课件 高考化学一轮复习第十一单元 化学实验综合 第47讲　定量综合实验分析

这是一份课件 高考化学一轮复习第十一单元 化学实验综合 第47讲　定量综合实验分析，共60页。PPT课件主要包含了夯实必备知识，题组物质组成的测定，提升关键能力，CuOH2，球形干燥管，题组物质含量的测定，+2价，三颈烧瓶，尾气处理，淀粉溶液等内容，欢迎下载使用。
第47讲 定量综合实验分析
考点一　物质组成定量实验分析考点二　物质含量定量实验分析经典真题·明考向作业手册
夯实必备知识 | 提升关键能力
考点一　物质组成定量实验分析
1.定量实验数据的测定方法
2.确定物质组成的注意事项(1)测定实验中要有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)测定实验中要有被测量气体全部被测量的意识如可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)测定实验中要有“数据”的采集处理意识①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。②测量液体体积时,一般实验中选用适当规格的量筒,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,可估读到0.01 mL。③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。
④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H+或OH-的物质的量浓度。⑤为了数据的准确性,要进行平行实验,重复测定。如中和滴定实验中要平行做2~3次滴定实验,求算未知溶液的浓度再取平均值,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。
1.[2024·河北石家庄精英中学模拟] 硫酸铜晶体(CuSO4·xH2O)是一种蓝色晶体,具有催吐、去腐的功效。某化学兴趣小组设计实验测定结晶水的含量,并用热重分析法确定固体组分。方法Ⅰ:沉淀法实验步骤:①称取m g硫酸铜晶体,用适量蒸馏水溶解,再滴加几滴A酸酸化;②向①所得溶液中滴加足量BaCl2溶液,得到白色沉淀,将所得沉淀过滤、洗涤;③将洗涤后的沉淀充分干燥后称得其质量为n g。(1)步骤①“A酸”选择稀盐酸而不选择稀硫酸的原因是　　　　　　　　　 　　　　　　　。 
实验步骤:①称取m g硫酸铜晶体,用适量蒸馏水溶解,再滴加几滴A酸酸化;②向①所得溶液中滴加足量BaCl2溶液,得到白色沉淀,将所得沉淀过滤、洗涤;③将洗涤后的沉淀充分干燥后称得其质量为n g。(2)根据上述实验数据可得x=　　 　　(用含m、n的代数式表示)。 
方法Ⅱ:加热法(3)实验步骤:①研磨、②称量空坩埚和装有试样的坩埚的质量、③加热、④冷却、⑤称量、⑥重复③至⑤的操作,直到连续两次称量的质量差不超过0.01 g为止、⑦根据实验数据计算硫酸铜结晶水的含量;步骤④冷却过程中需要用到的仪器为　　　(填选项字母)。A.干燥器 B.研钵 C.烧杯D.蒸发皿
[解析] (3)为减小误差,直到连续两次称量的质量差不超过0.001 g为止;在冷却过程中,为防止硫酸铜粉末吸收空气中的水蒸气,需用干燥器,故选A。
(4)取5.00 g CuSO4·5H2O样品,受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示:a点对应物质的化学式为　　　　　　　,258 ℃时反应方程式为　　　　　　　　　　　　　。
CuSO4·3H2O　
[解析] (4)5.00 g CuSO4·5H2O物质的量为0.02 ml,含有结晶水的物质的量n=0.02 ml×5=0.1 ml,a点时固体质量为4.28 g,失水质量为5.00 g-4.28 g=0.72 g,失水物质的量为0.04 ml,则剩余结晶水的物质的量为0.06 ml,含有结晶水的个数为0.06 ml÷0.02 ml=3,所以a点物质的化学式为CuSO4·3H2O;
CuSO4·H2O CuSO4+H2O
[解析] 到b点时,质量减少5.00 g-3.56 g=1.44 g,失水物质的量为0.08 ml,则剩余结晶水的物质的量为0.02 ml,含有结晶水的个数为0.02 ml÷0.02 ml=1,所以b点物质的化学式为CuSO4·H2O,到c点时,质量减少5.00 g-3.20 g=1.80 g,失去全部结晶水,故258 ℃发生的化学方程式为CuSO4·H2O CuSO4+H2O。
