第64講物質(zhì)的檢測綜合實驗探究復習目標1.掌握物質(zhì)檢驗和組成測定的一般方法。2.建立解答物質(zhì)檢測綜合的思維模型。考點一物質(zhì)的定性檢驗與分析1．常見氣體的檢驗方法1觀察顏色法eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(紅棕色：NO2或Br2蒸氣,黃綠色：Cl2,在空氣中形成白霧：HCl,在空氣中由無色變?yōu)榧t棕色：NO))2試紙檢測法eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(濕潤的淀粉-KI試紙變藍：Cl2,濕潤的紅色石蕊試紙變藍：NH3,濕潤的醋酸鉛試紙變黑：H2S,濕潤的品紅試紙褪色：SO2))(3)通入澄清石灰水法——變渾濁：CO2或SO2(4)點燃法eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(使帶火星的木條復燃：O2,產(chǎn)生輕微爆鳴聲：H2等))2．常見的離子檢驗方法沉淀法(加入試劑產(chǎn)生沉淀)、氣體法(加入試劑產(chǎn)生氣體)、顯色法(加入特征指示劑)、轉(zhuǎn)化法(轉(zhuǎn)化成其他易檢驗的物質(zhì))等。3．解答綜合實驗題的技巧一道綜合實驗題往往是由幾個相互獨立又有相互關(guān)聯(lián)的小實驗組成的，解答此類試題可按如下基本思路進行：綜合實驗eq\o(→,\s\up7(分析、拆解))小實驗eq\o(→,\s\up7(根據(jù)各個小,實驗原理))確定基本操作及其先后順序1．(2022·廣東肇慶市高三模擬)硫酸亞鐵在印染、醫(yī)藥、化肥等多個行業(yè)有廣泛應(yīng)用。某學習小組對硫酸亞鐵晶體(FeSO4·7H2O)的熱分解產(chǎn)物進行探究。回答下列問題：(1)裝置A中石棉絨的作用為________________；裝置D中的儀器名稱為________。(2)按氣流方向，上述裝置合理的連接順序為a→________、________→________、________→________、________→h(填裝置口小寫字母)。(3)該小組同學按上述順序連接各裝置并進行實驗，請為他們補全表格：裝置編號填裝試劑實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論AFeSO4·7H2O綠色固體逐漸變?yōu)榧t色粉末—B①________②________分解產(chǎn)物中含有SO2CBaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀③________D無水CuSO4粉末白色固體逐漸變?yōu)樗{色分解產(chǎn)物中含有水蒸氣E④________——(4)硫酸亞鐵晶體分解的化學方程式為______________________________________________________________________________________________________________________。(5)設(shè)計實驗證明A中得到的紅色粉末不含＋2價鐵元素：__________________________________________________________________________________(簡述實驗操作及現(xiàn)象)。答案(1)防止固體粉末堵塞導管(球形)干燥管(2)fgedcb(3)①品紅溶液②溶液由紅色褪為無色③分解產(chǎn)物中含有SO3④NaOH溶液(4)2FeSO4·7H2Oeq\o(=,\s\up7(高溫))Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑＋14H2O↑(5)取實驗后反應(yīng)管中的少量固體，溶于稀鹽酸后，向溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，不產(chǎn)生藍色沉淀解析(2)由實驗?zāi)康暮驮碇?，A中發(fā)生FeSO4·7H2O的分解，裝置D用于檢驗水蒸氣，裝置C用于檢驗SO3，裝置B用于檢驗SO2，裝置E用于尾氣處理，按氣流方向，裝置合理的連接順序為afgedcbh。