2022高三总复习化学教案-巩固练习 定量实验设计与评价(提高).doc

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1、【巩固练习】1.实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量,反应的化学方程式为:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O 试回答:(1)如果选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量m(CuO)、m(H2O)时,请用下列仪器设计一个简单的实验方案:仪器连接的顺序(用字母编号表示,仪器可重复使用) ;d中浓硫酸的作用是 , ;实验完毕时观察到a中的现象是 。列出计算Cu的相对原子质量的表达式 。下列情况将使测定结果偏大的是 。(以下选择填空不限1个正确答案,均用字母编号填写)ACuO未全部还原为Cu BCuO受潮 CCuO中混有Cu(2)如果仍采用上述仪器装置,其他方案可选用测定的物理量

2、有 。Am(Cu)和m(CuO) Bm(N2)和m(H2O) Cm(Cu)和m(H2O) Dm(NH3)和m(H2O)2.某课外小组利用H2还原黄色的WO3粉末测定W的相对原子质量,下图是测定装置的示意图,A中的试剂是盐酸。请回答下列问题。(1)仪器中装入的试剂:B_ 、C_、D_;(2)连接好装置后应首先_,其方法是_(3)“加热反应管E”和“从A瓶逐滴滴加液体”这两步操作应该先进行的是 _。在这两步之间还应进行的操作是_;(4)反应过程中G管逸出的气体是_,其处理方法是_(5)从实验中测得了下列数据 空E管的质量a ; E管和WO3的总质量b ;反应后E管和W粉的总质量c(冷却到室温称量)

3、;反应前F管及内盛物的总质量d ;反应后F管及内盛物的总质量e由以上数据可以列出计算W的相对原子质量的两个不同计算式(除W外,其他涉及的元素的相对原子质量均为已知):计算式1:Ar(W)_;计算式2:Ar(W)_。3.某校化学兴趣小组设计了图示实验装置(图中省略了夹持仪器)来测定某铁碳合金中铁的质量分数。 m克铁碳合金中加入过量浓硫酸,未点燃酒精灯前,A、B均无明显现象,其原因是常温下碳与浓硫酸不反应; 。写出加热时A中碳与浓硫酸发生反应的化学方程式 。B中的现象是: ;C的作用是: 。待A中不再逸出气体时,停止加热,拆下E并称重,E增重bg。则铁碳合金中铁的质量分数为 (写表达式)。甲同学认

4、为利用此装置测得铁的质量分数偏大,请你写出可能的原因: 。最后对所得测量结果进行评价,小组内有同学提出,本套装置在设计上存在多处缺陷而导致实验结果不准确,其中会导致铁质量分数测量值偏低是(任答一条即可) 。4. 牙膏是由摩擦剂和一些可溶于水的物质组成。常用的摩擦剂主要有:CaCO3、Al(OH)3、SiO2nH2O、Ca3(PO4)2。资料显示:Ca3(PO4)2高温不分解;Ca3(PO4)2和CaHPO4不溶于水;Ca(H2PO4)2溶于水;Ca3(PO4)2 + 4H+ = 3Ca2+ + 2H2PO4。(1)为测定某牙膏的酸碱性和摩擦剂的主要成分,甲同学设计并完成以下实验: 取一小段牙膏

5、与一定量蒸馏水充分搅拌后过滤,用pH试纸测定滤液酸碱性的方法是 (填相应操作),读出其pH接近8; 若向所得不溶物中加入适量稀盐酸,得到澄清溶液,有气体产生,则产生气体的离子方程式是 ;若向所得不溶物中加入NaOH溶液,经测定,不溶物的质量不发生变化; 取中加稀盐酸后所得溶液,加入过量NaOH溶液,观察到最终有沉淀生成,生成该沉淀的离子方程式是 ;根据上述实验,摩擦剂中一定含有的物质是 。(2)乙同学用如下装置(已检验气密性,夹持装置略)通过测CO2的质量来计算牙膏不溶物中CaCO3的含量。 滴加稀盐酸之前的部分操作:打开弹簧夹,通入N2一段时间;再将盛有碱石灰的干燥管连接在整套装置上。按此顺