2.[2023·辽宁六校协作体联考] 实验表明,将CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合有蓝绿色沉淀生成。为了探究该沉淀的化学成分(假设为单一成分,且不含结晶水),某同学设计如下实验。回答下列问题: (1)蓝绿色沉淀可能为a.　　　　　　　　; b.CuCO3;c.碱式碳酸铜[化学式可表示为mCu(OH)2·nCuCO3]。(2)从悬浊液中获得蓝绿色固体的操作是　　　　。  
[解析] (1)蓝绿色沉淀可能为Cu(OH)2。(2)从悬浊液中获得蓝绿色固体的操作,就是分离固、液混合物的操作,应是过滤。
(3)取一定量蓝绿色固体,用如下装置(夹持仪器已省略)进行定性实验。①盛放碱石灰的仪器名称为　　　　　　　。  
[解析]定量测定蓝色晶体的组成时,先连接好装置并检查气密性,然后添加药品,往装置内先通N2,排尽装置内的空气;给硬质玻璃管加热,直至固体呈黑色,通过无水CuSO4的颜色变化和澄清石灰水是否变浑浊,确定是否有H2O(g)和CO2生成,以确定固体的成分。
②检查上述虚线框内装置气密性的实验操作:连接好装置后,关闭K,在C中加入少量水,浸没长导管口,___________________________________________________　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  
[解析] (3)②检查题述虚线框内装置气密性时,应先营造一个密闭环境,再微热硬质玻璃管,看C中导管口的现象及冷却后的现象,以便得出结论。则实验操作为连接好装置后,关闭K,在C中加入少量水,浸没长导管口,用酒精灯微热硬质玻璃管,若C中有气泡逸出,撤去酒精灯冷却一段时间后,C中导管内形成水柱,则证明装置的气密性良好。
用酒精灯微热硬质玻璃管,若C中有气泡逸出,撤去酒精灯冷却一段时间后,C中导管内形成水柱,则证明装置的气密性良好
③若蓝绿色沉淀为CuCO3,则观察到的现象是A中硬质玻璃管中蓝绿色固体逐渐变为黑色,　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　。  
[解析] ③若蓝绿色沉淀为CuCO3,分解生成CuO、CO2,固体颜色如何变化、无水CuSO4和澄清石灰水中的现象都需要表明,则观察到的现象是A中硬质玻璃管中蓝绿色固体逐渐变为黑色,B中无水CuSO4不变色,C中澄清石灰水变浑浊。
B中无水CuSO4不变色,C中澄清石灰水变浑浊
④实验过程中发现装置B中无水CuSO4变蓝,装置C中有白色沉淀生成,为测定蓝绿色固体的化学组成,在装置B中盛放足量无水CaCl2,C中盛放足量NaOH溶液再次进行实验。C中盛放NaOH溶液,而不使用澄清石灰水的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ;
[解析] ④在装置B中盛放足量无水CaCl2,吸收水蒸气,C中盛放足量NaOH溶液,以吸收二氧化碳,并能确保二氧化碳完全被吸收。C中盛放NaOH溶液,而不使用澄清石灰水的原因是Ca(OH)2 溶解度小,而NaOH溶解度大,更能充分吸收CO2。
Ca(OH)2溶解度小,而NaOH溶解度大,更能充分吸收CO2　
④实验过程中发现装置B中无水CuSO4变蓝,装置C中有白色沉淀生成,为测定蓝绿色固体的化学组成,在装置B中盛放足量无水CaCl2,C中盛放足量NaOH溶液再次进行实验。若蓝绿色固体质量为34.6 g,实验结束后,装置B的质量增加1.8 g,C中溶液质量增加8.8 g,则该蓝绿色固体的化学式为　　　　　　　　　　　　　　　。
Cu(OH)2·2CuCO3或Cu3(OH)2(CO3)2
考点二　物质含量定量实验分析
1.重量分析法(1)在重量分析中,一般首先采用适当的方法,使被测组分以单质或化合物的形式从试样中与其他组分分离。(2)重量分析法不需要指示剂,实验的关键是准确判断反应是否完全,以及反应前后固体(或液体)质量的变化。(3)重量分析法的过程包括分离和称量两个过程。根据分离的方法不同,重量分析法又可分为沉淀法、挥发法、萃取法等。(4)计算方法采用重量分析法进行定量计算时,可根据实验中发生反应的化学方程式或原子守恒确定相关物质之间的定量关系,再结合实验数据列出关系式,并进行相关计算。
2.滴定分析法(1)滴定分析法是将已知准确浓度的标准溶液,滴加到待测溶液中(或者将待测溶液滴加到标准溶液中),直到所加的标准溶液与待测溶液按化学计量关系定量反应完全为止,然后测量标准溶液消耗的体积,根据标准溶液的浓度和所消耗的体积,计算出待测物质的含量。(2)实验的关键是准确量取待测溶液,根据指示剂的颜色变化确定滴定终点。(3)根据标准溶液和待测溶液间反应类型的不同,可将滴定分析法分为四大类:中和滴定、氧化还原滴定、络合滴定和沉淀滴定。
