1、课时作业(三十六)定量分析型实验题(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)1碱式碳酸铜是一种化工原料，化学式用mCu(OH)2nCuCO3表示。实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下：.废铜屑制硫酸铜方案1：将浓硫酸加入到盛有废铜屑的大试管中加热，充分反应后过滤得到硫酸铜溶液方案2：将铜屑在空气中充分灼烧，残留固体溶于稀硫酸.碱式碳酸铜的制备向大试管中加入Na2CO3溶液和CuSO4溶液；水浴加热到70 左右；用0.4 mol/L的氢氧化钠溶液调节pH至8.5，振荡、静置、过滤； 用热水洗涤、烘干，得到碱式碳酸铜产品。请回答下列问题：(1)制备硫酸铜的最佳方案为 _，原因是_。(
2、2)步骤过滤后，滤液中有SO，检验SO的方法为_。(3)步骤用热水洗涤的目的是_。(4)可用如下方法测定碱式碳酸铜的组成：灼烧法：取34.6 g纯净物mCu(OH)2nCuCO3，在硬质试管中灼烧，将气体产物依次通过足量的浓硫酸、足量的碱石灰，完全吸收后浓硫酸增加1.8 g，碱石灰增加8.8 g。利用上述数据推算碱式碳酸铜的化学式：_。解析： (1)方案1和方案2相比较，方案1产生污染气体，且生成相同物质的量的硫酸铜，方案1消耗原料多。(2)检验硫酸根应先加入盐酸，排除CO、SO以及Ag的干扰，再加入氯化钡，有白色沉淀生成则含有SO。(3)热水洗涤的目的是洗去沉淀表面附有的可溶性离子。(4)浓
3、硫酸吸收水，碱石灰吸收二氧化碳。根据n(H2O)0.1 mol、n(CO2)0.2 mol，可得，故碱式碳酸铜的化学式为Cu(OH)22CuCO3。答案：(1)方案2无污染、节约原料(2)取滤液少许，加入盐酸无明显现象，加入氯化钡有白色沉淀生成(3)除去产品表面杂质(4)Cu(OH)22CuCO32热重分析法是程序控制温度下，测量物质的质量与温度的关系的一种实验技术。现有一CaC2O4nH2O试样，分别在氮气气氛、氧气气氛中进行热重分析，得到如下热重(TG)曲线。(1)图中曲线上有三个失重台阶，分别表示加热过程中依次发生了三个反应。根据第1步反应的失重数据计算试样CaC2O4nH2O中的n值(
4、精确到整数)为_。(2)根据第2步反应的失重数据推测第2步反应的化学方程式为_；观察曲线说明氧气存在时有利于第2步反应进行，原因是_。(3)第3步反应中释放的气体产物是_。观察曲线可判断出，氧气存在时不利于第3步反应进行，可能原因是_。解析：(1)根据图像可知，第一个台阶为脱水过程，即质量的减少值为分子中水的质量。即，n1。(2)由(1)计算可知CaC2O4的物质的量为0.1 mol，第二个台阶后质量为10 g，说明生成的固体的摩尔质量为100 gmol1，因此确定为CaCO3，根据质量守恒得另一种生成物为CO。(3)第三个台阶生成的固体的摩尔质量为56 gmol1，所以确定为CaO，则分解反
5、应为CaCO3CaOCO2。答案：(1)1(2)CaC2O4CaCO3CO氧气可跟CO反应，促使草酸钙分解向正向进行(3)CO2氧气存在时第二步反应产生的CO2会抑制CaCO3CaOCO2进行3某课外活动小组设计了以下实验方案验证Ag与浓HNO3反应的过程中可能产生NO。其实验流程图如下：(1)测定硝酸的物质的量反应结束后，从如图B装置中所得100 mL溶液中取出25.00 mL溶液，用0.1 molL1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示剂，滴定前后的滴定管中液面的位置如右上图所示。在B容器中生成硝酸的物质的量为_，则Ag与浓硝酸反应过程中生成的NO2的物质的量为_。(2)测定NO的体积从上图所
6、示的装置中，你认为应选用_装置进行Ag与浓硝酸反应实验，选用的理由是_。选用上图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置，其合理的连接顺序是_(填各导管口编号)。在读取量筒内液体体积之前，应进行的操作_。(3)气体成分分析若实验测得NO的体积为112.0 mL(已折算到标准状况)，则Ag与浓硝酸反应的过程中_(填“有”或“没有”)NO产生，作此判断的依据是_。解析：本题根据Ag和浓HNO3反应原理，考查了酸碱中和滴定及气体成分的分析方法。(1)根据图示消耗NaOH溶液的体积为20.00 mL，n(HNO3)20.00103 L0.1 molL140.008 mol。n(NO2)30.012