6、序进行操作的原因是 ; 用上述装置重复几次实验,所测样品中CaCO3的含量均偏高,若实验过程中的操作没有失误,分析可能的原因是 或 ; 设计实验不用其他任何试剂(仪器可任选),仅用牙膏不溶物样品测定摩擦剂中CaCO3含量的方法是 (不必填具体操作)。5.一学习小组利用下图所示装置,对某含少量Fe的废铜屑进行铜含量的测定,并探究利用其制备硫酸铜溶液。(1)向A中加入10g废铜屑样品,关闭弹簧夹,打开B活塞向A注入足量稀硫酸后关闭。此时装置C中发生的现象是 。 (2)反应进行到A中不再产生气泡时,若C中收集到448mL(已换算成标准状况)气体,则该废铜屑中铜的质量百分含量为 。(3)拆除C、D装置

7、后,打开弹簧夹,持续将空气通入A中,至A中固体全部消失,再继续通入一段时间空气后,关闭弹簧夹,停止通入空气。该过程中发生反应的离子方程式是 、 ;为使A中固体加快溶解速率,以下方法运用合理的是 。 a. 对A装置加热 b. 向A内加入少量Fe2O3 c. 向A内加入少量CuO d. 增大空气通入量 e. 向A内加入少量FeSO4 f. 向A内加入少量H2O(4)将A中溶液倒入烧杯内,加入Cu2(OH)2CO3将其调节至pH=4时,溶液中铁被完全沉淀,过滤后即得红褐色沉淀与硫酸铜溶液,此过程离子反应方程式是 。(5)有同学认为,可以不用测量气体法计算废铜屑中铜的质量百分含量,则其采用的方法是 ,

8、其具体操作步骤可续写为: 。6.氯化铁是实验室中的重要试剂。某同学用m g含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取FeCl36H2O晶体,同时测定废铁屑中铁的质量分数,为此设计了如下装置(夹持装置略,气密性已检验): 操作步骤如下:. 打开弹簧夹K1、关闭弹簧夹K2,并打开活塞a,缓慢滴加盐酸。. 当时,关闭弹簧夹K1、打开弹簧夹K2,当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a。. 将烧杯中溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到FeCl36H2O晶体。请回答: (1)A中发生的置换反应的化学方程式是 。(2)操作中“”的内容是 ,烧杯中的现象是 ,相应的离子方程式和化学方程式是 、 。(3)操作不采用直接加热

9、制FeCl36H2O晶体的原因是 (用简要文字并结合离子方程式解释)。(4)测得B中所得的气体是V mL(标准状况时),由此计算出该废铁屑中铁的质量分数是 ,该数值比实际数值偏低,若实验过程操作无误,偏低的原因是 。(5)为了准确测定铁的质量分数,还可以另取mg废铁屑和某种常见的还原剂气体在加热时充分反应到恒重,测得实验后剩余固体质量是wg。由此求出铁的准确质量分数是 (用含m、和w的式子表示)。7.实验室有NH4HCO3和NaHSO3的干燥粉状混合物,某兴趣小组为测定其中NH4HCO3的含量,设计了用在混合物中加酸的实验方法来测定其质量分数。回答以下问题: 化学小组主要选用了下列药品和仪器进

10、行实验。(图中每种仪器装置只选用了一次,铁架台等固定仪器未画出)来源:学,科,网来源:学科网ZXXK请按气流由左向右的方向,仪器连接顺序是(填仪器的接口字母a、b)来源:Z&xx&k.Com a f g 。 实验开始,混合物加酸前,A装置需要鼓入空气,作用是 ;加酸后A装置再次鼓入空气的作用是 。 E装置的作用是 。 实验中,若C瓶中溶液褪色,则测定结果可能会偏 (填“高”或“低”)。为了确保实验中C瓶溶液不褪色,若取样品的质量为m g,实验前 E中所装 a molL1的KMnO4溶液体积(V)不少于 mL。 若混合物样品质量为13.1 g,充分作用后碱石灰增重4.4 g,则混合物中NH4HC

11、O3的质量分数为 。 从定量测定的准确性考虑,该套装置还应作进一步的改进是 。可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 8某研究性小组借助AD的仪器装置完成有关实验。 【实验一】收集NO气体。(1)用装置A收集NO气体,正确的操作是 (填序号)。a.从口进气,用排水法集气 b.从口进气,用排气法集气c.从口进气,用排水法集气 d.从口进气,用排气法集气【实验二】为了探究镀锌薄铁板上的锌的质量分数w(Zn)和镀层厚度,查询得知锌易溶于碱:Zn2NaOH=Na2ZnO2H2据此,截取面积为S的双面镀锌薄铁板试样,剪碎、称得质量为m1 g。用固体烧碱和水作试剂,拟出下列