3. 气体体积法(1)通过测量反应生成气体的体积进行定量分析的方法,实验的关键是准确测量生成气体的体积。(2)测气体体积的方法分为直接测量法和间接测量法:
1.[2023·辽宁阜新联考] 氰化钠(NaCN)是一种重要的基本化工原料,同时也是一种剧毒物质,一旦泄漏需要及时处理。一般可以用双氧水或硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶液来处理,以减轻环境污染。(1)NaCN易水解生成氰化氢(有剧毒,易在空气中均匀弥散)。NaCN中C的化合价为　　　　;实验室用NaCN固体配制NaCN溶液时,应先将其溶于氢氧化钠溶液中,再用蒸馏水稀释,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　。NaCN用双氧水处理后,产生一种酸式盐和一种能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体,该反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　 　　　　。 
防止CN-水解产生HCN污染环境　
(2)工业制备硫代硫酸钠的反应原理:2Na2S+Na2CO3+4SO2 =3Na2S2O3+CO2。某化学小组利用该原理在实验室制备硫代硫酸钠。【实验一】制备硫代硫酸钠的装置如图所示。①盛放Na2S和Na2CO3混合溶液的仪器名称是　　　　　。 ②NaOH溶液的作用是　　　　　　。 
[解析] (2)①根据装置图,盛放Na2S和Na2CO3混合溶液的仪器名称是三颈烧瓶;②二氧化硫有毒,二氧化硫能被氢氧化钠溶液吸收,故NaOH溶液的作用是吸收二氧化硫,防止污染,处理尾气;
【实验二】测定硫代硫酸钠产品的纯度。制备的硫代硫酸钠产品一般为Na2S2O3·5H2O,可用I2的标准溶液测定产品的纯度:取10 g产品配制成250 mL溶液,取25.00 mL溶液,用0.100 0 ml·L-1 I2的标准溶液进行滴定(原理为2Na2S2O3+I2 =Na2S4O6+2NaI),相关数据记录如表:③上述滴定操作中应该选用　　　　　　　作为反应的指示剂。 
[解析] ③碘能使淀粉溶液变蓝,题述滴定操作中应该选用淀粉溶液作为反应的指示剂;
取10 g产品配制成250 mL溶液,取25.00 mL溶液,用0.100 0 ml·L-1 I2的标准溶液进行滴定(原理为2Na2S2O3+I2 =Na2S4O6+2NaI),相关数据记录如表: ④Na2S2O3·5H2O产品的纯度为　　　　。
2.煤的化学活性是评价煤气化或燃烧性能的一项重要指标,可用与焦炭(由煤样制得)反应的CO2的转化率α来表示。研究小组设计测定α的实验装置如下:(1)装置Ⅰ中,仪器a的名称是　　　 　 ;b中除去的物质是　 　(填化学式)。 
[解析] 稀盐酸与碳酸钙反应生成二氧化碳、氯化钙和水,由于盐酸易挥发,二氧化碳中含有氯化氢杂质,用饱和碳酸氢钠溶液吸收氯化氢,再用浓硫酸干燥气体,二氧化碳通到灼热的焦炭中反应生成一氧化碳,将混合气体通入足量氢氧化钡溶液中吸收二氧化碳,一氧化碳与银氨溶液反应生成银单质。(1)装置Ⅰ中,仪器a的名称是分液漏斗;由于二氧化碳中含有挥发的氯化氢气体,因此b中碳酸氢钠与氯化氢反应,则除去的物质是HCl。
(2)①将煤样隔绝空气在900 ℃加热1 h得焦炭,该过程称为　　　　。 ②装置Ⅱ中,高温下发生反应的化学方程式为　　　　　　 　　　　。 
[解析] (2)①将煤样隔绝空气在900 ℃加热1 h得焦炭,即隔绝空气加强热使之分解,则该过程称为干馏。②装置Ⅱ中,高温下二氧化碳和焦炭反应生成一氧化碳,其发生反应的化学方程式为CO2+C 2CO。
CO2+C 2CO　
③装置Ⅲ中,先通入适量的气体X,再通入足量Ar气。若气体X被完全吸收,则可依据d和e中分别生成的固体质量计算α。ⅰ.d中的现象是　　　　　　　　　。 ⅱ.e中生成的固体为Ag,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  
[解析] ③ⅰ.d中二氧化碳和氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和水,其反应的现象是有白色沉淀生成。ⅱ.e中生成的固体为Ag,根据氧化还原反应分析得到CO变为碳酸铵,则反应的化学方程式为CO+2[Ag(NH3)2]OH=2Ag↓+(NH4)2CO3+2NH3。
CO+2[Ag(NH3)2]OH=2Ag↓+(NH4)2CO3+2NH3　