(3)裝置B用于檢驗SO2，可以用品紅溶液褪色證明分解產(chǎn)物中含有SO2；裝置C中BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀可以證明分解產(chǎn)物中含有SO3；裝置E為尾氣處理，應(yīng)填裝的試劑為NaOH溶液。2．(2022·安慶市高三模擬)已知：①Cu2O在酸性條件下能迅速發(fā)生反應(yīng)：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O；②氮的氧化物能與紅熱的銅反應(yīng)。某小組設(shè)計實驗探究NO和Cu反應(yīng)的氧化產(chǎn)物，裝置如圖所示(部分夾持裝置未畫出)。請回答下列問題：(1)裝置A中盛放銅粉的儀器名稱為________，a管的作用是_______________________，該裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________。(2)裝置B中試劑為______________，裝置E的作用是____________________________。(3)實驗開始時，先打開A中分液漏斗活塞，過一會兒，點燃D處酒精燈，這樣操作的目的是________________________，當Cu充分反應(yīng)，實驗結(jié)束時，下列操作中應(yīng)首先進行的是________(填序號)。①停止滴加濃硝酸②熄滅酒精燈③從E裝置中取出導氣管(4)為了探究氧化產(chǎn)物是否含有Cu2O，取少量完全反應(yīng)后的產(chǎn)物，進行如下實驗：(甲)加入足量的稀硝酸，觀察是否完全溶解(乙)加入足量的稀硫酸，觀察是否完全溶解(丙)加入足量的濃硝酸，觀察是否完全溶解(丁)在加熱條件下通入乙醇蒸氣，觀察固體是否變?yōu)榧t色其中，能達到實驗?zāi)康牡氖莀_______。(5)若氧化產(chǎn)物為CuO和Cu2O的混合物，為測定其組成，取混合物5.92g與足量稀硝酸反應(yīng)，測得生成448mL(標準狀況下)NO氣體，則混合物中CuO和Cu2O的物質(zhì)的量之比為________。答案(1)蒸餾燒瓶平衡分液漏斗內(nèi)外壓強，使液體順利流下Cu＋4H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O(2)水收集多余的NO，防止污染環(huán)境(3)將裝置中的空氣排空，防止氧氣與Cu反應(yīng)，影響實驗結(jié)果①(4)乙(5)2∶3解析本題以探究NO和Cu反應(yīng)的氧化產(chǎn)物為題材進行實驗探究，實驗裝置中A為制備NO2的裝置，發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為Cu＋4HNO3(濃)=Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，B為制備NO的裝置，發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，C為干燥NO的裝置，D為NO與Cu發(fā)生反應(yīng)的裝置，E為收集多余NO的裝置，進行尾氣處理，防止污染環(huán)境。(5)假設(shè)混合物中CuO和Cu2O的物質(zhì)的量分別為n1mol和n2mol，取混合物5.92g與足量稀硝酸反應(yīng)，測得生成448mL標準狀況下NO氣體，則根據(jù)質(zhì)量守恒：80n1＋144n2＝5.92g，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒可知：2n2＝3×eq\f(448×10－3L,22.4L·mol－1)，聯(lián)合解得：n1＝0.02mol，n2＝0.03mol，則混合物中CuO和Cu2O的物質(zhì)的量之比為0.02mol∶0.03mol＝2∶3?？键c二物質(zhì)組成的測定1．定量測定的常用方法(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，再進行相關(guān)計算。(2)測氣體體積法對于產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，可以通過測定氣體體積的方法測定樣品純度。