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1、2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題講座一 最常考的兩個(gè)定量實(shí)驗(yàn)
定量實(shí)驗(yàn)中常測(cè)定3種數(shù)據(jù):溫度、質(zhì)量和體積。
溫度——用溫度計(jì)測(cè)量
質(zhì)量
體積
1.氣體體積的測(cè)定裝置
既可通過測(cè)量氣體排出的液體體積來(lái)確定氣體的體積(二者體積值相等),也可直接測(cè)量收集的氣體體積。
測(cè)量氣體體積的常用方法
(1)直接測(cè)量法。如圖A、B、C、D、E均是直接測(cè)量氣體體積的裝置。
裝置A:測(cè)量前可先通過調(diào)整左右兩管的高度使左管(有刻度)充滿液體,且兩管液面相平。
裝置B:測(cè)量收集氣體體積時(shí),應(yīng)先將氣體冷卻至室溫,再慢慢將量筒下移,使量筒內(nèi)外的液面高度相同,再讀取體積。
裝置C:則是
2、直接將一種反應(yīng)物置于倒置的漏斗中,另一反應(yīng)物置于水槽中,二者反應(yīng)產(chǎn)生的氣體的體積可以直接測(cè)量。
裝置D:用于測(cè)量混合氣體中被吸收(或不被吸收)的氣體的體積數(shù)。讀數(shù)時(shí),球形容器和量氣管液面相平,量氣管內(nèi)增加的水的體積等于被反應(yīng)管吸收后剩余氣體的體積。
裝置E:直接測(cè)量固液反應(yīng)產(chǎn)生氣體的體積,注意應(yīng)恢復(fù)至室溫后再讀取注射器中氣體的體積。(一般適合滴加液體量比較少的氣體體積測(cè)量)。
(2)間接測(cè)量法。如F裝置是通過測(cè)量氣體排出的液體體積來(lái)確定氣體體積。讀數(shù)時(shí),應(yīng)先冷卻至室溫,再上下移動(dòng)量筒,使量筒中液面和廣口瓶?jī)?nèi)的液面相平后再讀數(shù)。
2.氣體質(zhì)量的測(cè)量裝置
氣體質(zhì)量的測(cè)量一般是用吸收劑
3、將氣體吸收,然后再稱量。常見的吸收裝置:
在利用B、C裝置測(cè)定氣體的質(zhì)量時(shí),要防止空氣中相關(guān)氣體的干擾。
題組一 氣體體積的測(cè)定
1.為了測(cè)定已部分變質(zhì)的過氧化鈉樣品的純度,設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,圖中Q為彈性良好的氣球,稱取一定量的樣品放入其中,按如圖所示的裝置安裝好儀器,打開分液漏斗的活塞,將稀硫酸滴入氣球中。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)Q內(nèi)發(fā)生反應(yīng)生成________種氣體,其中的反應(yīng)有________個(gè)為氧化還原反應(yīng)。
(2)為測(cè)定反應(yīng)時(shí)生成氣體的總體積,滴稀H2SO4前必須關(guān)閉________(填“K1”、“K2”或“K3”,下同),打開____________
4、______________________________。
(3)當(dāng)上述反應(yīng)停止時(shí),將K1、K2、K3均關(guān)閉,然后先打開K2,再緩緩打開K1,這時(shí)可觀察到的現(xiàn)象是______________________________________________________。
(4)b中裝的固體試劑是__________,為何要緩緩打開K1?__________。
(5)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),量筒Ⅰ中有x mL水,量筒Ⅱ中收集到y(tǒng) mL氣體,則過氧化鈉的純度是________(用含x、y的式子表示,上述體積均已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
答案 (1)2 1 (2)K1、K2 K3 (3)氣球Q慢慢變小,
5、氣體進(jìn)入量筒Ⅱ中 (4)堿石灰 控制氣體的流速,使CO2被充分吸收 (5)×100%