12、实验方案并进行相关实验。方案甲:通过测量试样与碱反应生成的氢气体积来实现探究目标。(2)选用B和 (填仪器标号)两个装置进行实验。(3测得充分反应后生成氢气的体积为VL(标准状况),w(Zn)= 。(4)计算镀层厚度,还需要检索的一个物理量是 。(5)若装置B中的恒压分液漏斗改为普通分液漏斗,测量结果将 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。方案乙:通过称量试样与碱反应前后的质量实现探究目标。选用仪器C做实验,试样经充分反应,滤出不溶物、洗涤、烘干,称得其质量为m2g 。(6)w(Zn)= 。方案丙:通过称量试样与碱反应前后仪器、试样和试剂的总质量(其差值即为H2的质量)实现探究目标。实验同样

13、使用仪器C。(7)从实验误差角度分析,方案丙 方案乙(填“优于”、“劣于”或“等同于”)。9某小组同学将一定浓度Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中发现生成了蓝色沉淀。甲同学认为沉淀是CuCO3;乙同学认为沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物,他们设计实验测定沉淀中CuCO3的质量分数。已知:CuCO3和Cu(OH)2均为蓝色,难溶于水。(1)按照甲同学的观点,发生的反应属于4种基本反应类型中的 。空气NaOH溶液K1K2稀硫酸浓硫酸ABCD碱石灰碱石灰E样品K3K4(2)乙同学利用下图装置进行测定。在研究沉淀物组成前,须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作依次为 、洗涤、干燥。 装置E中碱

14、石灰的作用是 。实验过程中有以下操作步骤:a关闭K1、K3,打开K2、K4,充分反应b打开K1、K4,关闭K2、K3,通入过量空气c打开K1、K3,关闭K2、K4,通入过量空气正确的顺序是(填选项序号,下同) 。若未进行步骤 ,将使测量结果偏低。若沉淀样品的质量为m g,装置D的质量增加了n g,则沉淀中CuCO3的质量分数为 。(3)丙同学认为还可以通过测量CO2的体积或测量 来测定沉淀中CuCO3的质量分数。10某实验小组分别用图1、2装置测定某种钙片中碳酸钙的含量,夹持装置已略去。提供的试剂:研细的钙片粉末(钙片中的其他成分不与盐酸反应)、2mol/L 盐酸、5%NaOH溶液、饱和Na2

15、CO3溶液、饱和NaHCO3溶液和蒸馏水。 图1 图2实验过程:I检查两套装置的气密性。II在A、C的右边加入0.25 g钙片粉末,左边加入3 mL 2mol/L盐酸,塞紧塞子。在B、E中均加入饱和NaHCO3溶液,如图所示,记下量气管读数。将A、C倾斜,使液体与固体混合,实验结束并冷却后读出量气管读数,测得 B中收集到的气体为41.90 mL,E中收集到的气体体积为39.20 mL(以上气体体积均已折算为标准状况下的体积)。回答下列问题:(1)I中检查图1装置气密性的方法是 。 (2)A中发生反应的离子方程式为 ;D中加入的试剂为 。(3)实验前左右两管液面在同一水平面上,最后读数时右管的液

16、面高于左管的液面,应进行的操作是 。(4)图2实验所得钙片中的碳酸钙的质量分数为 ;图1实验比图2实验所得钙片中的碳酸钙含量偏高,用离子方程式表示偏高的原因: 。11某食盐样品中混有NaBr杂质,为了测定该食盐样品的纯度,可设计实验过程如图1所示:阅读上述实验过程,完成下列填空:(1)请你从图2中选用四个装置(可重复使用)来完成向溶液A中通入过量Cl2的实验,将所选装置的选项字母填入方框,并在括号中写出装置内所放的化学药品;ABCD图2( )(饱和食盐水)(溶液 A )( )C(2)为了证明溶液D中几乎不存在Br,可选用的试剂为(多选不给分) (填选项字母);A. 碘水 B. 淀粉碘化钾溶液

17、C. 新制氯水 D. 食盐水(3)依据图所示,在萃取操作中应选取的有机溶剂为(多选不给分) ;A.四氯化碳 B.甲苯 C.乙醇 D.裂化汽油(4)在萃取、分液的过程中,把分液漏斗玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔,其目的是 ; 如图所示,待分液漏斗内的混合液分层后,应采取的操作是 ; (5)加热蒸发溶液D时,除需带有铁圈的铁架台、坩埚钳和火柴外,还必须用到的仪器有 、 、 ;(6)试计算原固体混合物中氯化钠的质量分数为 。12工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:探究一(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移人硫酸

