模块6 主题2 第4讲 化学定量实验与数据处理 课件 2025高考化学一轮复习
展开1. 初步掌握一定物质的量浓度的溶液的配制、中和滴定等重要定量实验。2. 能理解有关定量实验的原理、装置、步骤与操作。3. 能绘制和识别简单的实验仪器装置图。4. 能对实验数据进行初步分析或处理,并得出合理结论。
1. 溶液的配制(1) 一定质量分数的溶液的配制。①回忆配制一定质量分数的溶液的基本操作步骤。【答案】 计算→称量→溶解(稀释)→装瓶②实验室粗略配制一定质量分数的稀硫酸,需要的主要实验仪器有哪些?若需要配制氯化钠溶液,则还需要什么仪器?【答案】 量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管 天平
活动一 中学化学教材中两类重要定量实验
③分析下列操作可能引起的误差(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。A. 若用托盘天平称量58.5 g NaCl固体时,药品放在右盘。 ( )B. 若用量筒量取浓硫酸时,将量筒内的残留液体洗涤后倒入烧杯中。( )C. 溶解时,使用的烧杯未干燥,内壁附着有少量蒸馏水。 ( )D. 将配制好的溶液装瓶时,不小心有少量液体流出瓶外。 ( )
(2) 一定物质的量浓度的溶液的配制。①回忆配制一定物质的量浓度的溶液的基本操作步骤。【答案】 计算→称量→溶解(稀释)→转移→洗涤→定容→摇匀→装瓶②实验室准确配制100 mL 1.00 ml·L-1的稀硫酸,需要的主要实验仪器有哪些?【答案】 酸式滴定管(量筒)、100 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管
③分析下列操作可能引起的误差(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 A. 用滴定管量取硫酸时,将滴定管中刻度以下的硫酸全部放出。( )B. 稀释操作时,烧杯中有少量液体溅出。( )C. 溶液转移到容量瓶的过程中,烧杯未洗涤。 ( )D. 定容时,俯视容量瓶的刻度线。( )E. 定容时,用胶头滴管滴加水的速度太快,液面超过刻度,再用胶头滴管将多余的液体吸出。( )F. 定容、再摇匀后,发现容量瓶内液面低于刻度线,重新加水至刻度线。( )
④要配制浓度约为2 ml·L-1 NaOH溶液100 mL,下面的操作正确的是________(填字母,忽略体积变化)。A. 称取8 g NaOH固体,放入250 mL烧杯中,用 100 mL 量筒量取100 mL蒸馏水,加入烧杯中,同时不断搅拌至固体溶解B. 称取8 g NaOH固体,放入100 mL量筒中,边搅拌,边慢慢加入蒸馏水,待固体完全溶解后用蒸馏水稀释至100 mLC. 称取8 g NaOH固体,放入100 mL容量瓶中,加入适量蒸馏水,振荡容量瓶使固体溶解,再加入水到刻度线,盖好瓶塞,反复摇匀D. 用100 mL量筒量取40 mL 5 ml·L-1 NaOH溶液,倒入250 mL烧杯中,再用同量筒取60 mL蒸馏水,不断搅拌下,慢慢倒入烧杯中【答案】 AD
2. 酸碱中和滴定(1) 回忆酸碱中和滴定实验中“滴定前的准备”“滴定过程”“数据处理”等三阶段,试回答下列问题。①盛放标准溶液的滴定管、反应容器锥形瓶如何处理?【答案】 滴定管的处理:检查滴定管是否漏水→自来水水洗→标准溶液润洗→加标准溶液→赶气泡→调液面→读起始读数。 锥形瓶的处理:自来水水洗→蒸馏水荡洗→加一定体积待测溶液→加适当指示剂。
②滴定过程中,你的手和眼应如何配合?如何确保你所测实验数据和所得实验结果的准确性?【答案】 a.滴定时,左手握酸式滴定管的玻璃旋塞(或挤压碱式滴定管的玻璃球的一侧),右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中指示剂颜色的变化。b.重复滴定2~3次,然后取合理数据平均值进行计算。③若用一元强酸与一元强碱进行滴定,请你写出求算待测液物质的量浓度的一般计算公式。
(2) 酸碱中和滴定实验中,需要的主要实验仪器有哪些?【答案】 酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、滴定管夹、铁架台、烧杯。
(3) 若用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液,分析下列操作可能引起的误差(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 ①酸式滴定管用蒸馏水润洗后直接装入标准盐酸溶液( )②锥形瓶用蒸馏水润洗后直接装入待测的氢氧化钠溶液( )③滴定过程中用少量蒸馏水冲洗锥形瓶的内壁( )④滴定前仰视读酸式滴定管初始读数,滴定后俯视读酸式滴定管最终读数( )⑤滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失( )
示例:为测定CuSO4溶液的浓度,甲、乙两同学设计了两个方案。回答下列问题。Ⅰ. 甲方案实验原理:CuSO4+BaCl2===BaSO4↓+CuCl2实验步骤:
活动二 实验目标、反应原理、中间物理量与实验测量数据
(2) 步骤②判断沉淀是否洗净所选用的试剂为__________________。(3) 步骤③灼烧时盛装样品的仪器名称为______________。(4) 固体质量为w g,则c(CuSO4)=________ml·L-1。(5) 若步骤①从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯,则测得c(CuSO4)__________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
