距刻度线12 cm处，改用胶头滴管滴加至溶液的凹液面最低处与刻度线相平。加入淀粉作指示剂，淀粉遇I2变蓝色，加入的Na2S2O3样品与I2反应，当I2消耗完后，溶液蓝色褪去，即为滴定终点。由反应Cr2O6I14H=3I22Cr37H2O、I22S2O=S4O2I得关系式：Cr2O3I26S2O1 60.009 50 molL10.02 L0.0
9、09 50 molL10.02 L6Na2S2O3样品溶液的浓度为，纯度为100%95.0%。答案(1)加入过量稀盐酸出现乳黄色浑浊取上层清液，滴入BaCl2溶液产生白色沉淀(2)烧杯容量瓶刻度线蓝色褪去，且30 s内不恢复95.02某学习小组对某葡萄酒中SO2的含量进行检测，按如图连接好仪器。回答下列问题：.样品蒸馏取20.00 mL样品和250 mL水置于仪器A中，仪器B是去掉塞子的碘量瓶，向其中装入25 mL乙酸铅溶液，然后向仪器A中加入10 mL盐酸，立即盖塞蒸馏；当碘量瓶中的液体约200 mL时，将插入碘量瓶液面下的导管向上提起并将导管置于液面上方1 cm处，再蒸馏2 min左右；最
10、后用少量蒸馏水冲洗碘量瓶中的导管，并将冲洗液并入碘量瓶中。同时做空白实验(即不加样品情况下按同法操作，防止实验误差)。已知：SO2H2OPb(CH3COO)2=PbSO32CH3COOH。(1)仪器A的名称是_。(2)实验中使用的碘量瓶最适宜的规格是_(填标号)。A100 mL B250 mLC500 mL D1 000 mL(3)如果实验最后未用少量蒸馏水冲洗碘量瓶中的导管，会导致测定结果_(填“偏高”“偏低”或“不影响”)。.滴定操作向取下的碘量瓶中加入10 mL盐酸和1 mL淀粉溶液，摇匀后用0.01 molL1的碘标准溶液滴定，记录消耗的碘标准溶液的体积为V(单位为 mL)。(4)滴定
11、终点的现象是_，该滴定反应的离子方程式是_。.结果分析(5)甲组4次实验测得V分别为实验1234V/ mL9.9812.0010.0210.00据此可计算此葡萄酒中SO2的含量为_mgL1。乙组认为甲组实验不严谨，可能会有误差，因为甲组未做_。解析(1)仪器A的名称是蒸馏烧瓶。(2)进行蒸馏后，碘量瓶中的液体约200 mL时，将插入碘量瓶液面下的导管向上提起并将导管置于液面上方1 cm处，再蒸馏2 min左右；最后用少量蒸馏水冲洗碘量瓶中，所以选择500 mL规格的碘量瓶最合适。(3)如果实验最后未用少量蒸馏水冲洗碘量瓶中的导管，会有一小部分物质停留在导管中，导致测定结果偏低。(4)因为淀粉遇
12、碘变蓝，开始发生反应SO2I22H2O=4HSO2I，当SO2反应完全后，再滴碘标准溶液，溶液变蓝色，所以达到滴定终点的现象是滴加最后一滴碘标准溶液后，溶液颜色变蓝，且30 s内不褪色。该滴定反应的离子方程式是SO2I22H2O=4HSO2I。(5)SO2I22H2O=4HSO2I1 mol 1 moln(SO2)103 L0.01 molL1104 mol，故葡萄酒中SO2的含量为320 mgL1。答案(1)蒸馏烧瓶(2)C(3)偏低(4)滴加最后一滴碘标准溶液后，溶液颜色变蓝，且30s内不褪色SO2I22H2O=4HSO2I(或H2SO3I2H2O=4HSO2I)(5)320空白实验3(2
13、019广东佛山质检)钙能调节人体各系统生理功能，利用如图装置测定碳酸钙型补钙剂中钙的含量。已知：氨基磺酸(H2NSO3H)俗称固体硫酸，在水溶液中为一元酸，广泛应用于锅炉水垢的清洗。(1)A装置的作用为_，仪器a的名称为_。(2)B装置内发生反应的化学方程式为_，实验中不用盐酸与钙片反应的原因是_。(3)组装好仪器后，检查装置的气密性，接下来进行的操作是：打开K1、K2，关闭K3，通空气一段时间，_(填操作)，打开仪器a活塞，滴入氨基磺酸溶液，待B装置中无气泡产生，关闭仪器a活塞。再次打开K1通空气一段时间，第二次通入空气的目的是_。如果不使用干燥管，测定结果_(填“偏高”“偏低”或“不变”)
14、。(4)取某补钙剂样品m g进行测定，测得干燥管在实验前后重量分别为m1 g和m2 g，则样品中钙的质量分数为_。解析(1)本题测定的是氨基磺酸(H2NSO3H)与碳酸钙反应产生的二氧化碳，故A装置的作用为吸收空气中CO2，以排除空气中CO2对实验产生的干扰；仪器a的名称为分液漏斗。(2)B装置内是氨基磺酸(H2NSO3H)与碳酸钙型补钙剂发生反应，其化学方程式为CaCO32H2NSO3H=Ca(H2NSO3)2H2OCO2；盐酸具有挥发性，可被碱石灰吸收，使测定结果偏高。(3)排出装置中的空气后，关闭K1、K2，打开K3，打开仪器a活塞，滴入氨基磺酸溶液，待B装置中无气泡产生，关闭仪器a活塞