7、 mol。(2)装置A可以利用N2排尽装置内的气体，防止NO被氧化，所以选用装置A。其装置顺序为ABCE，为了减少误差，在读取NO体积时，一是要冷却到室温；二是量筒内液面应和集气瓶内液面相平。(3)根据3NO2H2O=2HNO3NO 0.012 mol 0.004 molV(NO)0.004 mol22.4 Lmol10.089 6 L0.112 L，所以有NO产生。答案：(1)0.008 mol0.012 mol(2)A因为A装置可以通入N2将装置中的空气排尽，防止NO被空气中O2氧化123547等液体冷却到室温，并使集气瓶和量筒内液面相平(3)有因为NO2与水反应生成的NO的体积小于收集到
8、的NO的体积(89.6112.0)4三草酸合铁酸钾晶体(K3Fe(C2O4)3xH2O)是一种光敏材料，在110 可完全失去结晶水。为测定该晶体中铁的含量和结晶水的含量，某实验小组做了如下实验：(1)铁含量的测定步骤一：称量5.00 g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250 mL溶液。步骤二：取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中，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，同时，MnO被还原成Mn2。向反应后的溶液中加入一小匙锌粉，加热至黄色刚好消失，过滤，洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时，溶液仍呈酸性。步骤三：用0.010 molL1 KMnO4溶液滴定步
9、骤二所得溶液至终点，消耗KMnO4溶液20.02 mL，滴定中MnO被还原成Mn2。重复步骤二、步骤三操作，滴定消耗0.010 molL1 KMnO4溶液19.98 mL。请回答下列问题：配制三草酸合铁酸钾溶液的操作步骤依次是称量、_、转移、洗涤并转移、_、摇匀。步骤二中加入锌粉的目的是_。写出步骤三中发生反应的离子方程式：_。实验测得该晶体中铁的质量分数为_。(2)结晶水的测定将坩埚洗净，烘干至恒重，记录质量；在坩埚中加入研细的三草酸合铁酸钾晶体，称量并记录质量；加热至110 ，恒温一段时间，置于空气中冷却，称量并记录质量；计算结晶水含量。请纠正实验过程中的两处错误：_；_。解析：(1)配制
10、一定浓度溶液的步骤为称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀。从信息中看出，Zn与Fe3发生反应：Zn2Fe3=2Fe2Zn2，且生成的Fe2具有还原性，能与MnO发生氧化还原反应，而Fe3不能与MnO反应，无法达到实验目的。Fe2氧化成Fe3，MnO还原成Mn2，且溶液呈酸性，可书写离子方程式为5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O。KMnO4溶液体积为20.00 mL，则5.00 g样品中Fe消耗的KMnO4溶液体积为20.00 mL10200.0 mL，根据关系式：5Fe2MnO 5 mol 1 mol x 0.010 molL10.2 L可得x0.01 mol，则铁的质量分数为100%1
11、1.2%。(2)借用硫酸铜晶体中结晶水含量的测定方法，可知其中明显的两处错误为热固体须在干燥器中冷却，以防止固体吸收空气中的水蒸气；称量固体时应两次加热称量的固体质量不超过0.1 g时，才能确定该晶体已完全失去结晶水。答案：(1)溶解定容将Fe3还原成Fe2，使Fe2在步骤三中与KMnO4发生氧化还原反应5Fe2MnO8H=5Fe3Mn24H2O11.2%(2)将固体置于干燥器中冷却应将两次加热后固体质量的称量结果不超过0.1 g后，再计算结晶水含量5某同学设计了如图所示装置分别进行探究实验(夹持装置已略去)，请回答下列问题：实验药品制取气体量气管中液体Cu、稀HNO3NOH2ONaOH(s)
12、、浓氨水NH3电石、饱和NaCl溶液C2H2H2O镁铝合金、NaOH溶液H2H2O(1)如何检验如图所示装置的气密性：_。(2)该同学认为实验可通过收集并测量NO气体的体积来探究铜样品的纯度，你认为是否可行？_(填“可行”或“不可行”)，原因是_。(3)实验烧瓶中发生反应的化学方程式是_。打开开关K，产生的气体经验纯后点燃，现象是_。(4)实验中量气管中的液体最好是_(填字母编号，下同)。a浓NaOH溶液b氨水c煤油 d饱和氯化铵溶液该实验剩余的NH3需吸收处理。以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收NH3，而且能防止倒吸的有_。(5)本实验应对量气管多次读数，读数时应注意：将实验装置恢复到室温，
