拆分點(diǎn)3定量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)定與處理一、真題示向1.(2023·浙江1月選考,節(jié)選)制備的ZnO@MOF熒光材料可測(cè)Cu2+濃度。已知ZnO@MOF的熒光強(qiáng)度比值與Cu2+在一定濃度范圍內(nèi)的關(guān)系如圖。某研究小組取7.5×10-3g人血漿銅藍(lán)蛋白(相對(duì)分子質(zhì)量1.5×105),經(jīng)預(yù)處理,將其中Cu元素全部轉(zhuǎn)化為Cu2+并定容至1L。取樣測(cè)得熒光強(qiáng)度比值為10.2,則1個(gè)血漿銅藍(lán)蛋白分子中含個(gè)銅原子。

解析:由圖可知,當(dāng)熒光強(qiáng)度比值為10.2時(shí),Cu2+的濃度為0.4×10-6mol·L-1,故n(Cu2+)=0.4×10-6mol,又人血漿銅藍(lán)蛋白的物質(zhì)的量為7.5×10-3g1答案:82.(2021·遼寧卷,節(jié)選)Fe/Fe3O4磁性材料在很多領(lǐng)域具有應(yīng)用前景,其制備過(guò)程如下(各步均在N2氛圍中進(jìn)行):①稱取9.95gFeCl2·4H2O(Mr=199),配成50mL溶液,轉(zhuǎn)移至恒壓滴液漏斗中。②向三頸燒瓶中加入100mL14mol/LKOH溶液。③持續(xù)磁力攪拌,將FeCl2溶液以2mL/min的速度全部滴入三頸燒瓶中,100℃下回流3h。④冷卻后過(guò)濾,依次用熱水和乙醇洗滌所得黑色沉淀,在40℃干燥。⑤管式爐內(nèi)焙燒2h,得產(chǎn)品3.24g。該實(shí)驗(yàn)所得磁性材料的產(chǎn)率為(保留3位有效數(shù)字)。

解析:三頸燒瓶中FeCl2溶液與100mL14mol/LKOH溶液發(fā)生反應(yīng)生成了Fe和Fe3O4,根據(jù)氧化還原反應(yīng)的規(guī)律可知,該反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++8OH-Fe↓+Fe3O4↓+4H2O。9.95gFeCl2·4H2O(Mr=199)的物質(zhì)的量為9.95g199g/mol=0.05mol,根據(jù)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式,可知理論上所得的Fe和Fe3答案:90.0%3.(2021·山東卷,節(jié)選)六氯化鎢(WCl6)可用作有機(jī)合成催化劑,熔點(diǎn)為283℃,沸點(diǎn)為340℃,易溶于CS2,極易水解。實(shí)驗(yàn)室中,先將三氧化鎢(WO3)還原為金屬鎢(W)再制備WCl6。利用碘量法測(cè)定WCl6產(chǎn)品純度,實(shí)驗(yàn)如下:(1)稱量:將足量CS2(易揮發(fā))加入干燥的稱量瓶中,蓋緊稱重為m1g;開(kāi)蓋并計(jì)時(shí)1分鐘,蓋緊稱重為m2g;再開(kāi)蓋加入待測(cè)樣品并計(jì)時(shí)1分鐘,蓋緊稱重為m3g,則樣品質(zhì)量為g(不考慮空氣中水蒸氣的干擾)。

