2019-2020年高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第十章 第3講 定量實(shí)驗(yàn)分析型實(shí)驗(yàn)題 新人教版.doc

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2019-2020年高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí) 第十章 第3講 定量實(shí)驗(yàn)分析型實(shí)驗(yàn)題 新人教版 熱點(diǎn)一　定量測(cè)定數(shù)據(jù)的方法和過(guò)程分析 數(shù)據(jù)的測(cè)定方法 1．沉淀法 先將某種成分轉(zhuǎn)化為沉淀，然后稱量純凈、干燥的沉淀的質(zhì)量，再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 2．測(cè)氣體體積法 對(duì)于產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，可以通過(guò)測(cè)定氣體體積的方法測(cè)定樣品純度。 3．測(cè)氣體質(zhì)量法 將生成的氣體通入足量的吸收劑中，通過(guò)稱量實(shí)驗(yàn)前后吸收劑的質(zhì)量，求得所吸收氣體的質(zhì)量，然后進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 4．滴定法 即利用滴定操作原理，通過(guò)酸堿中和滴定、沉淀滴定和氧化還原反應(yīng)滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。 【典例1】　(xx北京理綜，11改編)下列實(shí)驗(yàn)方案中，不能測(cè)定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的是 (　　) ①取a克混合物充分加熱，減重b克 ②取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，加熱、蒸干、灼燒，得b克固體 ③取a克混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng)，逸出氣體用堿石灰吸收，增重b克 ④取a克混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應(yīng)，過(guò)濾、洗滌、烘干，得b克固體 ⑤取a克混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng)，用排水法將產(chǎn)生的氣體收集在量筒中，讀數(shù)為b升 ⑥取a克混合物于錐形瓶中加適量水溶解，酚酞作指示劑，用c molL－1的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定至終點(diǎn)時(shí)，消耗鹽酸b升 A．②③ B．④⑤⑥ C．③⑤ D．全部 解析　取a克混合物充分加熱，減重b克，根據(jù)差量法可求出NaHCO3的質(zhì)量，從而求出Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，故①正確；取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應(yīng)，加熱、蒸干、灼燒，得b克固體氯化鈉，列方程組即可求出，②正確；③中，取a克混合物與足量稀硫酸充分反應(yīng)，逸出氣體用堿石灰吸收，增重b克，由于逸出氣體中含有H2O，故無(wú)法求解；④中由于二者都能與Ba(OH)2溶液反應(yīng)生成BaCO3沉淀，由Na2CO3→BaCO3、NaHCO3→BaCO3的轉(zhuǎn)化關(guān)系，列方程組即可求出混合物中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，④正確；⑤中由于少量CO2溶于水，無(wú)法測(cè)定Na2CO3、NaHCO3產(chǎn)生CO2的總體積，⑤不正確；⑥中用酚酞作指示劑，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，Na2CO3恰好轉(zhuǎn)化為NaHCO3，NaHCO3與鹽酸未反應(yīng)，根據(jù)Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3可計(jì)算出Na2CO3的質(zhì)量，⑥正確。 答案　C 【典例2】　(xx福建理綜，25)化學(xué)興趣小組對(duì)某品牌牙膏中磨擦劑成分及其含量進(jìn)行以下探究： 查得資料：該牙膏磨擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其他成分遇到鹽酸時(shí)無(wú)氣體產(chǎn)生。 Ⅰ.磨擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗(yàn) 取適量牙膏樣品，加水充分?jǐn)嚢?、過(guò)濾。 (1)往濾渣中加入過(guò)量NaOH溶液，過(guò)濾。氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式是____________________________________________________________________。 (2)往(1)所得濾液中先通入過(guò)量二氧化碳，再加入過(guò)量稀鹽酸。觀察到的現(xiàn)象是_____________________________________________________________________。 Ⅱ.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測(cè)定 利用下圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后，測(cè)定C中生成BaCO3沉淀的質(zhì)量，以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 依據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程回答下列問(wèn)題： (3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝?。其作用除了可攪拌B、C中的反應(yīng)物外，還有________。 (4)C中反應(yīng)生成BaCO3的化學(xué)方程式是__________________________________。 (5)下列各項(xiàng)措施中，不能提高測(cè)定準(zhǔn)確度的是________(填標(biāo)號(hào))。 a．在加入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO2氣體 b．滴加鹽酸不宜過(guò)快 c．在A～B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置 d．在B～C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置 (6)實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱取8.00 g樣品三份，進(jìn)行三次測(cè)定，測(cè)得BaCO3的平均質(zhì)量為3.94 g。則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______。 (7)在人認(rèn)為不必測(cè)定C中生成的BaCO3質(zhì)量，只要測(cè)定裝置C在吸收CO2前后的 質(zhì)量差，一樣可以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)證明按此方法測(cè)定的結(jié)果明顯偏高，原因是________________________________________________________________。 解析　(1)該反應(yīng)為Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O或Al(OH)3＋NaOH=== Na[Al(OH)4]。 (2)由于上面得到的溶液是NaAlO2溶液，在先通入過(guò)量CO2，再加入過(guò)量稀鹽酸時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3；Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O；NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O＋CO2↑，所以現(xiàn)象為通入CO2時(shí)有白色沉淀產(chǎn)生，加入稀鹽酸后，沉淀溶解，且有無(wú)色氣體產(chǎn)生。 (3)持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝獾哪康氖菍⑸傻腃O2盡量全部排出，同時(shí)起攪拌作用。 (4)C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋H2O。 (5)通空氣的目的是排出CO2，空氣是否干燥不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，c不正確。由于HCl與NaHCO3也可反應(yīng)產(chǎn)生CO2，故增添盛有飽和碳酸氫鈉的洗氣瓶會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，d也不正確。 (6)n(BaCO3)＝3.94 g/197 gmol－1＝0.02 mol，由C原子守恒得m(CaCO3)為0.02 mol100 gmol－1＝2 g，所以CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%。 (7)由于B中的水蒸氣和HCl等易揮發(fā)進(jìn)入C中，所以裝置C的質(zhì)量會(huì)偏大。 答案?、?(1)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O(或Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－) (2)通入CO2氣體有白色沉淀生成；加入鹽酸有氣體產(chǎn)生且沉淀溶解 Ⅱ.(3)把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收 (4)Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O (5)cd　(6)25% (7)B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中(或其他合理答案) 1．為測(cè)試一鐵片中鐵元素的含量，某課外活動(dòng)小組提出下面兩種方案并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)(以下數(shù)據(jù)為多次平行實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果的平均值)： 方案一：將a g鐵片完全溶解于過(guò)量稀硫酸中，測(cè)得生成氫氣的體積為580 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)； 方案二：將 g鐵片完全溶解于過(guò)量稀硫酸中，將反應(yīng)后得到的溶液用0.020 00 molL－1的KMnO4溶液滴定，達(dá)到終點(diǎn)時(shí)消耗了25.00 mL KMnO4溶液。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)配平下面的化學(xué)方程式： KMnO4＋FeSO4＋H2SO4===Fe2(SO4)3＋MnSO4＋K2SO4＋ H2O (2)在滴定實(shí)驗(yàn)中不能選擇________式滴定管，理由是_________________________ _______________________________________________________________________； (3)根據(jù)方案一和方案二測(cè)定的結(jié)果計(jì)算，鐵片中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為_(kāi)_______和________； (4)若排除實(shí)驗(yàn)儀器和操作的影響因素，試對(duì)上述兩種方案測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性做出判斷和分析。 ①方案一________(填“準(zhǔn)確”、“不準(zhǔn)確”或“不一定準(zhǔn)確”)，理由是______________________________________________________________； ②方案二________(填“準(zhǔn)確”、“不準(zhǔn)確”或“不一定準(zhǔn)確”)，理由是______________________________________________________________________。 答案　(1)2　10　8　5　2　1　8 (2)堿　KMnO4是強(qiáng)氧化劑，它會(huì)腐蝕膠管 (3)　 (4)①不一定準(zhǔn)確　如果鐵片中存在與稀硫酸反應(yīng)并能生成氫氣的其他金屬，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏高；如果鐵片中存在與稀硫酸反應(yīng)而溶解、但不產(chǎn)生氫氣的鐵的氧化物，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏低；如果上述情況均不存在，則結(jié)果準(zhǔn)確 ②不一定準(zhǔn)確　如果鐵片中存在與稀硫酸反應(yīng)而溶解的其他金屬，生成的金屬離子在酸性溶液中能被高錳酸鉀氧化，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏高；如果鐵片中存在與稀硫酸反應(yīng)而溶解的鐵的氧化物，生成的Fe3＋在酸性溶液中不能被高錳酸鉀氧化，會(huì)導(dǎo)致結(jié)果偏低；如果上述情況均不存在，則結(jié)果準(zhǔn)確 解析　(1)分析該氧化還原反應(yīng)的化合價(jià)，找出化合價(jià)發(fā)生變化的各元素，利用化合價(jià)的升降相等，配平化學(xué)方程式： →SO4　SO4→ (SO4)3 (2)由于酸性高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，能腐蝕堿式滴定管的膠管，因此不能選擇堿式滴定管。 (3)根據(jù)方案一中的測(cè)量結(jié)果計(jì)算： n(Fe)＝n(H2)＝ 因此m(Fe)＝ mol56 gmol－1＝1.45 g 故鐵片中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 根據(jù)方案二中的測(cè)定結(jié)果計(jì)算： 根據(jù)(1)中反應(yīng)方程式： 2KMnO4～10FeSO4～10Fe n(Fe)＝5n(KMnO4) ＝50.02 molL－10.025 L ＝0.002 5 mol 鐵片中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ＝ (4)①方案一不一定準(zhǔn)確，因?yàn)椴荒艽_定Fe片中是否含有和稀硫酸反應(yīng)放出H2的雜質(zhì)，若有則測(cè)定結(jié)果偏高。 ②方案二是利用Fe2＋消耗KMnO4的物質(zhì)的量的多少，求出Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，而鐵片中是否含有和酸性KMnO4溶液反應(yīng)的雜質(zhì)也不能確定，另外鐵片中若有＋3價(jià)的Fe的雜質(zhì)，用KMnO4也測(cè)定不出來(lái)。因此方案二也不一定準(zhǔn)確。 2．鋁鎂合金是飛機(jī)制造、化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料。研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)，為測(cè)定某含鎂3%～5%的鋁鎂合金(不含其他元素)中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了下列兩種不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。填寫(xiě)下列空白： [方案一] [實(shí)驗(yàn)方案]　將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應(yīng)，測(cè)定剩余固體質(zhì)量。 實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________。 [實(shí)驗(yàn)步驟] (1)稱取10.8 g鋁鎂合金粉末樣品，溶于體積為V、物質(zhì)的量濃度為4.0 molL－1 NaOH溶液中，充分反應(yīng)。則NaOH溶液的體積V≥__________mL。 (2)過(guò)濾、洗滌、干燥、稱量固體。該步驟中若未洗滌固體，測(cè)得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將________(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)。 [方案二] [實(shí)驗(yàn)方案]　將鋁鎂合金與足量稀硫酸溶液反應(yīng)，測(cè)定生成氣體的體積。 [實(shí)驗(yàn)步驟] (1)同學(xué)們擬選用下列實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)： 你認(rèn)為最簡(jiǎn)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(xì)分析實(shí)驗(yàn)裝置后，同學(xué)們經(jīng)討論認(rèn)為以下兩點(diǎn)會(huì)引起較大誤差：稀硫酸滴入錐形瓶中，即使不生成氫氣，也會(huì)將瓶?jī)?nèi)空氣排出，使所測(cè)氫氣體積偏大；實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，連接廣口瓶和量筒的導(dǎo)管中有少量水存在，使所測(cè)氫氣體積偏小。于是他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。 ①裝置中導(dǎo)管a的作用是_____________________________。 ②實(shí)驗(yàn)前后量氣管中液面讀數(shù)分別為V1 mL、V2 mL，則產(chǎn)生氫 氣的體積為_(kāi)_________mL。 ③若需確定產(chǎn)生氫氣的量，還需測(cè)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(qiáng)與錐形瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)相等，打開(kāi)分液漏斗活塞時(shí)稀硫酸能順利滴下；滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進(jìn)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?、?V1－V2)　③實(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度和壓強(qiáng) 解析　方案一：將鋁鎂合金與足量NaOH溶液反應(yīng)，鎂不和NaOH溶液反應(yīng)，鋁發(fā)生反應(yīng)：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。 (1)假設(shè)合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最少為3%，則10.8 g鋁鎂合金粉末樣品中含有鋁10.476 g，其物質(zhì)的量是0.388 mol，根據(jù)反應(yīng)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑知，需要n(NaOH)＝n(Al)＝0.388 mol，V(NaOH)＝0.388 mol/4.0 molL－1＝0.097 L。 (2)過(guò)濾后，金屬鎂的表面會(huì)沾有其他離子，如果沒(méi)有洗滌，稱量后的固體的質(zhì)量將大于鎂的實(shí)際質(zhì)量，所測(cè)得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將偏高。 方案二： (1)很明顯，該同學(xué)采用排水法來(lái)測(cè)量產(chǎn)生氫氣的體積，故A應(yīng)連接E，D連接G。(最后讀數(shù)時(shí)要調(diào)節(jié)廣口瓶和量筒中的液面高度，F(xiàn)接口的導(dǎo)管太短)。用導(dǎo)管a連接后，滴入錐形瓶的稀硫酸的體積等于進(jìn)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(shí)驗(yàn)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)。 熱點(diǎn)二　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理分析 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與整理的一般方法 1．?dāng)?shù)據(jù)的表格化 項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 項(xiàng)目1 項(xiàng)目2 項(xiàng)目3 項(xiàng)目4… 1 2 3 (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理確定應(yīng)記錄的項(xiàng)目：所測(cè)的物理量。 (2)應(yīng)注意數(shù)據(jù)的有效數(shù)字及單位和必要的注釋。 (3)設(shè)計(jì)的表格要便于數(shù)據(jù)的查找、比較，便于數(shù)據(jù)的計(jì)算和進(jìn)一步處理，便于反映數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。 