13、_，视线与凹液面最低处相平。(6)实验获得以下数据(所有气体体积均已换算成标准状况，忽略滴入液体体积对气体体积的影响)：编号镁铝合金质量量气管第一次读数量气管第二次读数1.0 g350.0 mL13.7 mL1.0 g350.0 mL25.0 mL1.0 g350.0 mL14.3 mL根据上述数据，可计算出镁铝合金中铝的质量分数为_。答案：(1)关闭分液漏斗的旋塞和开关K，向量气管中注入水，使量气管内的水面高于左边容器内的水面，静置，若水面不发生变化，则气密性良好(2)不可行NO会与装置中的空气反应，生成的NO2溶于水，使测得的NO气体体积不准(3)CaC22H2OCa(OH)2C2H2火焰
14、明亮并伴有浓烈的黑烟(4)cACDF(5)使量气管与干燥管两端液面相平(6)27.0%6(2014福建理综，25)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验：实验一焦亚硫酸钠的制取采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为Na2SO3SO2=Na2S2O5。(1)装置中产生气体的化学方程式为_。(2)要从装置中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是_。(3)装置用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为_(填序号)。实验二 焦亚硫酸钠的性质Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。(4)证明N
15、aHSO3溶液中HSO的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是_(填序号)。a测定溶液的pHb加入Ba(OH)2溶液c加入盐酸d加入品红溶液e用蓝色石蕊试纸检测(5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是_。实验三葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定(6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下：溶液出现蓝色且30 s内不褪色(已知：滴定时反应的化学方程式为SO2I22H2O=H2SO42HI)按上述方案实验，消耗标准I2溶液25.00 mL，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为_gL1。在上述实验过程中，若有部
16、分HI被空气氧化，则测定结果_(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。解析：(1)装置中发生的是实验室制备SO2的反应，采用的原理是强酸制备弱酸，故化学方程式为Na2SO3H2SO4=Na2SO4SO2H2O。(2)将焦亚硫酸钠晶体从溶液中分离出来应该采取过滤的方法。(3)实验产生的尾气主要是SO2气体，a装置是密闭的环境，SO2通不进去，b装置中食盐水吸收SO2的效果不如d好，且易引起倒吸，c装置浓H2SO4不吸收SO2，SO2是一种酸性氧化物，因此用NaOH溶液吸收最好，且d装置还不易引起倒吸。(4)HSO发生电离：HSOHSO，同时会发生水解：HSOH2OH2SO3OH，若HSO的电离大于H
17、SO的水解，则溶液显酸性，故答案a、e正确。(5)Na2S2O5中S元素的化合价为4价，因此在空气中易被氧化为6价的SO，因此本题就转化为SO的检验，故取固体先加盐酸酸化，排除其他离子的干扰，再加BaCl2溶液，看是否有白色沉淀产生即可。(6)根据反应方程式：SO2I22H2O=H2SO42HI，可知n(SO2)n(I2)0.010 00 molL10.025 L2.5104 mol，由于葡萄酒样品为100.00 mL，因此样品中抗氧化剂的残留量为2.5104 mol64 gmol10.100 0 L0.16 gL1。若部分HI被空气氧化，则测得消耗的I2会减少，故测得的SO2会减少，结果偏低。答案：(1)Na2SO3H2SO4=Na2SO4SO2H2O(或Na2SO32H2SO4=2NaHSO4SO2H2O)(2)过滤d(4)a、e(5)取少量Na2S2O5晶体于试管中，加适量水溶解，滴加足量盐酸，振荡，再滴入氯化钡溶液，有白色沉淀生成(6)0.16偏低