18、铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是 。(2)另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液X并收集到气体Y。甲同学认为X中除外还可能含有。若要确认其中的,应先用 选填序号)。aKSCN溶液和氯水 b铁粉和KSCN溶液 c浓氨水 d酸性溶液乙同学取336mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:然后加入足量溶液,经适当操作后得干燥固体233g。由于此推知气体Y中的体积分数为 。(1)铁钉表面被钝化(或其他合理答案)(2)d 66.7%(或其他合理答案)探究二分析上述实验中体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含量有和Q气体。为此设计了下列探究实验状

19、置(图中夹持仪器省略)。(3)装置B中试剂的作用是 。(4)认为气体Y中还含有Q的理由是 (用化学方程式表示)。(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于 (选填序号)。aA之前 bA-B间 cB-C间 dC-D间(6)如果气体Y中含有,预计实验现象应是 。(7)若要测定限定体积气体Y中的含量(标准状况下约有28mL),除可用测量体积的方法外,可否选用质量称量的方法?做出判断并说明理由 。【答案与解析】1.(1)bcacd;吸收未反应的NH3,防止空气中水蒸汽进入装置;a中的现象是固体由黑色转变为红色。18m(CuO)/m(H2O)-16。AC(2)AC【解析】(1) 仪器连接顺序由实验目的决定

20、。该实验主要是要测定NH3与CuO反应生成的水的质量(CuO的质量在实验前即可称出),故应先制备干燥的NH3(用碱石灰干燥,不用浓H2SO4,因为浓H2SO4会与NH3反应),然后让NH3与CuO反应,再测定生成水的质量(用碱石灰吸收反应后生成的水蒸汽,不能用浓H2SO4吸收,因NH3不一定反应完)。另外为了吸收多余的NH3,同时也为了防止空气中的水蒸汽造成实验误差,最后应接d装置。故仪器的连接顺序为bcacd。d中浓H2SO4的作用是吸收未反应的NH3,防止空气中水蒸汽进入装置。实验完毕后观察到a中的现象是固体由黑色转变为红色。 根据化学方程式可计算出Cu的相对原子质量的表达式为18m(Cu

21、O)/m(H2O)-16。根据Cu的相对原子质量的表达式可知,要使测定结果偏大,则m(CuO)要偏大,m(H2O) 要偏小。由给出的选项看,A、C生成的水少,测定结果偏大;B生成的水多,测定结果偏小。故本小题答案为A、C。(2)如果仍采用上述仪器装置,由于气体的质量难以测量,也难于收集,所以B、D不可选用,且由B、D给出的量无法计算出Cu的相对原子质量。可供选用测定的物理量还有Cu的质量,结合CuO的质量或H2O的质量都能计算出Cu的相对原子质量。故本小题答案为A、C。2.(1)锌粒, 水,浓硫酸;(2)检查气密性,将G弯管浸没在盛有水的烧杯中,温热烧瓶B,观察G管口,若有气泡逸出,说明装置的

22、气密性良好;(3)先从A瓶逐滴滴加液体; 检验H2的纯度(4)氢气;在G管出口处点燃;(5) 【解析】联想课本改进后的综合实验:氯气与铁反应的性质实验装置: 制备氯气、净化氯气(饱和食盐水除氯化氢、浓硫酸除水蒸气)、性质实验装置、产物检验装置、尾气处理装置有助于本实验的解题。联想氢气还原氧化铜实验:制备氢气、净化氢气、氢气验纯、通入氢气与点燃酒精灯顺序、熄灭酒精灯与停止同氢气的顺序、氢气的尾气处理方式可以直接用于回答本题。实验题关键:明确实验目的和原理,清楚各装置的作用,排除实验干扰。3. 常温下Fe遇浓硫酸发生钝化 C + 2H2SO4(浓) CO2 + 2SO2 + 2H2O 品红溶液褪色

23、(或“颜色变浅”) 除尽反应产物中的SO2气体 (11m3b)/11m 装置内的CO2难以赶尽,导致E质量增重偏小 SO2不一定能全部被品红、KMnO4除去或E中碱石灰会吸收空气中的CO2、H2O(其它合理的也对)4. (1) 用干燥洁净的玻璃棒蘸滤液,滴在pH试纸上,经与标准比色卡比较后。 CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2+ H2O 2H2PO4 + 3Ca2+ + 4OH = Ca3(PO4)2 + 4H2O CaCO3 Ca3(PO4)2(2) 避免碱石灰吸收装置中原有空气中的CO2 干燥管中的碱石灰吸收空气中的CO2或H2O NaHCO3溶液除HCl时产生了CO2 称量