2．?dāng)?shù)據(jù)的圖像化 圖像化是用直線圖或曲線圖對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以處理的一種簡(jiǎn)明化形式。它適用于一個(gè)量的變化引起另一個(gè)量的變化的情況。圖像化的最大特點(diǎn)是鮮明、直觀、簡(jiǎn)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(yīng)用。某興趣小組用0.50 molL－1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 molL－1 K2S2O8、0.10 molL－1 Na2S2O3等試劑，探究反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 已知：S2O＋2I－===2SO＋I(xiàn)2 (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(dāng)溶液中的________耗盡后，溶液顏色將由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色。為確保能觀察到藍(lán)色，S2O與S2O初始的物質(zhì)的量需滿足的關(guān)系為n(S2O)∶n(S2O)__________。 (2)為探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下表： 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 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(yīng)時(shí)間t的變化曲線如 圖所示，若保持其他條件不變，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)圖中，分別畫(huà)出降 低反應(yīng)溫度和加入催化劑時(shí)c(S2O)～t的變化曲線示意圖 (進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)注)。 解析　解答本題時(shí)，要圍繞實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響)進(jìn)行分析與處理。 (1)淀粉溶液遇I2顯藍(lán)色，溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色時(shí)，溶液中有I2，說(shuō)明Na2S2O3消耗盡。為確保能觀察到藍(lán)色，溶液中Na2S2O3要耗盡。由題給離子反應(yīng)可得關(guān)系式：S2O～I(xiàn)2～2S2O，則有n(S2O)∶n(S2O)<2∶1時(shí)，能觀察到藍(lán)色。 (2)實(shí)驗(yàn)的目的是探究K2S2O8溶液的濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，故應(yīng)保證每組實(shí)驗(yàn)中其他物質(zhì)的濃度相等，即溶液的總體積相等(即為20.0 mL)，從而可知Vx＝2.0。 (3)降低溫度時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率減慢，c(S2O)變化減慢。 加入催化劑時(shí)，化學(xué)反應(yīng)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(yīng)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(shí)驗(yàn)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(cè)定樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 某同學(xué)稱取10.00 g樣品，配成1 000 mL溶液，用______(填儀器名稱)量取25.00 mL放入錐形瓶中，加入甲基橙作指示劑，用0.150 0 molL－1標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定至終點(diǎn)，平行測(cè)定三次，有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表，則樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_________。 標(biāo)準(zhǔn)液體積(mL) 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 待測(cè)液體積(mL) 滴定前讀數(shù) 終點(diǎn)時(shí)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25 mL移液管)　95.40% 解析　碳酸鈉溶液呈堿性，應(yīng)選用堿式滴定管(或25 mL移液管)。第2組測(cè)定體積為離群值，應(yīng)舍去，用1、3組求體積的平均值。 ＝＝30.00 mL，依據(jù)方程式：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，n(Na2CO3)＝0.150 0 molL－13010－3 L＝0.09 mol，所以w(Na2CO3)＝100%＝95.40%。 2．[xx新課標(biāo)全國(guó)卷，26(1)(2)]0.80 g CuSO45H2O樣品受熱脫水過(guò)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(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)試確定200 ℃時(shí)固體物質(zhì)的化學(xué)式____________________________________； (要求寫(xiě)出推斷過(guò)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(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______；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(xué)式為_(kāi)_______，其存在的最高溫度是________； 答案　(1)CuSO4H2O CuSO45H2OCuSO4(5－n)H2O＋nH2O 250　　　　　　　　　　　　　　　18n 0．80 g 0.80 g－0.57 g＝0.23 g 可列式：＝，求得n≈4,200 ℃時(shí)產(chǎn)物為CuSO4H2O晶體。 (2)CuSO4CuO＋SO3↑　CuSO45H2O　102 ℃ 解析　(1)分析CuSO45H2O受熱脫水過(guò)程的熱重曲線可知，200 ℃時(shí)和113 ℃時(shí)的產(chǎn)物相同，可根據(jù)113 ℃時(shí)樣品質(zhì)量確定脫水產(chǎn)物，設(shè)113 ℃時(shí)產(chǎn)物為CuSO4(5－n)H2O，則有 CuSO45H2OCuSO4(5－n)H2O＋nH2O 250　　　　　　　　　　　　　　　18n 0．80 g 0.80 g－0.57 g＝0.23 g 可列式：＝，求得n≈4,200 ℃時(shí)產(chǎn)物為CuSO4H2O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(shí)反應(yīng)方程式為CuSO4CuO＋SO3↑，CuO溶于稀硫酸得CuSO4溶液，結(jié)晶時(shí)又生成CuSO45H2O，由脫水過(guò)程的熱重曲線可知其存在的最高溫度為102 ℃。 