ⅲ.d和e的连接顺序颠倒后将造成α　　　　(填“偏大”“偏小”或“不变”)。 
[解析] ⅲ.d和e的连接顺序颠倒,二氧化碳和银氨溶液反应,导致CO2消耗,二氧化碳与氢氧化钡反应的量减少,则将造成α偏大。
ⅳ.在工业上按照国家标准测定α:将干燥后的CO2(含杂质N2的体积分数为n)以一定流量通入装置Ⅱ反应,用奥氏气体分析仪测出反应后某时段气体中CO2的体积分数为m,此时α的表达式为　　　　　　　　　　　。
1. [2023•辽宁卷节选] 硫酸工业在国民经济中占有重要地位。我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析,该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如下图所示。700 ℃左右有两个吸热峰,则此时分解生成的氧化物有SO2、　　　　和　　　　(填化学式)。 
2. [2022·河北卷] 某研究小组为了更准确检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量,设计实验如下:①三颈烧瓶中加入10.00 g香菇样品和400 mL水;锥形瓶中加入125 mL水、1 mL淀粉溶液,并预加0.30 mL 0.010 00 ml·L-1的碘标准溶液,搅拌。②以0.2 L·min-1流速通氮气,再加入过量磷酸,加热并保持微沸,同时用碘标准溶液滴定,至终点时滴定消耗了1.00 mL碘标准溶液。
③做空白实验,消耗了0.10 mL碘标准溶液。④用适量Na2SO3替代香菇样品,重复上述步骤,测得SO2的平均回收率为95%。已知:Ka1(H3PO4)=7.1×10-3,Ka1(H2SO3)=1.3×10-2回答下列问题:(1)装置图中仪器a、b的名称分别为　　　　　　、　　 　　。 
[解析] (1)装置图中a是用于冷凝回流的球形冷凝管,b带玻璃旋塞,为酸式滴定管。
①三颈烧瓶中加入10.00 g香菇样品和400 mL水;锥形瓶中加入125 mL水、1 mL淀粉溶液,并预加0.30 mL 0.010 00 ml·L-1的碘标准溶液,搅拌。已知:Ka1(H3PO4)=7.1×10-3,Ka1(H2SO3)=1.3×10-2(2)三颈烧瓶适宜的规格为　　　　(填标号)。 A.250 mL　B.500 mL　C.1000 mL(3)解释加入H3PO4能够生成SO2的原因:_________________________________  　 。 
Ka1(H3PO4)与Ka1(H2SO3)相差不大,加入磷酸(高沸点酸)并加热有利于SO2不断逸出,促进反应向生成SO2的方向进行　
某研究小组为了更准确检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量,设计实验如下:①三颈烧瓶中加入10.00 g香菇样品和400 mL水;锥形瓶中加入125 mL水、1 mL淀粉溶液,并预加0.30 mL 0.010 00 ml·L-1的碘标准溶液,搅拌。②以0.2 L·min-1流速通氮气,再加入过量磷酸,加热并保持微沸,同时用碘标准溶液滴定,至终点时滴定消耗了1.00 mL碘标准溶液。(4)滴定管在使用前需要　　　　、洗涤、润洗;滴定终点时溶液的颜色为　　　　;滴定反应的离子方程式为　 。 
(5)若先加磷酸再通氮气,会使测定结果　　　　(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。 
[解析] (5)若先加磷酸,生成的少量SO2会被装置中的氧气氧化生成H2SO4,使进入锥形瓶与I2反应的SO2减少,导致测定结果偏低。
①三颈烧瓶中加入10.00 g香菇样品和400 mL水;锥形瓶中加入125 mL水、1 mL淀粉溶液,并预加0.30 mL 0.010 00 ml·L-1的碘标准溶液,搅拌。②以0.2 L·min-1流速通氮气,再加入过量磷酸,加热并保持微沸,同时用碘标准溶液滴定,至终点时滴定消耗了1.00 mL碘标准溶液。③做空白实验,消耗了0.10 mL碘标准溶液。④用适量Na2SO3替代香菇样品,重复上述步骤,测得SO2的平均回收率为95%。(6)该样品中亚硫酸盐含量为　　　mg·kg-1(以SO2计,结果保留三位有效数字)。 
1.硼氢化钠(NaBH4)是一种潜在储氢剂,在有机合成中也被称为“万能还原剂”。实验室制备、提纯、分析NaBH4纯度的步骤如下,请结合信息回答问题。