量氣裝置的設(shè)計：下列裝置中，A是常規(guī)的量氣裝置，B、C、D是改進后的量氣裝置。(3)測氣體質(zhì)量法將生成的氣體通入足量的吸收劑中，通過稱量實驗前后吸收劑的質(zhì)量，求得所吸收氣體的質(zhì)量，然后進行相關(guān)計算。(4)滴定法利用滴定操作原理，通過酸堿中和滴定、沉淀滴定和氧化還原滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)后再進行相關(guān)計算。(5)熱重法只要物質(zhì)受熱時發(fā)生質(zhì)量變化，都可以用熱重法來研究物質(zhì)的組成。熱重法是在控制溫度的條件下，測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的方法。通過分析熱重曲線，我們可以知道樣品及其可能產(chǎn)生的中間產(chǎn)物的組成、熱穩(wěn)定性、熱分解情況及生成產(chǎn)物等與質(zhì)量相聯(lián)系的信息。2．物質(zhì)組成計算的常用方法類型解題方法物質(zhì)含量計算根據(jù)關(guān)系式法、得失電子守恒法、滴定法等，求出混合物中某一成分的量，再除以樣品的總量，即可得出其含量確定物質(zhì)化學式的計算①根據(jù)題給信息，計算出有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量。②根據(jù)電荷守恒，確定出未知離子的物質(zhì)的量。③根據(jù)質(zhì)量守恒，確定出結(jié)晶水的物質(zhì)的量。④各粒子的物質(zhì)的量之比即為物質(zhì)化學式的下標比熱重曲線計算①設(shè)晶體為1mol。②失重一般是先失水、再失氣態(tài)非金屬氧化物。③計算每步的m余，eq\f(m余,m1mol晶體質(zhì)量)＝固體殘留率。④晶體中金屬質(zhì)量不減少，仍在m余中。⑤失重最后一般為金屬氧化物，由質(zhì)量守恒得mO，由n金屬∶nO即可求出失重后物質(zhì)的化學式多步滴定計算復雜的滴定可分為兩類：①連續(xù)滴定法：第一步滴定反應(yīng)生成的產(chǎn)物，還可以繼續(xù)參加第二步的滴定。根據(jù)第二步滴定的消耗量，可計算出第一步滴定的反應(yīng)物的量②返滴定法：第一步用的滴定劑是過量的，第二步再用另一物質(zhì)返滴定過量的物質(zhì)。根據(jù)第一步加入的量減去第二步中過量的量，即可得出第一步所求物質(zhì)的物質(zhì)的量1．(2022·天津高三模擬)為測定某氟化稀土樣品中氟元素的質(zhì)量分數(shù)，某化學興趣小組進行了如下實驗。利用高氯酸(高沸點酸)將樣品中的氟元素轉(zhuǎn)化為氟化氫(低沸點酸)蒸出，再進行酸堿滴定來測定含量。實驗裝置如圖所示。(1)裝置c的名稱是____________。玻璃管a的作用為_________________________________。(2)實驗步驟：①連接好實驗裝置，檢查裝置氣密性；②往c中加入mg氟化稀土樣品和一定體積的高氯酸，f中盛有滴加酚酞的NaOH溶液。加熱裝置b、c。①下列物質(zhì)可代替高氯酸的是________(填字母)。a．硫酸b．鹽酸c．硝酸d．磷酸②水蒸氣發(fā)生裝置b的作用是_____________________________________________________。(3)定量測定：將f中得到的餾出液配成100mL溶液，取其中20mL加入V1mLamol·L－1La(NO3)3溶液，得到LaF3沉淀(不考慮其他沉淀的生成)，再用cmol·L－1EDTA標準溶液滴定剩余La3＋(La3＋與EDTA按1∶1配合)，消耗EDTA標準溶液V2mL，則氟化稀土樣品中氟元素的質(zhì)量分數(shù)為__________。(4)問題討論：若觀察到f中溶液紅色褪去，可采用最簡單的補救措施是__________。否則會使實驗結(jié)果________________(填“偏高”“偏低”或“不受影響”)。實驗中除有HF氣體外，可能還有少量SiF4(易水解)氣體生成。若有SiF4生成，實驗結(jié)果將__________(填“偏高”“偏低”或“不受影響”)。