向上层清液中继续滴加BaCl2溶
液,无白色沉淀生成,则沉淀完全
Ⅱ. 乙方案实验原理:Zn+CuSO4===ZnSO4+CuZn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
实验步骤:①按如图安装装置(夹持仪器略去)②……③在仪器A、B、C、D、E中加入图示的试剂④调整D、E中两液面相平,使D中液面保持在0或略低于0刻度位置,读数并记录⑤将CuSO4溶液滴入A中搅拌,反应完成后,再滴加稀硫酸至体系不再有气体产生⑥待体系恢复到室温,移动E管,保持D、E中两液面相平,读数并记录⑦处理数据
(6) 步骤②为____________________。(7) 步骤⑥需保证体系恢复到室温的原因是________(填字母)。a. 反应热受温度影响b. 气体密度受温度影响c. 反应速率受温度影响(8) Zn粉质量为a g,若测得H2体积为b mL,已知实验条件下ρ(H2)=d g·L-1,则c(CuSO4)=________________ml·L-1(列出计算表达式)。(9) 若步骤⑥E管液面高于D管,未调液面即读数,则测得c(CuSO4)__________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。(10) 是否能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度:________(填“是”或“否”)。
示例:测定某纯碱样品(含有NaCl杂质)中纯碱的质量分数。下面将通过3种不同的化学方法进行测定,请回答有关问题。1. 通过一定质量的样品与酸反应产生CO2的体积测定。测定的实验装置如图所示。
活动三 实验仪器(装置)、实验操作、条件控制与测量精度
(1) 如何检查该装置的气密性?【答案】 向刻度管内加水,并将右管上提,若液面不下降,则装置气密性良好。(2) 实验结束读取数据时,应注意哪些事项?【答案】 待装置内气体恢复到室温,将右管上下移动,至左右管内液面平齐,然后读数。
(3) 本实验量气装置也可选用量筒、广口瓶、水槽、导管等主要仪器装配而成,请你在下面的方框内画出2套量气装置图(其他连接用品和夹持仪器自选)。
2. 通过一定质量的样品与酸反应产生CO2的质量测定。可用如图所示装置进行实验,主要实验步骤如下:
①按上图组装仪器,并检验装置的气密性。②将a g试样放入锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解,得到试样溶液。③称量盛有碱石灰的U形管的质量,得到b g。④从分液漏斗滴入6 ml·L-1的硫酸,直到不再产生气体时为止。⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气。⑥再次称量盛有碱石灰的U形管的质量,得到c g。(1) 在用天平称量样品时,如果天平的指针偏向左,说明什么?【答案】 样品重,砝码轻
(2) 装置中干燥管B的作用是什么?步骤⑤的目的是什么?【答案】 防止空气中的CO2和水气进入U形管中 把反应产生的CO2全部导入U形管中(3) 如果滴加硫酸的速度太快,对测定的结果将产生什么影响?如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸,对测定的结果将产生什么影响?【答案】 偏低 偏高(4) 写出纯碱的质量分数的计算式。
3. 通过一定质量的样品与硝酸银反应产生氯化银的质量测定。(1) 请你设计简单的实验方案,完成下表。
称取a g纯碱样品于烧杯中,加入适量的蒸馏水溶解
向所得溶液中滴加过量的硝酸银溶液,再加入足量的稀硝酸
将所得沉淀称重,得到bg
(2) 某研究性学习小组同学为测量更准确,查得下列资料,决定采用滴定的方法测定氯化钠的物质的量。资料:在近中性溶液中,K2CrO4溶液和AgNO3溶液生成红色Ag2CrO4沉淀,Ag2CrO4的溶解度大于AgCl,当AgCl完全沉淀时,过量的AgNO3即与K2CrO4生成红色Ag2CrO4沉淀。①该滴定实验中,K2CrO4溶液的作用是什么?【答案】 作指示剂。②滴定前,称取的纯碱样品应作如何处理?【答案】 加稀硝酸除去碳酸根,并配成一定体积的溶液。
阅读材料,回答1~3题。一定条件下,乙酸酐[(CH3CO)2O]醇解反应[(CH3CO)2O+ROH―→CH3COOR+CH3COOH]可进行完全,利用此反应定量测定有机醇(ROH)中的羟基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入m g ROH样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐完全水解:(CH3CO)2O+H2O―→2CH3COOH。
③加指示剂并用c ml·L-1 NaOH-甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V1 mL。④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用c ml·L-1 NaOH-甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V2 mL。
1 对于上述实验,下列做法正确的是( )A. 进行容量瓶检漏时,倒置一次即可B. 滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,即可判定达滴定终点C. 滴定读数时,应单手持滴定管上端并保持其自然垂直D. 滴定读数时,应双手一上一下持滴定管