Ⅰ.NaBH4的制备先打开K2,向装置中鼓入N2,然后升温到110 ℃左右,打开搅拌器快速搅拌,将熔化的Na快速分散到石蜡油中,然后升温到200 ℃,关闭K2,打开K1通入H2,充分反应后制得NaH。然后升温到240 ℃,持续搅拌下通入N2,打开K3向三颈烧瓶中滴入硼酸三甲酯[分子式为B(OCH3)3,沸点为68 ℃],充分反应,降温后离心分离得到NaBH4和CH3ONa的固体混合物。(1)写出NaH与B(OCH3)3反应的化学方程式:　 　。 
4NaH+B(OCH3)3 NaBH4+3CH3ONa
[解析] 装置中首先通入氮气排净空气,然后升温使得熔化的Na快速分散到石蜡油中,再升温到200 ℃,通入H2,充分反应后制得NaH,然后升温到240 ℃,持续搅拌下通入N2,滴入硼酸三甲酯充分反应,降温后离心分离得到NaBH4和CH3ONa的固体混合物。(1)由题干可知,NaH与B(OCH3)3在240 ℃条件下反应生成NaBH4和CH3ONa,化学方程式为4NaH+B(OCH3)3 NaBH4+3CH3ONa。
(2)下列说法正确的是　 　。 A.鼓入N2可以防止Na、NaH、NaBH4等被氧化B.搅拌并将Na分散到石蜡油中可以加快H2与钠的反应速率C.取200 ℃时的产物加入水中,观察是否有H2产生,从而判断NaH中是否含有NaD.快速滴入B(OCH3)3有利于提高其转化率
[解析] (2)空气中的氧气具有氧化性,鼓入N2可以排净空气,防止Na、NaH、NaBH4等被氧化,A正确;搅拌并将Na分散到石蜡油中可以增加反应物的接触面积,加快H2与钠的反应速率,B正确;
Na、NaH均会和水反应生成氢气,不能通过观察是否有H2产生,从而判断NaH中是否含有Na,C错误;反应温度为240 ℃,而B(OCH3)3的沸点不高,易挥发,应缓慢、分次滴入B(OCH3)3以提高其转化率,D错误。
Ⅱ.NaBH4的提纯(3)NaBH4可采用索氏提取法提纯,其装置如图所示。实验时将NaBH4和CH3ONa的固体混合物放入滤纸套筒1中,圆底烧瓶中异丙胺(熔点:-101 ℃,沸点:33 ℃)受热蒸发,蒸气沿导管　　(填“2”或“3”)上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,再经导管　　(填“2”或“3”)返回圆底烧瓶,从而实现连续萃取。当萃取完全后,NaBH4在　 　(填“圆底烧瓶”或“索氏提取器”)中。 
[解析] (3)由装置结构可知,圆底烧瓶中异丙胺受热蒸发,蒸气沿导管2(蒸气导管)上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,再经导管3(虹吸管)返回圆底烧瓶,从而实现连续萃取。NaBH4可溶于异丙胺,而CH3ONa难溶于异丙胺,故当萃取完全后,NaBH4随异丙胺进入圆底烧瓶中。
(4)分离异丙胺和NaBH4并回收溶剂的方法是　 　。 
[解析] (4)异丙胺和NaBH4沸点不同,分离异丙胺和NaBH4并回收溶剂的方法是蒸馏。
Ⅲ.NaBH4的纯度分析步骤1:取9.00 g NaBH4产品(杂质不参与反应),将产品溶于X1溶液后配成200 mL溶液,取2.00 mL置于碘量瓶中,加入30.00 mL 0.100 0 ml·L-1 KIO3溶液充分反应(反应为3NaBH4+4KIO3 =3NaBO2+4KI+6H2O)。步骤2:向步骤1所得溶液中加入过量的KI溶液,用溶液X2调节pH,使过量KIO3转化为I2,冷却后暗处放置数分钟。步骤3:向步骤2所得溶液中加缓冲溶液X3调pH约为5.0,加入几滴淀粉指示剂,用0.200 0 ml·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为18.00 mL(反应为I2+2Na2S2O3 =2NaI+Na2S4O6)。(5)X1溶液为　 　,X2溶液为　 　,缓冲溶液X3为　 　。(填序号)[已知:Ka(CH3COOH)=1.0×10-5,Kb(NH3·H2O)=1.0×10-5,两种混合液中溶质物质的量之比均为1∶1] A.稀硫酸 B.NaOH溶液 C.NH4Cl和NH3·H2O混合液 D.CH3COOH和CH3COONa混合液
Ⅲ.NaBH4的纯度分析步骤1:取9.00 g NaBH4产品(杂质不参与反应),将产品溶于X1溶液后配成200 mL溶液,取2.00 mL置于碘量瓶中,加入30.00 mL 0.100 0 ml·L-1 KIO3溶液充分反应(反应为3NaBH4+4KIO3 =3NaBO2+4KI+6H2O)。步骤2:向步骤1所得溶液中加入过量的KI溶液,用溶液X2调节pH,使过量KIO3转化为I2,冷却后暗处放置数分钟。步骤3:向步骤2所得溶液中加缓冲溶液X3调pH约为5.0,加入几滴淀粉指示剂,用0.200 0 ml·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为18.00 mL(反应为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)。(6)产品中NaBH4的纯度为　 　%。滴入Na2S2O3标准溶液时若长时间振荡可能导致测定结果　 　(填“偏高”或“偏低”)。 