理由是__________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)三頸燒瓶平衡氣壓，防止儀器b中壓強過大(2)①ad②水蒸氣進入c中，把c中產(chǎn)生的HF全部趕到f中，減少實驗誤差(3)eq\f(28.5aV1－cV2,m)%(4)添加NaOH溶液偏低不受影響SiF4氣體進入f中進行水解，重新生成HF，被溶液吸收，氟元素沒有損失解析裝置c中利用高氯酸(高沸點酸)將樣品中的氟元素轉(zhuǎn)化為氟化氫(低沸點酸)蒸出，再用裝置b產(chǎn)生的水蒸氣將HF吹至裝置f中冷凝收集，最后用滴定法測定氟含量。(3)La3＋分為兩個部分，一部分與F－反應(yīng)，比例為1∶3，另一部分與EDTA結(jié)合，比例為1∶1，EDTA消耗的La3＋為cV2×10－3mol，F(xiàn)－消耗的La3＋為(aV1－cV2)×10－3mol,20mL溶液中F－的物質(zhì)的量為3(aV1－cV2)×10－3mol,100mL溶液中F－的物質(zhì)的量為3(aV1－cV2)×10－3×5mol，氟元素的質(zhì)量分數(shù)為eq\f(3aV1－cV2×10－3×5×19,m)×100%＝eq\f(28.5aV1－cV2,m)%。(4)f中的NaOH溶液是為了吸收揮發(fā)出來的HF，避免F元素的損失，當溶液紅色褪去，說明NaOH幾乎沒有了，此時需要再添加NaOH溶液；SiF4氣體進入f中進行水解，重新生成HF，被溶液吸收，氟元素沒有損失，所以對實驗結(jié)果沒有影響。2．某研究小組探究鐵礦石中鐵元素化合價并利用碘量法測定鐵礦石中的鐵含量。實驗過程如下：Ⅰ.探究鐵礦石中鐵元素的化合價研究小組為探究鐵元素的化合價，設(shè)計實驗如圖。(1)乙同學通過實驗得出結(jié)論：鐵礦石中含＋2、＋3價鐵。實驗i的現(xiàn)象為____________。實驗ii反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________________________。(2)甲同學認為乙同學的結(jié)論不合理，不能判斷鐵礦石中有＋3價鐵，理由是_____________。Ⅱ.測定鐵礦石中鐵的含量步驟1：稱取0.3000g試樣于容器中，加入無水Na2CO3和過量Na2O2,700℃加熱熔融10min，鐵元素轉(zhuǎn)化成FeOeq\o\al(－,2)。步驟2：將步驟1所得物質(zhì)放置在燒杯中，加入熱水、鹽酸，并加熱煮沸數(shù)分鐘。補加鹽酸，稀釋至100mL。步驟3：將稀釋液轉(zhuǎn)至碘量瓶中，加入過量KI溶液，攪拌后放置1～2min，滴入淀粉溶液，用amol·L－1Na2S2O3標準溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3標準溶液VmL。已知：2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－，2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2。(3)以上步驟需要用到下列儀器中的________(填字母)。(4)步驟2加熱煮沸數(shù)分鐘的目的是______________________________________________________________________________________________________________________________。(5)步驟3中放置時間不同對鐵含量測定結(jié)果的影響如表：放置時間/min013510測定結(jié)果/%25.8826.8326.8326.9727.10鐵含量測定結(jié)果隨放置時間加長而變大的可能原因是____________________________________________________________________________________________________________。(6)計算鐵礦石試樣中鐵的含量：______________(列計算式)。(7)測定時，若鐵礦石中的銅元素未除去，則鐵含量測定結(jié)果________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。