解析 變質(zhì)的Na2O2中可能含有碳酸鈉,當(dāng)樣品與稀硫酸接觸后發(fā)生反應(yīng):2Na2O2+2H2SO4===2Na2SO4+O2↑+2H2O、H2SO4+Na2CO3===Na2SO4+CO2↑+H2O,因而Q內(nèi)產(chǎn)生O2與CO2 2種氣體,其中的反應(yīng)有1個(gè)為氧化還原反應(yīng)。測(cè)定Na2O2的純度,可通過直接測(cè)定CO2和O2的體積,然后經(jīng)換算求出。將稀H2SO4加入氣球前,關(guān)閉K1和K2,打開K3,反應(yīng)結(jié)束時(shí)氣球膨脹的體積與量筒Ⅰ中所接收的水的體積相等,此為CO2與O2的體積之和。待氣球中反應(yīng)完全后,關(guān)閉K3,打開K2
6、,再緩緩打開K1,此時(shí)氣球漸癟,氣體會(huì)經(jīng)干燥管b進(jìn)入量筒Ⅱ,CO2被干燥管中的吸收劑吸收,量筒Ⅱ中收集到氣體的體積即為O2的體積。由題意可知,CO2和O2的總體積為x mL,O2的體積為y mL,故CO2的體積為(x-y) mL,可知Na2O2與Na2CO3的物質(zhì)的量之比為2y∶(x-y),則Na2O2的純度為w(Na2O2)=×100%=×100%。
題組二 氣體質(zhì)量的測(cè)定
2.有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物,某同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn),通過測(cè)量反應(yīng)前后C、D裝置質(zhì)量的變化,測(cè)定該混合物中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
(1)加熱前通入空氣的目的是___________
7、_____________________________________________________________,
操作方法為________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)裝置A、C、D中盛放的試劑分別為A______________,C______________,D________________。
(3)若將A裝置換成盛
8、放NaOH溶液的洗氣瓶,則測(cè)得的NaCl的含量將________(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”,下同);若B中反應(yīng)管右側(cè)有水蒸氣冷凝,則測(cè)定結(jié)果中NaHCO3的含量將________;若撤去E裝置,則測(cè)得Na2CO3·10H2O的含量將________。
(4)若樣品質(zhì)量為w g,反應(yīng)后C、D增加的質(zhì)量分別為m1 g、m2 g,由此可知混合物中NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________________________________________(用含w、m1、m2的代數(shù)式表示)。
答案 (1)除去裝置中的水蒸氣和二氧化碳 關(guān)閉b,打開a,緩緩?fù)ㄈ肟諝猓敝羇處出來(lái)的空氣不再使澄清石
9、灰水變渾濁為止
(2)堿石灰 無(wú)水CaCl2或P2O5 堿石灰
(3)偏低 無(wú)影響 偏低
(4)%
解析 (2)A、C、D都是U形管,不能盛液體試劑,只能盛固體試劑。A處試劑必須能同時(shí)吸收CO2和水蒸氣,故A處盛的是堿石灰;C、D兩處分別吸收水蒸氣和CO2,故C處可盛無(wú)水CaCl2或P2O5,D處可盛堿石灰。
(3)若A裝置盛放NaOH溶液只吸收CO2,不吸收水蒸氣,則混合物中產(chǎn)生水蒸氣的Na2CO3·10H2O和NaHCO3的總質(zhì)量在計(jì)算中會(huì)增大,因此測(cè)得的NaCl的含量會(huì)偏低;若B中反應(yīng)管右側(cè)有水蒸氣冷凝,則水蒸氣總質(zhì)量減小,Na2CO3·10H2O和NaHCO3的總質(zhì)量在計(jì)算中會(huì)減小,但是NaHCO3的質(zhì)量是根據(jù)CO2的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算,所以測(cè)得的NaHCO3的含量不受影響;若撤去E裝置,則D裝置可吸收來(lái)自外界空氣中的CO2,使得NaHCO3的質(zhì)量在計(jì)算中會(huì)增大,故測(cè)得的Na2CO3·10H2O的含量會(huì)偏低。
(4)NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù):×2×84 g·mol-1÷w g×100%=%。