2.[2024·山东烟台模拟] 三氯化铬(CrCl3)是常用的媒染剂和催化剂,易潮解,易升华,高温下易被氧气氧化。实验室用Cr2O3和CCl4(沸点76.8 ℃)在高温下制备无水CrCl3,同时生成COCl2气体。实验装置(加热及夹持装置略)如图所示。已知:COCl2气体有毒,遇水发生水解产生两种酸性气体。回答下列问题:(1)实验装置合理的连接顺序为a→ →d。
[解析]三氯化铬易潮解,易升华,高温下易被氧气氧化,所以实验过程中要确保装置内不能存在氧气和水蒸气,A装置的作用是干燥N2,加热E装置将CCl4导入B装置参与反应,B装置是发生装置,F装置的作用是防止水蒸气进入反应装置,C装置的作用是收集产品,D装置的作用是处理COCl2尾气。整个反应流程先用干燥的N2排尽装置内空气,然后加热E装置将CCl4气体带入B装置,与B中的Cr2O3反应,生成的CrCl3用C装置收集,COCl2有毒气体与D装置中NaOH溶液反应从而进行吸收处理,为防止D装置中水蒸气进入反应装置,还要在C和D装置中间加一个干燥装置F。(1)根据上述分析可知,实验装置合理的连接顺序为a→ef→bc→gh→d。
(2)制备CrCl3时进行操作:(ⅰ)连接装置,……;(ⅱ)装入药品并通入N2;加热石英管至400 ℃;(ⅲ)停止通入N2,加热E装置;(ⅳ)加热石英管继续升温至650 ℃,直到B中反应基本完成,切断管式炉的电源;(ⅴ)停止加热E装置,继续通入N2一段时间;(ⅵ)装置冷却后,结束制备实验。①补全步骤ⅰ的操作:　 　。 
[解析] (2)①有气体参与或生成的实验,实验前必须先检查装置的气密性,故(ⅰ)连接装置,检查装置气密性。
(2)制备CrCl3时进行操作:(ⅰ)连接装置,……;(ⅱ)装入药品并通入N2;加热石英管至400 ℃;(ⅲ)停止通入N2,加热E装置;(ⅳ)加热石英管继续升温至650 ℃,直到B中反应基本完成,切断管式炉的电源;(ⅴ)停止加热E装置,继续通入N2一段时间;(ⅵ)装置冷却后,结束制备实验。②实验过程中为了形成稳定的CCl4气流,对E装置加热的最佳方式是___________　 　,装置E中长颈漏斗的作用是______________________________　 　。 
(76.8 ℃以上)水浴加热
平衡压强(调节CCl4的气体流速、检验后面装置是否堵塞)
[解析] ②CCl4的沸点为76.8 ℃,实验过程中为了形成稳定的CCl4气流,故对E装置加热的最佳方式是(76.8 ℃以上)水浴加热;装置E中长颈漏斗的作用是平衡压强(调节CCl4的气体流速、检验后面装置是否堵塞)。
(2)制备CrCl3时进行操作:(ⅰ)连接装置,……;(ⅱ)装入药品并通入N2;加热石英管至400 ℃;(ⅲ)停止通入N2,加热E装置;(ⅳ)加热石英管继续升温至650 ℃,直到B中反应基本完成,切断管式炉的电源;(ⅴ)停止加热E装置,继续通入N2一段时间;(ⅵ)装置冷却后,结束制备实验。已知:COCl2气体有毒,遇水发生水解产生两种酸性气体。③步骤ⅴ中“继续通入N2一段时间”的目的是　 　。 
将COCl2 完全排入装置D被充分吸收
[解析] ③COCl2有毒,结束时用N2将其完全排入装置D被NaOH溶液充分吸收,防止污染空气。
(3)装置D中反应的离子方程式为　 　。 
考点一 物质组成定量实验分析
1. 按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。回答下列问题:(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先　　　　　　　　　　,而后将已称重的U形管c、d与石英管连接,检查装置气密性,依次点燃煤气灯　　　　,进行实验。 
[解析]由实验装置可知,先通入氧气可排尽装置中的空气,连接装置后检验装置的气密性,先点燃b处,再点燃a处,有机物燃烧生成二氧化碳和水,CuO可将有机物不完全燃烧产生的CO氧化为CO2,c处无水氯化钙可吸收水,d处碱石灰可吸收二氧化碳,c、d不能互换,否则碱石灰吸收的质量为混合物的质量,然后熄灭a,一段时间后再熄灭b,继续通入氧气至石英管冷却至室温,可保证水、二氧化碳被完全吸收,取下c和d管称重,c中为水的质量、d中为二氧化碳的质量,结合质量守恒及相对分子质量确定分子式。