24、不溶物样品在高温下完全分解前后的质量5.(1)水面下降,水顺长导管排入D中 (2)88.8% (3)4Fe2+ + O2 + 4H+ = 4Fe3+ +2H2O 2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+ a b d e (4)Cu2(OH)2CO3 + H+ + Fe3+ = 2Cu2+ + Fe(OH)3 + CO2(5)测定沉淀法,将(4)中所得红褐色沉淀洗涤、干燥、称量、计算6.(1)Fe+2HCl=FeCl2+H2(2)当A中固体完全消失;无色溶液逐渐变黄,有气泡产生。 2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O、 2H2O22H2O+O2(3)Fe3+3H2OFe(OH

25、)3+3H+,加热会促进FeCl3水解,产生Fe(OH)3。(4)Fe3+和Fe发生反应消耗部分Fe,使与盐酸反应的Fe相应减少。(5)7. aihdefgbc 排出装置中原有空气,将生成的气体全部送入后续装置(答使反应产生的CO2和SO2能被完全吸收也给分 ) 除去SO2,以防止SO2对测定结果的影响 高 50m/(13a) 60.3% 在B之后再接一个阻止空气中水和二氧化碳进入B的装置8. (1)C (2)D (3)(或等其他合理答案:)(4)金属锌的密度(或其他合理答案:)(5)偏大(6)(或其他合理答案:)(7)劣于【解析】本题考查实验的探究,涉及NO气体的收集,混合物中金属含量的计算

26、等。(1)NO遇空气立即被氧化,故不能用排空气法收集,只能用排水法收集。排水时应用短进长出。(2)方案甲:Zn和Fe中只有Zn可以与NaOH产生气体,通过排水收集气体,依据反应方程式即可算出Zn的质量分数。所以需要的装置有测H2的体积的D装置。(3)Zn与H2之间量为1:1,则n(Zn)=V/22.4 mol,w (Zn)=m(Zn)/m1 = 。(4)有了Zn的质量,如果有密度,则可以求出Zn的体积,再由Zn的截面积,即可求出Zn的高度(厚度)。(5)恒压式分液漏斗产生的气体有部分残留在分液漏斗上方,故排气时收集少了,所以用普通漏斗时收集的H2多一些,则计算出的Zn的量偏大。(6)减少的质量

27、即为Zn的质量。(7)丙方案根据H2的质量差值,显然误差大,因为产生的H2质量很小,计算偏差大。9.(1)复分解反应(2)过滤防止空气中CO2和水蒸气进入装置Dcab ;b(3)样品质量和样品充分灼烧后的质量(其他合理答案可给分)10(1)往B中右侧量气管中加水,一段时间后量气装置左右液面差不变,说明气密性良好(2)CaCO3 + 2H+ = Ca2+ + CO2 + H2O蒸馏水(H2O) (3)向下移动右管,使左右两管液面相平 (4)70%(或用小数、分数表示) HCO3 + H+ = CO2 + H2O (MnO2和浓HCl)(饱和食盐水)(溶液A)(NaOH溶液)(1)11ACCC(2

28、)C(3)B(4)使漏斗内外空气相通,以保证漏斗里的液体能够流出打开活塞,使下层液体慢慢流出。注意不要使上层液体流出。上层液体从分液漏斗上口倒出(5)蒸发皿、酒精灯、玻璃棒(6)90.0% 12. (1)铁钉表面被钝化(或其他合理答案)(2)d 66.7%(或其他合理答案)(3)检验是否除尽(4)(5)c(6)D中固体由黑变红和E中固体由白变蓝(7)否,用托盘天平无法称量D或E的差量 可,用分析天平称量D或E的差量【解析】(1)铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行 (2)+2价亚铁离子能使算话的高锰酸钾褪色,溶液中已经有+3价铁离子,选择a会造成干扰,选c会造成两种沉淀,受氢氧化铁颜色的影响无法辨别(3)A除去,B可以检验A中是否完全除去 (4)(5)Q为,他与二氧化硫一样都能使澄清石灰水便浑浊,选择a或b受二氧化硫的影响无法判断Q的存在;选择d,Q被碱石灰吸收(6)氢气还原氧化铜会生成水蒸气能使白色的硫酸铜粉末变蓝(7)中学阶段的质量称量选择托盘天平,分度值0.1g,无法精确称量出差量。

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