答案(1)溶液出現(xiàn)紅色5Fe2＋＋MnOeq\o\al(－,4)＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O(2)鐵礦石用硫酸溶解在空氣中進行，＋2價鐵離子可被空氣中的氧氣氧化(3)B(4)①除去多余的O2，以免對后續(xù)測定產(chǎn)生干擾；②除去多余的H2O2以免對后續(xù)測定產(chǎn)生干擾；③加快反應(yīng)速率(5)放置時間越長，F(xiàn)e3＋與I－反應(yīng)更充分；放置時間過長，過量的I－被空氣中的氧氣氧化(6)eq\f(56aV×10－3,0.3000)×100%(7)偏高解析(6)FeOeq\o\al(－,2)在鹽酸中得到Fe3＋，與KI反應(yīng)的離子方程式為2Fe3＋＋2I－=2Fe2＋＋I2，用Na2S2O3標準溶液滴定生成的I2的反應(yīng)為2S2Oeq\o\al(2－,3)＋I2=S4Oeq\o\al(2－,6)＋2I－，則關(guān)系式2Fe3＋～I2～2S2Oeq\o\al(2－,3)，n(Fe3＋)＝n(S2Oeq\o\al(2－,3))＝aV×10－3mol，則鐵礦石試樣中鐵的含量為eq\f(mFe,m樣)＝eq\f(56aV×10－3,0.3000)×100%。(7)測定時，若鐵礦石中的銅元素未除去，則Cu2＋也會與I－反應(yīng)產(chǎn)生I2，故會消耗更多的Na2S2O3標準溶液，則鐵含量測定結(jié)果偏高。1．(2021·湖南，15)碳酸鈉俗稱純堿，是一種重要的化工原料。以碳酸氫銨和氯化鈉為原料制備碳酸鈉，并測定產(chǎn)品中少量碳酸氫鈉的含量，過程如下：步驟Ⅰ.Na2CO3的制備步驟Ⅱ.產(chǎn)品中NaHCO3含量測定①稱取產(chǎn)品2.500g，用蒸餾水溶解，定容于250mL容量瓶中；②移取25.00mL上述溶液于錐形瓶中，加入2滴指示劑M，用0.1000mol·L－1鹽酸標準溶液滴定，溶液由紅色變至近無色(第一滴定終點)，消耗鹽酸V1mL；③在上述錐形瓶中再加入2滴指示劑N，繼續(xù)用0.1000mol·L－1鹽酸標準溶液滴定至終點(第二滴定終點)，又消耗鹽酸V2mL；④平行測定三次，V1平均值為22.45，V2平均值為23.51。已知：(i)當溫度超過35℃時，NH4HCO3開始分解。(ii)相關(guān)鹽在不同溫度下的溶解度表(g/100gH2O)溫度/℃0102030405060NaCl35.735.836.036.336.637.037.3NH4HCO311.915.821.027.0NaHCO36.98.29.611.112.714.516.4NH4Cl29.433.337.241.445.850.455.2回答下列問題：(1)步驟Ⅰ中晶體A的化學式為______________，晶體A能夠析出的原因是________________________________________________________________________。(2)步驟Ⅰ中“300℃加熱”所選用的儀器是_________________________________(填標號)。(3)指示劑N為______________，描述第二滴定終點前后顏色變化：___________________。(4)產(chǎn)品中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)為__________(保留三位有效數(shù)字)。(5)第一滴定終點時，某同學俯視讀數(shù)，其他操作均正確，則NaHCO3質(zhì)量分數(shù)的計算結(jié)果________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。答案(1)NaHCO3在30～35℃時NaHCO3的溶解度最小(答案合理即可)(2)D(3)甲基橙由黃色變橙色，且半分鐘內(nèi)不變色(4)3.56%(5)偏大解析(3)根據(jù)分析可知，第二次滴定時，使用的指示劑N為甲基橙，滴定到終點前溶液的溶質(zhì)為碳酸氫鈉和氯化鈉，滴定達到終點后溶液的溶質(zhì)為氯化鈉，所以溶液的顏色變化為由黃色變?yōu)槌壬野敕昼妰?nèi)不變色。