[解析] (1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先通氧气,排出装置中的空气,而后将已称重的U形管c、d与石英管连接,检查气密性,防止漏气,依次点燃煤气灯b、a,保证有机物充分燃烧,进行实验。
(2)O2的作用有 　 。 
为实验提供氧化剂、提供气流保证反应产物完全进入U形管中
[解析] (2)O2的作用有作助燃剂使有机物充分反应,排尽装置中的二氧化碳和水蒸气,保证反应产物完全进入U形管中。
(3)c中的试剂为　　　　(填标号,下同),d中的试剂为　　　　。 A.无水CaCl2　B.NaCl C.碱石灰(CaO+NaOH)　D.Na2SO3c和d中的试剂不可调换,理由是  　。 
A　 C　
[解析] (3)c处无水氯化钙可吸收水,d处碱石灰可吸收二氧化碳,c和d中的试剂分别是A、C;c和d中的试剂不可调换,理由是碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳。
碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后,应进行操作:________________________________________　　　　　　　 　　　。取下c和d管称重。 
先熄灭a,一段时间后再熄灭b,继续通入氧气至石英管冷却至室温
[解析] (4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后,应进行操作:先熄灭a,一段时间后再熄灭b,继续通入氧气至石英管冷却至室温,取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.023 6 g,实验结束后,c管质量增加0.010 8 g,d管质量增加0.035 2 g。质谱测得该有机物的相对分子量为118,其分子式为　　 。
2.[2024·山东德州一中开学考] Ⅰ.下图是100 mg CaC2O4·H2O受热分解时,所得固体产物的质量随温度变化的曲线。试利用图中信息结合所学的知识,回答下列问题。(1)温度分别为T1℃和T2℃时,固体产物的化学式A是　　　　,B是　　　　。 
(2)由A得到B的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)由图计算并推断C的合理的化学式:　 。 
CaC2O4 CaCO3+CO↑
当加入最后半滴标准溶液时,溶液由蓝色变成无色,且30 s内颜色不恢复
4I-+O2+4H+ =2I2+2H2O
考点二 物质含量定量实验分析
3. [2024·福建三明一中开学考] 三氯化六氨合钴(Ⅲ){[C(NH3)6]Cl3}在工业上用途广泛。已知:[C(NH3)6]Cl3溶于热水,微溶于冷水。实验室制备 [C(NH3)6]Cl3 的步骤如下:Ⅰ.检查装置气密性并将CCl2、NH4Cl 和活性炭在三颈烧瓶中混合,滴加浓氨水,充分反应后缓慢滴加双氧水,控制温度为50~60 ℃,加热 20 min,实验装置如图所示。Ⅱ.将所得浊液趁热过滤,向滤液中逐滴加入少量浓盐酸。Ⅲ.冷却结晶后过滤,用少量冷水和无水乙醇分别洗涤晶体2~3次。
(1)图中仪器 b 的名称为　　　　　　　;其中装的固体是　　　　　　　　。 
[解析]第一步中向CCl2、NH4Cl和活性炭中滴加浓氨水,充分反应后滴加双氧水,反应生成三氯化六氨合钴,将所得浊液趁热过滤,滤液中加入浓盐酸,增大氯离子浓度,促使三氯化六氨合钴完全析出,冷却结晶后过滤,用少量冷水和无水乙醇分别洗涤晶体2~3次,得到三氯化六氨合钴晶体。(1)仪器b的名称为(球形)干燥管,b中装的固体是无水氯化钙或P2O5,作用为吸收挥发出的NH3。
无水CaCl2或P2O5
Ⅰ.检查装置气密性并将CCl2、NH4Cl 和活性炭在三颈烧瓶中混合,滴加浓氨水,充分反应后缓慢滴加双氧水,控制温度为50~60 ℃,加热 20 min,(2)步骤Ⅰ中控制温度为 50~60 ℃的方法为　　　　　　,温度不宜过高的原因是　  　。 
[解析] (2)步骤Ⅰ控制温度在50~60 ℃之间,采用的方法为水浴加热。反应物中有双氧水,温度过高双氧水易分解,同时温度过高浓氨水易分解和挥发,故温度不易过高。
温度过高,双氧水受热易分解,浓氨水受热易分解和挥发
Ⅰ.检查装置气密性并将CCl2、NH4Cl 和活性炭在三颈烧瓶中混合,滴加浓氨水,充分反应后缓慢滴加双氧水,控制温度为50~60 ℃,加热 20 min, Ⅱ.将所得浊液趁热过滤,向滤液中逐滴加入少量浓盐酸。(3)向滤液中加入浓盐酸的作用是______________________________________ 　 。 