15、。第二次通入空气的目的是将装置内产生的CO2排至干燥管 中，以提高CO2吸收率。如果不使用干燥管 ，空气中的CO2会进入干燥管 中，会使测定结果偏高。(4)由干燥管 在实验前后重量可知二氧化碳的质量为(m2m1)g，二氧化碳的物质的量为 mol，则碳酸钙的物质的量为 mol，样品中钙的质量分数为100%100%。答案(1)吸收空气中CO2分液漏斗(2)CaCO32H2NSO3H=Ca(H2NSO3)2H2OCO2盐酸易挥发，使测定结果偏高(3)关闭K1、K2，打开K3将装置内生成的CO2全部排至干燥管中，提高CO2吸收率偏高(4)100%4某学习小组在实验室中利用如图装置(夹持装置略去)测定某
16、铁硫化物(FexSy)的组成，并探究反应后D装置所得溶液中含硫化合物的组成。实验步骤：步骤.按如图连接装置，检查装置气密性，装入药品；步骤.打开分液漏斗旋塞，缓缓滴入水，并点燃酒精喷灯；步骤.当硬质玻璃管中固体质量不再改变时，停止加热，继续通入一段时间的O2；步骤.实验结束后，将D装置中所得溶液加水配制成250 mL 溶液；请回答：(1)步骤中，停止加热后还需继续通入一段时间的O2，其目的为_。(2)在C、D装置之间不需要防倒吸装置的理由是_。(3)步骤中配制溶液时所需的玻璃仪器除玻璃棒和烧杯外，还有_。(4)取25.00 mL步骤中所配溶液，加入足量双氧水，再加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液
17、，将所得沉淀过滤、洗涤、干燥，称其质量为4.66 g。则FexSy的化学式为_。(5)有同学认为可将D装置改为装有足量碱石灰的干燥管，通过测定反应前后干燥管的增重来计算硫元素的含量。你认为此方案是否合理？_(填“是”或“否”)，原因为_。(6)反应后D装置所得溶液中除含有Na2SO4外，还可能含有Na2SO3。现用滴定法测定溶液中Na2SO3的含量。可供选择的试剂：0.100 0 mol/L酸性KMnO4溶液；0.100 0 mol/L H2O2 溶液；0.100 0 mol/L淀粉KI溶液；0.100 0 mol/L BaCl2溶液；0.100 0 mol/L HCl溶液。所选试剂应装在_(
18、填“酸式”或“碱式”)滴定管中。所利用的反应原理为_(用离子方程式表示)。解析观察装置，A装置中产生足量的氧气经干燥后，进入C装置与FexSy在加热条件下反应，生成硫的氧化物，进入D装置被氢氧化钠吸收。(1)步骤中，停止加热后还需继续通入一段时间的O2的目的是使生成的气体全部被NaOH溶液吸收。(2)此装置中，不需要防倒吸装置，原因是虽然SO2易溶于NaOH溶液，但其中还有难溶于NaOH溶液的O2，不会因为SO2易溶于NaOH溶液而使气压迅速降低发生倒吸。(3)步骤中配制 250 mL溶液时，需要容量瓶和胶头滴管，注意容量瓶需注明体积。(4)C装置中产生的气体主要为SO2，所以D装置中生成Na
19、2SO3，取 25.00 mL步骤中所配溶液，加入足量双氧水，将其氧化为Na2SO4，再加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液，所得沉淀为BaSO4，质量为4.66 g，其物质的量为0.02 mol，250 mL溶液中，根据S守恒：n(BaSO4)n(Na2SO4)n(SO2)0.2 mol，故12.0 g FexSy中n(S)0.2 mol，m(S)6.4 g，则 m(Fe)5.6 g，n(Fe)0.1 mol，故xy12，则FexSy的化学式为FeS2。(5)D装置的作用是吸收C装置中产生的SO2，若改为装有足量碱石灰的干燥管，则空气中的CO2和水蒸气可能使干燥管增重，而且SO2可能被氧化，使增
20、重偏大。(6)用滴定法测定溶液中Na2SO3的含量，即利用Na2SO3的还原性，故选一个氧化剂，还要有颜色的变化来判断反应的终点，所以只能选择0.100 0 mol/L酸性KMnO4溶液，因其具有强氧化性，只能装在酸式滴定管中，所利用的反应原理为2MnO5SO6H=5SO2Mn23H2O。答案(1)驱赶装置内生成的气体物质，使其全部被NaOH溶液吸收(2)SO2中含不溶于NaOH溶液的O2，不会使压强迅速降低(3)250 mL容量瓶、胶头滴管(4)FeS2(5)否部分SO2被氧化，并且空气中的CO2和水蒸气可能使干燥管增重(6)酸式2MnO5SO6H=5SO2Mn23H2O5.凯氏定氮法是测定
21、蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量。已知：NH3H3BO3=NH3H3BO3；NH3H3BO3HCl=NH4ClH3BO3。回答下列问题：(1)a的作用是_。(2)b中放入少量碎瓷片的目的是_。f的名称是_。(3)清洗仪器：g中加蒸馏水；打开k1，关闭k2、k3，加热b，蒸气充满管路；停止加热，关闭k1，g中蒸馏水倒吸进入c，原因是_；打开k2放掉水。重复操作23次。(4)仪器清洗后，g中加入硼酸(H3BO3)和指示剂。铵盐试样由d注入e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗d，关闭k3，d中保留少量水。打