(4)第一滴定發(fā)生的反應(yīng)是Na2CO3＋HCl=NaHCO3＋NaCl，則n(Na2CO3)＝n生成(NaHCO3)＝n(HCl)＝0.1000mol·L－1×22.45×10－3L＝2.245×10－3mol，第二滴定消耗的鹽酸的體積V2＝23.51mL，則根據(jù)化學方程式：NaHCO3＋HCl=NaCl＋H2O＋CO2↑可知，消耗的NaHCO3的物質(zhì)的量n總(NaHCO3)＝0.1000mol·L－1×23.51×10－3L＝2.351×10－3mol，則原溶液中的NaHCO3的物質(zhì)的量n(NaHCO3)＝n總(NaHCO3)－n生成(NaHCO3)＝2.351×10－3mol－2.245×10－3mol＝1.06×10－4mol，則原產(chǎn)品中NaHCO3的物質(zhì)的量為eq\f(250mL,25.00mL)×1.06×10－4mol＝1.06×10－3mol，故產(chǎn)品中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)為eq\f(1.06×10－3mol×84g·mol－1,2.500g)×100%＝3.5616%≈3.56%。(5)第一滴定時，其他操作均正確的情況下，俯視讀數(shù)，則會使標準液鹽酸的體積偏小，即測得V1偏小，所以原產(chǎn)品中NaHCO3的物質(zhì)的量會偏大，最終導致其質(zhì)量分數(shù)偏大。2．(2020·天津，15)為測定CuSO4溶液的濃度，甲、乙兩同學設(shè)計了兩個方案?；卮鹣铝袉栴}：Ⅰ.甲方案實驗原理：CuSO4＋BaCl2=BaSO4↓＋CuCl2實驗步驟：(1)判斷SOeq\o\al(2－,4)沉淀完全的操作為_________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)步驟②判斷沉淀是否洗凈所選用的試劑為________________________________________。(3)步驟③灼燒時盛裝樣品的儀器名稱為____________________________________________。(4)固體質(zhì)量為wg，則c(CuSO4)＝___________________________________________mol·L－1。(5)若步驟①從燒杯中轉(zhuǎn)移沉淀時未洗滌燒杯，則測得c(CuSO4)________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。Ⅱ.乙方案實驗原理：Zn＋CuSO4=ZnSO4＋CuZn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑實驗步驟：①按圖安裝裝置(夾持儀器略去)②……③在儀器A、B、C、D、E中加入圖示的試劑④調(diào)整D、E中兩液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，讀數(shù)并記錄⑤將CuSO4溶液滴入A中攪拌，反應(yīng)完成后，再滴加稀硫酸至體系不再有氣體產(chǎn)生⑥待體系恢復到室溫，移動E管，保持D、E中兩液面相平，讀數(shù)并記錄⑦處理數(shù)據(jù)(6)步驟②為______________。(7)步驟⑥需保證體系恢復到室溫的原因是__________________________________(填字母)。a．反應(yīng)熱受溫度影響b．氣體密度受溫度影響c．反應(yīng)速率受溫度影響(8)Zn粉質(zhì)量為ag，若測得H2體積為bmL，已知實驗條件下ρ(H2)＝dg·L－1，則c(CuSO4)＝________mol·L－1(列出計算表達式)。(9)若步驟⑥E管液面高于D管，未調(diào)液面即讀數(shù)，則測得c(CuSO4)________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。(10)是否能用同樣的裝置和方法測定MgSO4溶液的濃度：________(填“是”或“否”)。答案(1)向上層清液中(或取上層清液少許于試管中)繼續(xù)滴加BaCl2溶液，無白色沉淀生成，則沉淀完全(2)AgNO3溶液(3)坩堝(4)eq\f(40w,233)(5)偏低(6)檢查裝置氣密性(7)b(8)eq\f(\f(a,65)－\f(bd×10－3,2),25.00×10－3)(9)偏高(10)否解析(2)BaSO4沉淀表面附著的離子是Cu2＋、Ba2＋和Cl－，可向洗滌液中加入AgNO3溶液，若沒有沉淀生成，則證明BaSO4沉淀已洗凈。