【解析】 进行容量瓶检漏时,倒置一次,然后玻璃塞旋转180度后再倒置一次,A错误;滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,且半分钟内不变回原色,才是达到滴定终点,B错误;滴定读数时,应单手持滴定管上端无刻度处,并保持其自然垂直,C正确,D错误。
2 ROH样品中羟基含量(质量分数)计算正确的是( )
3 根据上述实验原理,下列说法正确的是( )A. 可以用乙酸代替乙酸酐进行上述实验B. 若因甲醇挥发造成标准溶液浓度发生变化,将导致测定结果偏小C. 步骤③滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,将导致测定结果偏小D. 步骤④中,若加水量不足,将导致测定结果偏大
【解析】 乙酸与醇的酯化反应可逆,不能用乙酸代替乙酸酐进行上述实验,A错误;若甲醇挥发,NaOH-甲醇溶液的浓度将偏大,滴定时消耗NaOH-甲醇溶液的体积偏小,步骤④中所得V2偏小,而ROH的物质的量为(V2×c×10-3-V1×c×10-3) ml,故将导致测定结果偏小,B正确;步骤③滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,消耗NaOH-甲醇溶液的体积偏小,即V1偏小,而ROH的物质的量为(V2×c×10-3-V1×c×10-3) ml,故将导致测定结果偏大,C错误;步骤④中,若加水量不足,乙酸酐未完全水解,生成乙酸的物质的量偏小,消耗NaOH-甲醇溶液的体积偏小,即V2偏小,而ROH的物质的量为(V2×c×10-3-V1×c×10-3) ml,故将导致测定结果偏小,D错误。
4 (山东卷)实验室利用FeCl2·4H2O和亚硫酰氯(SOCl2)制备无水FeCl2的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知SOCl2沸点为76 ℃, 遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题。
(1) 实验开始先通N2。一段时间后,先加热装置____(填“a”或“b”)。装置b内发生反应的化学方程式为__________________________________ ________________。装置c、d共同起到的作用是________________。
4SO2↑+8HCl↑
(2) 现有含少量杂质的FeCl2·nH2O,为测定n值进行如下实验:
实验Ⅱ:另取m1 g样品,利用上述装置与足量SOCl2反应后,固体质量为m2 g。
则n=__________________;下列情况会导致n测量值偏小的是________(填字母)。A. 样品中含少量FeO杂质B. 样品与SOCl2反应时失水不充分C. 实验Ⅰ中,称重后样品发生了潮解D. 实验Ⅰ滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成
5 实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2(反应装置如图所示)。
(1) 制备实验开始时,先检查装置气密性,接下来的操作依次是__________(填字母)。A. 往烧瓶中加入MnO2粉末B. 加热C. 往烧瓶中加入浓盐酸
(2) 制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度,探究小组同学提出了下列实验方案:甲方案:与足量AgNO3溶液反应,称量生成的AgCl质量。乙方案:采用酸碱中和滴定法测定。丙方案:与已知量CaCO3(过量)反应,称量剩余的CaCO3质量。丁方案:与足量Zn反应,测量生成H2的体积。继而进行下列判断和实验。①判定甲方案不可行,理由是_______________________________。
残余清液中,n(Cl-)>n(H+)
②进行乙方案实验:准确量取残余清液稀释一定的倍数后作为试样。a. 量取试样20.00 mL,用0.100 0 ml·L-1NaOH标准溶液滴定,消耗22.00 mL,该次滴定测的试样中盐酸浓度为________ml·L-1;b. 平行滴定后获得实验结果。③判断丙方案的实验结果________(填“偏大”“偏小”或“准确”)。[已知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9、Ksp(MnCO3)=2.3×10-11]
④进行丁方案实验:装置如图所示(夹持器具已略去)。
(ⅰ)使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将________转移到__________中。(ⅱ)反应完毕,每间隔1分钟读取气体体积,气体体积逐渐减小,直至不变。气体体积逐次减小的原因是____________________________(排除仪器和实验操作的影响因素)。
装置内气体尚未冷却至室温
6 (2023湖北卷)学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题。(1) 铜与浓硝酸反应的装置如下图所示,仪器A的名称为________,装置B的作用为________。
(2) 铜与过量H2O2反应的探究如下:
【答案】 (1) 具支试管 防倒吸 (2) CuO2 (3) 溶液蓝色消失,且半分钟内不恢复原来的颜色 96%
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