22、开k1，加热b，使水蒸气进入e。d中保留少量水的目的是_。e中主要反应的离子方程式为_，e采用中空双层玻璃瓶的作用是_。(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定，滴定g中吸收液时消耗浓度为c molL1的盐酸V mL，则样品中氮的质量分数为_%，样品的纯度_%。解析(1)导管a与大气相通，其作用是避免烧瓶内气压过大，发生危险。(2)加热液体时加入碎瓷片，其作用是防止液体暴沸。装置f为直形冷凝管。(3)停止加热，装置c中水蒸气冷凝，气体压强减小，会引起g中液体倒吸入c中，利用蒸馏水倒吸来洗涤仪器e、f。(4)止水夹k3处可能漏气，导致测定的N元素质量分数偏低，故d中保留少量水起液封作用
23、，防止氨气逸出。e中发生的主要反应是铵盐与氢氧化钠反应，需要加热，使氨气全部逸出。“中空双层玻璃瓶”可以联想平时生活中保温玻璃瓶来分析问题。(5)n(N)n(NH3)n(HCl) mol，w(N)100%。M(C2H5NO2)75 gmol1，w(C2H5NO2)%。答案(1)避免b中压强过大(2)防止暴沸直形冷凝管(3)c中温度下降，管路中形成负压(4)液封，防止氨气逸出NHOHNH3H2O保温，使氨完全蒸出(5)6.水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下：.取样、氧的固定用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水
24、样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合，反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定。.酸化、滴定将固氧后的水样酸化，MnO(OH)2被I还原为Mn2，在暗处静置5 min，然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2OI2=2IS4O)。回答下列问题：(1)取水样时应尽量避免扰动水体表面，这样操作的主要目的是_。(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为_。(3)Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和_；蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除_及二氧化碳。(4)取100.00 mL水样经固氧、酸化后，用a molL1Na
25、2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，终点现象为_；若消耗Na2S2O3溶液的体积为 b mL，则水样中溶解氧的含量为_mgL1。(5)上述滴定完成时，若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏_(填“高”或“低”)。解析(1)取水样时避免扰动水体表面，这样能保证所取水样中溶解氧量与水体中实际溶解氧量基本相同，以减小实验误差。(2)根据水样与Mn(OH)2碱性悬浊液反应生成MnO(OH)2，可写出固氧的反应为O22Mn(OH)2=2MnO(OH)2。(3)由于Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定，配制该溶液时无需用容量瓶，只需粗略配制，故配制Na2S2O3溶液时，还需要用到的玻璃仪器为量筒；所
26、用蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，这样能除去水中溶解的氧气和CO2，且能杀菌。(4)根据可知MnO(OH)2能将水样中的I氧化为I2，滴定过程中用淀粉溶液作指示剂，在滴定终点前I2遇淀粉变蓝，达到滴定终点时，I2完全被消耗，溶液蓝色刚好褪去。根据关系式O22MnO(OH)22I24Na2S2O3，结合消耗n(Na2S2O3)a molL1b103Lab103 mol，可求出100.00 mL水样中溶解氧的质量为ab103 mol32 gmol18ab103g8ab mg，则该水样中溶解氧的含量为8ab mg0.10 000L80ab mgL1。(5)滴定完成时，滴定管尖嘴处留有气泡，会导致读取的Na2S2O3标准液体积偏小，根据关系式O24Na2S2O3，可知测定的溶解氧的含量偏低。答案(1)使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差(2)O22Mn(OH)2=2MnO(OH)2 (3)量筒氧气(4)蓝色刚好褪去，且30 s内不变色80ab(5)低