增大氯离子浓度,利用同离子效应,促进钴配合物[C(NH3)6]Cl3完全析出,提高产率
[解析] (3)滤液中加入浓盐酸,增大了氯离子浓度,利用同离子效应,促进[C(NH3)6]Cl3完全析出,提高产率。
Ⅲ.冷却结晶后过滤,用少量冷水和无水乙醇分别洗涤晶体2~3次。(4)步骤Ⅲ中用乙醇洗涤的优点是______________________________________ 　 。 
[解析] (4)步骤Ⅲ用乙醇洗涤,减小产品[C(NH3)6]Cl3的溶解损失,同时乙醇易挥发能带走多余的水分,产品能快速干燥。
减小产品[C(NH3)6]Cl3溶解损失,乙醇易挥发带走水分,产品能快速干燥
[解析] (5)用NaOH溶液滴定剩余H2SO4,接近滴定终点时溶液中溶质为硫酸钠和硫酸铵,呈酸性,可选择甲基橙作指示剂。
4. [2024·辽宁十校联合体调研] 碘酸钙是一种无机精细与专用化学品。一种制备并测定六水合碘酸钙含量的实验设计如下。已知:碘酸钙为白色固体,微溶于水。M[Ca(IO3)2·6H2O]=498 g·ml-1。步骤Ⅰ　碘酸氢钾(KIO3·HIO3)的制备在三颈烧瓶中加入 2.54 g碘、2.60 g 氯酸钾和 50 mL 水,滴加 6 ml·L-1 盐酸至 pH=1,控制温度 85 ℃左右,装置如图所示。步骤Ⅱ　碘酸钙晶体[Ca(IO3)2·6H2O]的制备将反应后溶液转入烧杯中,加入 X 溶液,调节 pH=10,滴加 11 mL 1 ml·L-1CaCl2溶液,充分反应后用冰水冷却,抽滤、洗涤、晾干, 得粗产品碘酸钙晶体 4.50 g。
(1)仪器c 的名称为　　　　　　　。 
步骤Ⅰ　碘酸氢钾(KIO3·HIO3)的制备在三颈烧瓶中加入 2.54 g碘、2.60 g 氯酸钾和 50 mL 水,滴加 6 ml·L-1 盐酸至 pH=1,控制温度 85 ℃左右,装置如图所示。(2)步骤Ⅰ中有黄绿色气体产生,制备 KIO3·HIO3反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,干燥管 d 中的试剂是　　　　 　　　 　。 
I2+2KClO3+HCl KIO3·HIO3+Cl2↑+KCl　
[解析] (2)碘在酸性条件下被氯酸钾氧化成碘酸氢钾(KIO3·HIO3),反应中有黄绿色的气体生成,此气体应为氯气,则该反应的化学方程式为I2+2KClO3+HCl KIO3·HIO3+Cl2↑+KCl;干燥管d中的试剂是碱石灰或NaOH固体,吸收产生的氯气,防止污染空气。
步骤Ⅰ　碘酸氢钾(KIO3·HIO3)的制备在三颈烧瓶中加入 2.54 g碘、2.60 g 氯酸钾和 50 mL 水,滴加 6 ml·L-1 盐酸至 pH=1,控制温度 85 ℃左右,装置如图所示。(3)步骤Ⅰ中温度不宜过高的原因是_______________________　　　　　　　　　　　　　　　　,判断反应结束的实验现象是　  　。 
温度过高,碘易升华,盐酸易挥发,KIO3·HIO3会分解,产率低　
[解析] (3)步骤Ⅰ中温度不宜过高的原因是温度过高,碘易升华,盐酸易挥发,KIO3·HIO3会分解,产率低;碘单质反应完全或不再有氯气产生则反应结束,故判断反应结束的实验现象是溶液变为无色或回流液呈无色或不再有黄绿色的气体冒出。
溶液变为无色或回流液呈无色或不再有黄绿色的气体冒出
步骤Ⅱ　碘酸钙晶体[Ca(IO3)2·6H2O]的制备将反应后溶液转入烧杯中,加入 X 溶液,调节 pH=10,滴加 11 mL 1 ml·L-1CaCl2溶液,充分反应后用冰水冷却,抽滤、洗涤、晾干, 得粗产品碘酸钙晶体 4.50 g。(4)步骤Ⅱ中 X 溶液是　　　　　　 　　。 
KOH或Ca(OH)2溶液　
[解析] (4)步骤Ⅱ中加入X溶液,中和盐酸,调节pH=10,为不引入新的杂质离子,X溶液可用KOH或Ca(OH)2溶液。
[解析] (5)根据数值精确度及实验操作可知步骤Ⅲ中量取 25.00 mL 溶液(酸性)的玻璃仪器为酸式滴定管。
已知:碘酸钙为白色固体,微溶于水。M[Ca(IO3)2·6H2O]=498 g·ml-1。在三颈烧瓶中加入 2.54 g碘、2.60 g 氯酸钾和 50 mL 水,······得粗产品碘酸钙晶体 4.50 g。(7)下列有关该实验的叙述正确的是　　　　。 A.步骤Ⅰ中球形冷凝管的冷水进口为 bB.步骤Ⅱ中用冰水冷却有利于碘酸钙晶体析出C.步骤Ⅲ中空白实验的主要目的是排除空气中 CO2的干扰D.本实验中制得的 Ca(IO3)2·6H2O产品的产率约为78.8%