題組二　實(shí)驗(yàn)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(cè)定其中的CuO質(zhì)量x g，實(shí)驗(yàn)中可以測(cè)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(biāo)準(zhǔn)狀況下消耗H2的體積(L)。 (已知摩爾質(zhì)量：Cu：64 gmol－1、CuO：80 gmol－1、Cu2O：144 gmol－1、H2O：18 gmol－1) (1)為了計(jì)算x至少需要測(cè)定上述4個(gè)數(shù)據(jù)中的________個(gè)，這幾個(gè)數(shù)據(jù)的組合共有________種。請(qǐng)將這些組合一一填入下列空格中。 說(shuō)明：①選用W、W(H2O)、W(Cu)、V(H2)表示，不必列出具體算式。 ②每個(gè)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(gè)含W的求x的計(jì)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(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)試題的要求，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力及數(shù)據(jù)處理能力，而且本題是數(shù)學(xué)知識(shí)與化學(xué)結(jié)合的一個(gè)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(guò)列二元一次方程組的方法求解，所以需要獲得兩個(gè)數(shù)據(jù)。將題中所給數(shù)據(jù)進(jìn)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?yàn)檫@一組僅與氧元素有關(guān)而與銅元素?zé)o關(guān)，不能形成兩個(gè)有效的二元一次方程，無(wú)法求出CuO和Cu2O的量，所以實(shí)際只有5組數(shù)據(jù)組合是合理的。但在這5種組合中，結(jié)合氫氣要過(guò)量的特點(diǎn)，W(H2)這一數(shù)據(jù)在獲得上有一定的困難。測(cè)W(H2O)易受空氣中的水及CO2的干擾，并且裝置復(fù)雜，數(shù)據(jù)合理，但不簡(jiǎn)易。W及W(Cu)在獲取上是最容易且可靠的。 4．在0 ℃、1.01105 Pa時(shí)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：甲、乙、丙三位同學(xué)各取30.0 mL同濃度的鹽酸，加入等量同組成鎂鋁合金粉末，測(cè)定產(chǎn)生氣體的體積，有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下： 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 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?jǐn)?shù)。 答案　(1)2.0 molL－1 (2)Mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù)47.1%，Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)52.9% 解析　依據(jù)表格數(shù)據(jù)可知，甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)鹽酸過(guò)量。乙、丙實(shí)驗(yàn)中合金過(guò)量，鹽酸完全反應(yīng)。 (1)按乙、丙中產(chǎn)生氫氣的體積計(jì)算n(HCl) 2HCl　　～　　H2 n(HCl)＝2＝0.06 mol c(HCl)＝＝2.0 molL－1 (2)甲中鹽酸過(guò)量，合金完全反應(yīng) 用甲組數(shù)據(jù)計(jì)算：n(H2)＝＝0.025 mol 設(shè)合金中Mg、Al的物質(zhì)的量分別為x、y Mg～H2　　　Al～H2 x x y y ，解得 w(Mg)＝100%＝47.1% w(Al)＝100%＝52.9% 題組三　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合分析 5．(xx江蘇，21B)對(duì)硝基甲苯是醫(yī)藥、染料等工業(yè)的一種重要有機(jī)中間體，它常以濃硝酸為硝化劑，濃硫酸為催化劑，通過(guò)甲苯的硝化反應(yīng)制備。 一種新的制備對(duì)硝基甲苯的實(shí)驗(yàn)方法：以發(fā)煙硝酸為硝化劑，固體NaHSO4為催化劑(可循環(huán)使用)，在CCl4溶液中加入乙酸酐(有脫水作用), 45 ℃反應(yīng)1 h。反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾，濾液分別用5%NaHCO3溶液、水洗至中性，再經(jīng)分離提純得到對(duì)硝基甲苯。 (1)上述實(shí)驗(yàn)中過(guò)濾的目的是__________________。 (2)濾液在分液漏斗中洗滌靜置后，有機(jī)層處于__________層(填“上”或“下”)；放液時(shí)，若發(fā)現(xiàn)液體流不下來(lái)，其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外，還有________。 (3)下表給出了催化劑種類(lèi)及用量對(duì)甲苯硝化反應(yīng)影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 催化劑 硝化產(chǎn)物中各種異構(gòu)體質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%) 總產(chǎn)率 (%) 對(duì)硝基甲苯 鄰硝基甲苯 間硝基甲苯 濃H2SO4 1.0 35.6 60.2 4.2 98.0 1.2 36.5 59.5 4.0 99.8 NaHSO4 0.15 44.6 55.1 0.3 98.9 0.25 46.3 52.8 0.9 99.9 0.32 47.9 51.8 0.3 99.9 0.36 45.2 54.2 0.6 99.9 ①NaHSO4催化制備對(duì)硝基甲苯時(shí)，催化劑與甲苯的最佳物質(zhì)的量之比為_(kāi)___________。 ②由甲苯硝化得到的各種產(chǎn)物的含量可知，甲苯硝化反應(yīng)的特點(diǎn)是_______________________________________________________________________。 ③與濃硫酸催化甲苯硝化相比，NaHSO4催化甲苯硝化的優(yōu)點(diǎn)有________________、__________________。 答案　(1)回收NaHSO4 (2)下　分液漏斗上口塞子未打開(kāi)(或塞上的凹槽或小孔未對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔)　(3)①0.32?、诩妆较趸饕玫綄?duì)硝基甲苯和鄰硝基甲苯?