(3)步驟③灼燒的是BaSO4固體，灼燒固體選擇的儀器是坩堝。(4)wg為BaSO4的質(zhì)量，BaSO4的物質(zhì)的量為eq\f(w,233)mol，由化學方程式：CuSO4＋BaCl2=BaSO4↓＋CuCl2可知，CuSO4的物質(zhì)的量等于BaSO4的物質(zhì)的量，所以CuSO4溶液的濃度為c(CuSO4)＝eq\f(\f(w,233)mol,0.025L)＝eq\f(40w,233)mol·L－1。(5)若步驟①中，轉(zhuǎn)移沉淀時未洗滌燒杯，會造成BaSO4沉淀的質(zhì)量減少，所以使測得的c(CuSO4)偏低。(7)步驟⑥中保證體系恢復到室溫的原因是氣體密度受溫度影響較大，溫度過高或過低都會造成氣體密度的改變。(8)Zn粉的物質(zhì)的量為eq\f(a,65)mol，反應(yīng)產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量為eq\f(dg·L－1×b×10－3L,2g·mol－1)＝eq\f(bd×10－3,2)mol，由Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑知，與H2SO4反應(yīng)的Zn的物質(zhì)的量等于產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量，為eq\f(bd×10－3,2)mol，與CuSO4反應(yīng)消耗Zn的物質(zhì)的量為(eq\f(a,65)－eq\f(bd×10－3,2))mol。由化學方程式Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu可知，與CuSO4反應(yīng)消耗的Zn的物質(zhì)的量等于CuSO4的物質(zhì)的量，所以c(CuSO4)＝eq\f(\f(a,65)－\f(bd×10－3,2),25.00×10－3)mol·L－1。(9)若步驟⑥E管液面高于D管，則D管內(nèi)氣體壓強高于外界大氣壓，造成氣體體積b的數(shù)值偏小，由c(CuSO4)＝eq\f(\f(a,65)－\f(bd×10－3,2),25.00×10－3)mol·L－1可知，會使c(CuSO4)偏高。(10)因為Zn和MgSO4溶液不反應(yīng)，所以不能用同樣的裝置和方法測定MgSO4溶液的濃度。課時精練1．將硫鐵礦(主要成分為FeS2)焙燒所得尾氣中主要含N2、O2、氣體X和少量的CO2、H2O。取標準狀況下的VL尾氣測定其中氣體X含量的方案如下：將尾氣緩慢通入如圖所示裝置A中：(1)裝置A的名稱是______________，裝置C的作用是________________________________。(2)實驗時先通入尾氣，再通入一定量的氮氣，通過裝置B的增重計算氣體X的體積分數(shù)，該方案是否合理：____________(填“合理”或“不合理”)，理由是____________________________________________________________________________________________________________________________________(若方案合理，該空不必填寫)。答案(1)洗氣瓶防止空氣中的水蒸氣、CO2進入裝置B干擾實驗(2)不合理尾氣中的CO2也能被裝置B中的堿石灰吸收，使所測氣體X(SO2)的體積分數(shù)偏大解析硫鐵礦焙燒所得尾氣中含有SO2，故X為SO2。(1)結(jié)合裝置A的儀器特點及在實驗中的作用可知其為洗氣瓶；裝置C中干燥管盛有堿石灰，目的是吸收空氣中的水蒸氣、CO2，防止這些氣體進入裝置B干擾實驗。(2)因為尾氣中的CO2氣體能被裝置B中的堿石灰吸收，使所測SO2的體積分數(shù)偏大，故該實驗方案不合理。2．鋼材在社會發(fā)展中應(yīng)用廣泛。為研究某種碳素鋼(含少量碳和硫)的成分，科研小組進行了如下探究活動。稱取碳素鋼(已除表面氧化物)24.0g放入耐高溫反應(yīng)管中與O2反應(yīng)，除去未反應(yīng)的O2，收集到干燥混合氣體X1.12L(已折算成標準狀況下的體積)。(1)科研小組用下圖所示實驗裝置檢驗混合氣體X的組成。①裝置B中的試劑是__________，裝置C的作用是____________________。②若觀察到_____________________________________________________________________(填實驗現(xiàn)象)，證明X中含有CO。(2)反應(yīng)后，耐高溫反應(yīng)管內(nèi)固體中除含有Fe3＋之外，還可能含有Fe2＋。要確定其中的Fe2＋，可選用________(填字母)。a．KSCN溶液和氯水b．KSCN溶液和鐵粉c．稀鹽酸和K3[Fe(CN)6]溶液d．稀硫酸和KMnO4溶液(3)科研小組用下圖所示裝置(部分)測定SO2的體積分數(shù)，并計算碳素鋼的含碳量。將氣體X緩慢通過實驗裝置，當觀察到______________(填實驗現(xiàn)象)時，停止通氣，此時氣體流量儀顯示的流量為112mL(已換算成標準狀況下的體積)。則氣體X中SO2的體積分數(shù)為________，碳素鋼中碳元素的質(zhì)量分數(shù)為________(保留一位小數(shù))。答案(1)①品紅溶液驗證X中是否含有CO2②E中黑色固體逐漸變紅，F(xiàn)中澄清石灰水變渾濁(2)cd(3)Ⅲ中溶液由藍色變?yōu)闊o色5%2.4%解析(1)碳素鋼在耐高溫反應(yīng)管中與O2反應(yīng)，碳和硫可能轉(zhuǎn)化為CO、CO2、SO2；①氣體X通過裝置A，酸性高錳酸鉀溶液褪色，可以證明其中含有SO2并能除去SO2，裝置B中盛裝品紅溶液，品紅溶液不褪色，說明SO2已經(jīng)除盡；裝置C中盛裝澄清石灰水，作用是檢驗氣體X中是否含有CO2；裝置D中堿石灰的作用是除去CO2。②若氣體X中含有CO，則裝置E中灼熱CuO粉末(黑色)轉(zhuǎn)化成Cu(紅色)，裝置F中澄清石灰水變渾濁。(2)取反應(yīng)后耐高溫反應(yīng)管內(nèi)的固體于試管中，先加酸溶解，此時溶液中一定含有Fe3＋，可能含有Fe2＋，應(yīng)當利用Fe2＋的還原性來檢驗，故選c、d。(3)測定SO2的體積分數(shù)的實驗原理：SO2＋I2＋2H2O=2HI＋H2SO4，開始時Ⅲ中溶液為藍色，當溶液由藍色變?yōu)闊o色時，停止通氣。n(SO2)＝n(I2)＝0.01mol·L－1×0.025L＝0.00025mol，氣體X中SO2的體積分數(shù)為eq\f(0.00025mol×22.4L·mol－1,0.112L)×100%＝5%。氣體X中SO2占總體積的5%，則CO、CO2共占總體積的95%，n(C)＝eq\f(1.12L,22.4L·mol－1)×95%＝0.0475mol，故碳素鋼中碳元素的質(zhì)量分數(shù)為eq\f(12g·mol－1×0.0475mol,24.0g)×100%≈2.4%。3．(2022·湖南永州市高三模擬)檢測某明礬樣品(含砷酸鹽)中砷的含量是否超標，實驗步驟如下：實驗1：配制砷標準溶液①取0.132gAs2O3，用NaOH溶液完全溶解后，配制成1LNa3AsO3溶液(此溶液1mL相當于0.10mg砷)。②取一定量上述溶液，配制1L含砷量為1mg·L－1的砷標準溶液。(1)步驟①中，必須使用的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還需________。步驟②需取用步驟①中Na3AsO3溶液________mL。實驗2：制備砷標準對照液(實驗裝置如圖，夾持裝置已略去)①向B裝置中加入2.00mL砷標準溶液，再依次加入一定量的鹽酸、KI溶液和SnCl2溶液，室溫放置10min，使砷元素全部轉(zhuǎn)化為H3AsO3。②向B裝置中加入足量鋅粒(含有ZnS雜質(zhì))，立即塞上裝有乙酸鉛棉花的導氣管C，并使C管右側(cè)末端插入比色管D中銀鹽吸收液的液面下，控制反應(yīng)溫度25～40℃。45min后，生成的砷化氫氣體被完全吸收，Ag＋被還原為紅色膠態(tài)銀。③取出C管，在D中添加氯仿至刻度線，混勻，得到砷標準對照液。(2)乙酸鉛棉花的作用是_________________________________________________________。(3)完成生成砷化氫反應(yīng)的離子方程式：______Zn＋______H3AsO3＋______H＋=______＋______Zn2＋＋_____