、墼谙趸a(chǎn)物中對(duì)硝基甲苯比例提高　催化劑用量少且能循環(huán)使用 解析　本題主要考察的是物質(zhì)的性質(zhì)和制備，同時(shí)考查了數(shù)據(jù)的處理與分析能力，能夠迅速在表中提取到有用信息，利用信息解決有關(guān)問(wèn)題的能力。(1)NaHSO4在該反應(yīng)中作為催化劑，因此反應(yīng)后過(guò)濾的目的是為了回收NaHSO4。(2)該反應(yīng)是以CCl4作為有機(jī)溶劑，CCl4的密度比水大，故有機(jī)層在下層；分液漏斗里的液體放不下來(lái)，除了分液漏斗堵塞外，還有可能是分液漏斗上口活塞未打開(kāi)或塞上的凹槽或小孔未對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔。(3)①?gòu)念}給數(shù)據(jù)分析，當(dāng)催化劑與甲苯的比例為0.32時(shí)，總產(chǎn)率最高且對(duì)硝基甲苯的含量最高；②從題給數(shù)據(jù)可以看出，無(wú)論以何種比例反應(yīng)，產(chǎn)物中的主要成分主要是對(duì)硝基甲苯和鄰硝基甲苯；③用NaHSO4作催化劑的優(yōu)點(diǎn)是在硝化物中對(duì)硝基甲苯的比例提高，同時(shí)催化劑用量少且能循環(huán)使用。 6．某合作小組同學(xué)將銅片加入稀硝酸，發(fā)現(xiàn)開(kāi)始時(shí)反應(yīng)非常慢，一段時(shí)間后反應(yīng)速率明顯加快。該小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究其原因。 (1)該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________________________________。 (2)提出合理假設(shè)，該實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)速率明顯加快的原因可能是________。 A．反應(yīng)放熱導(dǎo)致溫度升高 B．壓強(qiáng)增大 C．生成物的催化作用 D．反應(yīng)物接觸面積增大 (3)初步探究，測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中不同時(shí)間溶液的溫度，結(jié)果如下表： 時(shí)間/min 0 5 10 15 20 25 35 50 60 70 80 溫度/℃ 25 26 26 26 26 26 26.5 27 27 27 27 結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮捅碇袛?shù)據(jù)，你得出的結(jié)論是__________________________________。 (4)進(jìn)一步探究：查閱文獻(xiàn)了解到化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物(含中間產(chǎn)物)可能對(duì)反應(yīng)有催化作用。請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表并將實(shí)驗(yàn)?zāi)康难a(bǔ)充完整： 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 銅片質(zhì)量/g 0.1 molL－1的硝酸體積/mL 硝酸銅晶體/g 亞硝酸鈉晶體/g 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ① 5 20 實(shí)驗(yàn)①和②探究________的影響；實(shí)驗(yàn)①和③探究NO的影響。 ② 0.5 ③ 0.5 答案　(1)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O (2)AC　(3)溫度不是導(dǎo)致反應(yīng)速率明顯加快的主要原因 (4) 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 銅片質(zhì)量/g 0.1 molL－1的硝酸體積/mL 硝酸銅晶體/g 亞硝酸鈉晶體/g 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ① 0 0 ② 5 20 0 ③ 5 20 0 Cu2＋ 解析　(1)稀硝酸氧化銅時(shí)，本身的還原產(chǎn)物為NO。 (2)銅與稀硝酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)液的溫度不斷升高，溫度可能是影響反應(yīng)速率的因素；反應(yīng)生成的Cu2＋也可能對(duì)反應(yīng)起催化作用。 (3)表中數(shù)據(jù)說(shuō)明，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液的溫度變化不明顯，所以溫度不是導(dǎo)致反應(yīng)速率明顯加快的主要原因。 (4)實(shí)驗(yàn)②加入了硝酸銅晶體，對(duì)比實(shí)驗(yàn)①可知實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄緾u2＋對(duì)反應(yīng)速率的影響。實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)③是探究亞硝酸根離子對(duì)反應(yīng)速率的影響，則兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中加入銅和硝酸的量應(yīng)該相同，不同之處是實(shí)驗(yàn)①不加亞硝酸鈉，實(shí)驗(yàn)③中加入亞硝酸鈉。 　定量化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的加工處理策略 實(shí)驗(yàn)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(cuò)誤、無(wú)效數(shù)據(jù)，及無(wú)用、多余數(shù)據(jù)等。能從大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中找出有用、有效、正確、合理的數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理題的一個(gè)重要能力考查點(diǎn)，也是近年來(lái)命題變化的一個(gè)重要方向。 對(duì)實(shí)驗(yàn)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(cè)量?jī)x器的精度特點(diǎn)，如用托盤(pán)天平測(cè)得的質(zhì)量的精度為0.1 g，若精度值超過(guò)了這個(gè)范圍，說(shuō)明所得數(shù)據(jù)是無(wú)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(yīng)是否完全，是否是過(guò)量反應(yīng)物作用下所得的數(shù)據(jù)，只有完全反應(yīng)時(shí)所得的數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行有效處理和應(yīng)用；四看所得數(shù)據(jù)的測(cè)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(qiáng)一致的情況下才能進(jìn)行比較、運(yùn)算；五看數(shù)據(jù)測(cè)量過(guò)程是否規(guī)范、合理，錯(cuò)誤和違反測(cè)量規(guī)則的數(shù)據(jù)需要舍去。 (1)表格型題的解題要點(diǎn)在于通過(guò)審題，獲取有用信息，然后對(duì)表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)、變化規(guī)律進(jìn)行解答。 (2)直角坐標(biāo)系題的解題要點(diǎn)在于解題時(shí)要求學(xué)生首先弄清楚自變量和因變量到底是什么，注意理解起點(diǎn)、終點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)的含義。然后根據(jù)所學(xué)知識(shí)分析概念、圖像、數(shù)值三者之間的關(guān)系。 1．三草酸合鐵酸鉀晶體(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(cè)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(cè)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(shí)，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(guò)濾，洗滌，將過(guò)濾及洗滌所得溶液收集到錐形瓶中，此時(shí)，溶液仍呈酸性。 步驟三：用0.010 molL－1KMnO4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(qǐng)回答下列問(wèn)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(xiě)出步驟三中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：____________。 ④實(shí)驗(yàn)測(cè)得該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______。 (2)結(jié)晶水的測(cè)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(shí)間，置于空氣中冷卻，稱量并記錄質(zhì)量；計(jì)算結(jié)晶水含量。請(qǐng)糾正實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的兩處錯(cuò)誤：________；__________。 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(guò)0.1 g后，再計(jì)算結(jié)晶水含量 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(wú)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(shū)寫(xiě)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(cè)定方法，可知其中明顯的兩處錯(cuò)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(shí)應(yīng)兩次加熱稱量的固體質(zhì)量不超過(guò)0.1 g時(shí)，才能確定該晶體已完全失去結(jié)晶水。 2．某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證Ag與濃HNO3反應(yīng)的過(guò)程中可能產(chǎn)生NO。其實(shí)驗(yàn)流程圖如下： (1)測(cè)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_(kāi)_________，則Ag與濃硝酸反應(yīng)過(guò)程中生成的NO2的物質(zhì)的量為_(kāi)___________。 (2)測(cè)定NO的體積 ①?gòu)纳蠄D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(lái)測(cè)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(hào))。 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(cè)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(guò)程中________(填“有”或“沒(méi)有”)NO產(chǎn)生，作此判斷的依據(jù)是________________。 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) 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(shí)，一是要冷卻到室溫；二是量筒內(nèi)液面應(yīng)和集氣瓶?jī)?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＝0.0896 L<0.112 L，所以有NO產(chǎn)生。 3．過(guò)氧化氫是重要的氧化劑和還原劑，常用于消毒、殺菌、漂白等。某化學(xué)興趣小組同學(xué)圍繞著過(guò)氧化氫開(kāi)展了調(diào)查研究與實(shí)驗(yàn)。 Ⅰ.調(diào)查 (1)通過(guò)查閱資料，發(fā)現(xiàn)過(guò)氧化氫的沸點(diǎn)為152.1 ℃，而相對(duì)分子質(zhì)量相同的硫化氫的沸點(diǎn)為－60.4 ℃，造成兩者沸點(diǎn)差異大的主要原因是_______________________。 (2)資料顯示，制備過(guò)氧化氫目前最常用的是乙基蒽醌法，其主要過(guò)程可以用下圖表示，寫(xiě)出此過(guò)程的總反應(yīng)方程式__________________________________________。 Ⅱ.不穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)研究 (3)為了探究溫度、催化劑等外界條件對(duì)H2O2的分解速率的影響，某興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如下三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)已經(jīng)填在下面表中。 實(shí)驗(yàn)編號(hào) T/℃ H2O2初始濃度/molL－1 FeCl3初始濃度/molL－1 Ⅰ 20 1.0 Ⅱ 50 1.0 0 Ⅲ 50 0.1 ①實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ研究溫度對(duì)分解速率的影響，則實(shí)驗(yàn)Ⅰ中FeCl3初始濃度應(yīng)為_(kāi)_______molL－1，實(shí)驗(yàn)Ⅱ，Ⅲ研究催化劑對(duì)分解速率的影響，則實(shí)驗(yàn)Ⅲ中H2O2初始濃度應(yīng)為_(kāi)_______molL－1。 ②三組實(shí)驗(yàn)中分解速率最快的是____________(填編號(hào))。 Ⅲ.過(guò)氧化氫含量的實(shí)驗(yàn)測(cè)定 興趣小組同學(xué)用0.100 0 molL－1酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定試樣中過(guò)氧化氫的含量，反應(yīng)原理為2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2。 (4)滴定到達(dá)終點(diǎn)的現(xiàn)象是__________________________________________。 (5)用移液管吸取25.00 mL試樣置于錐形瓶中，重復(fù)滴定四次，每次消耗的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液體積如下表所示： 第一次 第二次 第三次 第四次 體積(mL) 17.10 18.10 18.00 17.90 計(jì)算試樣中過(guò)氧化氫的濃度為_(kāi)_________molL－1。 (6)若滴定前尖嘴中有氣泡，滴定后消失，則測(cè)定結(jié)果__________(填“偏低”、“偏高”或“不變”)。 答案　(1)過(guò)氧化氫分子間可以形成分子間氫鍵，而H2S不能形成氫鍵 (2)H2＋O2H2O2 (3)①0　1.0?、冖? (4)錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色恰好由無(wú)色變?yōu)闇\紫色，且30秒內(nèi)溶液不褪色 (5)0.180 0　(6)偏高 解析　(1)分子晶體熔沸點(diǎn)影響因素包括范德華力和氫鍵。 (2)圖示中參與反應(yīng)的物質(zhì)是H2和O2，產(chǎn)物是H2O2。 (3)實(shí)驗(yàn)Ⅰ，Ⅱ研究溫度對(duì)分解速率的影響，所以FeCl3初始濃度要保持不變；實(shí)驗(yàn)Ⅱ，Ⅲ研究催化劑對(duì)分解速率的影響，則H2O2初始濃度要一致，實(shí)驗(yàn)Ⅲ中溫度高、有催化劑，所以反應(yīng)速率最快。 (4)最初滴加時(shí)KMnO4和H2O2反應(yīng)，溶液為無(wú)色，當(dāng)H2O2恰好反應(yīng)完，再滴加KMnO4溶液將顯示KMnO4溶液的顏色，此時(shí)達(dá)到滴定終點(diǎn)。 (5)第一次測(cè)量數(shù)據(jù)和其他幾次差別較大，為錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，應(yīng)舍掉，故消耗KMnO4溶液的體積為18.00 mL，c(H2O2)＝18.00 mL10－30.100 0 molL－15/2(25.00 mL10－3)＝0.180 0 molL－1。 (6)滴定前尖嘴中有氣泡，滴定后消失，氣泡所占體積被KMnO4溶液填充，相當(dāng)于KMnO4溶液有損失，故測(cè)定結(jié)果偏高。 4．某同學(xué)設(shè)計(jì)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(qǐng)回答下列問(wèn)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(guò)收集并測(cè)量NO氣體的體積來(lái)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(kāi)開(kāi)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(hào)，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(duì)量氣管多次讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)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(duì)氣體體積的影響)： 編號(hào) 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(jì)算出鎂鋁合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_________。 答案　(1)關(guān)閉分液漏斗的旋塞和開(kāi)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(huì)與裝置中的空氣反應(yīng)，生成的NO2溶于水，使測(cè)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% 解析　(3)電石與水反應(yīng)生成乙炔，乙炔中含碳量較高，燃燒時(shí)火焰明亮并伴有濃烈的黑煙。 (4)氨氣易溶于水，所以量氣管中的液體應(yīng)不能和氨氣反應(yīng)，故應(yīng)選擇煤油。氨氣的密度小于空氣的密度，所以選擇A、C、D、F。 (6)根據(jù)三次實(shí)驗(yàn)，可求得第二次讀數(shù)的平均數(shù)為17.7 mL，則生成氣體的體積為332.3 mL，根據(jù)反應(yīng)方程式可計(jì)算鋁的質(zhì)量為0.27 g，則鎂鋁合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.0%。 5．將1.000 g FeC2O42H2O固體樣品放在熱重分析儀中進(jìn)行熱重分析，測(cè)得其熱重分析曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如下圖所示： 已知：①草酸鹽受熱分解易放出碳的氧化物。②500 ℃之前，該熱重分析儀的樣品池處于Ar氣氣氛中，500 ℃時(shí)起，樣品池與大氣相通。完成下列填空： (1)300 ℃時(shí)是樣品脫水的過(guò)程，試確定350 ℃時(shí)樣品是否脫水完全________(填“是”或“否”)，判斷的理由是____________________(要求寫(xiě)出推算過(guò)程)。 (2)400 ℃時(shí)發(fā)生變化的化學(xué)方程式是_____________________________________。 (3)將600 ℃時(shí)樣品池中殘留的固體隔絕空氣冷卻至室溫，再向該固體中加入一定量的稀鹽酸剛好完全溶解，用pH試紙測(cè)得所得溶液的pH＝3，其原因是________________________________________________________________________ (用離子方程式回答)。向該溶液中滴加適量NaOH溶液，生成紅褐色沉淀，測(cè)得此時(shí)溶液中鐵元素的離子濃度為4.010－11 molL－1，則此時(shí)溶液的pH＝__________(已知：Ksp[Fe(OH)2]＝8.010－16，Ksp[Fe(OH)3]＝4.010－38)。 (4)將1 500 ℃時(shí)樣品池中殘留的固體隔絕空氣冷卻后，用稀鹽酸溶解得一棕黃色溶液。取少量該溶液滴加KSCN，溶液顯血紅色；另取少量該溶液滴加K3[Fe(CN)6](鐵氰化鉀)溶液，產(chǎn)生特征藍(lán)色沉淀。試寫(xiě)出圖中1 400 ℃時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________________________________________________________， 產(chǎn)生特征藍(lán)色沉淀的離子反應(yīng)方程式____________________________________。 答案　(1)是 推算過(guò)程： FeC2O42H2OFeC2O4(2－n)H2O＋nH2O 180 18n 1．000 g (1.000－0.800) g　 所以n＝2 (其他合理計(jì)算方式也可) (2)FeC2O4FeO＋CO↑＋CO2↑ (3)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋　5 (4)6Fe2O34Fe3O4＋O2↑ 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