(2)滴定:先將WCl6轉(zhuǎn)化為可溶的Na2WO4,通過(guò)IO3-離子交換柱發(fā)生反應(yīng):WO42-+Ba(IO3)2BaWO4+2IO3-;交換結(jié)束后,向所得含IO3-的溶液中加入適量酸化的KI溶液,發(fā)生反應(yīng):IO3-+5I-+6H+3I2+3H2O;反應(yīng)完全后,用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,發(fā)生反應(yīng):I2+2S2O32-2I-+S4O62-。滴定達(dá)終點(diǎn)時(shí)消耗cmol/L的Na2S2O3溶液VmL,則樣品中WCl6(摩爾質(zhì)量為Mg/mol)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為解析:(1)稱量時(shí)加入足量的CS2,蓋緊稱重為m1g,由于CS2易揮發(fā),開(kāi)蓋時(shí)要揮發(fā)出來(lái),稱量的質(zhì)量要減少,開(kāi)蓋并計(jì)時(shí)1分鐘,蓋緊稱重為m2g,則揮發(fā)出的CS2的質(zhì)量為(m1-m2)g,再開(kāi)蓋加入待測(cè)樣品并計(jì)時(shí)1分鐘,又揮發(fā)出(m1-m2)g的CS2,蓋緊稱重為m3g,則樣品質(zhì)量為m3g-m1g+2(m1-m2)g=(m3+m1-2m2)g。(2)滴定時(shí),根據(jù)關(guān)系式WO42-～2IO3-～6I2～12S2O32-,樣品中n(WCl6)=n(WO42-)=112n(S2O32-)=112cV×10-3mol,m(WCl6)=112cV×10-3mol×Mg/mol=cVM12000g,則樣品中WCl6答案:(1)(m3+m1-2m2)(2)cVM120定量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)定與處理1.定量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)定方法2.定量實(shí)驗(yàn)中“數(shù)據(jù)”的采集和處理(1)稱量固體質(zhì)量時(shí),中學(xué)一般用托盤(pán)天平,數(shù)據(jù)可讀到0.1g,精確度要求高的實(shí)驗(yàn)中可以用電子天平,數(shù)據(jù)可讀到0.001g或0.0001g。(2)測(cè)量液體體積時(shí),一般實(shí)驗(yàn)中選用適當(dāng)規(guī)格的量筒,可估讀到0.1mL,精確度要求高的定量實(shí)驗(yàn)如中和滴定中選用滴定管(酸式或堿式),可估讀到0.01mL。容量瓶作為精密的定容儀器,用于配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,一般不用于量取液體。(3)氣體除了測(cè)體積外,還可以稱量。稱氣體的質(zhì)量時(shí)一般有兩種方法:一種方法是稱反應(yīng)裝置在放出氣體前后的質(zhì)量減小值;另一種方法是稱吸收裝置吸收氣體前后的質(zhì)量增大值。(4)用pH試紙(測(cè)得整數(shù)值)或pH計(jì)(精確到0.01)直接測(cè)出溶液的pH,經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得到溶液中H+或OH-的物質(zhì)的量濃度。(5)為了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,要進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn),重復(fù)測(cè)定。如中和滴定實(shí)驗(yàn)中要平行做2～3次滴定,求算未知溶液的濃度,再求算濃度的平均值,但對(duì)于“離群”數(shù)據(jù)(指與其他數(shù)據(jù)有很大差異的數(shù)據(jù))要舍棄,因?yàn)閿?shù)據(jù)“離群”的原因可能是操作中出現(xiàn)了較大的錯(cuò)誤。二、模擬沖關(guān)1.(2022·學(xué)軍中學(xué)適應(yīng)性測(cè)試,節(jié)選)疊氮化合物是重要的有機(jī)合成試劑,實(shí)驗(yàn)室制備KN3流程圖略。純度檢測(cè)——“分光光度法”,原理:Fe3+與N3-反應(yīng)靈敏,生成紅色配合物,在一定波長(zhǎng)下測(cè)量紅色溶液的吸光度,利用“c(N3-)查閱文獻(xiàn)可知:不同濃度的5.0mLNaN3標(biāo)準(zhǔn)溶液,分別加入5.0mL(足量)FeCl3標(biāo)準(zhǔn)溶液,搖勻后測(cè)量吸光度,可繪制標(biāo)準(zhǔn)溶液的c(N3純度檢測(cè)步驟如下:①準(zhǔn)確稱量mgFeCl3·6H2O晶體,配制100mLFeCl3標(biāo)準(zhǔn)溶液(與文獻(xiàn)濃度一致)。②準(zhǔn)確稱量0.360gKN3樣品,配制成100mL溶液,取5.0mL待測(cè)溶液加入VmL(足量)FeCl3標(biāo)準(zhǔn)溶液,搖勻后測(cè)得吸光度為0.6。步驟②中取用FeCl3標(biāo)準(zhǔn)溶液V=,樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。

解析:根據(jù)文獻(xiàn)記載,不同濃度的5.0mLNaN3標(biāo)準(zhǔn)溶液,分別加入5.0mL(足量)FeCl3標(biāo)準(zhǔn)溶液可得吸光度曲線圖,所以取用的FeCl3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為5.0mL;根據(jù)曲線圖,吸光度0.6對(duì)應(yīng)的c(N3-)為4.0×10-2mol/L,則0.360g產(chǎn)品中含有KN3的質(zhì)量為4.0×10-2mol/L×0.1L×81g/mol=0.324g,純度為0答案:5.090%2.堿式氯化銅[Cux(OH)yClz]為綠色或墨綠色的結(jié)晶性粉末,難溶于水,溶于稀酸和氨水,在空氣中十分穩(wěn)定。Ⅰ.模擬制備堿式氯化銅先向反應(yīng)容器中加入CuCl2溶液,通入NH3,同時(shí)滴加稀鹽酸,調(diào)節(jié)pH至5.0～5.5,控制水浴加熱溫度于70～80℃。Ⅱ.無(wú)水堿式氯化銅組成的測(cè)定稱取產(chǎn)品6.435g,加稀硝酸溶解,并加水定容至250mL,得到待測(cè)液。(1)銅的測(cè)定:取100mL待測(cè)液,加入足量的氫氧化鈉,經(jīng)過(guò)濾,洗滌,低溫烘干,稱量得到的藍(lán)色固體質(zhì)量為2.352g。則稱取的樣品中n(Cu2+)為mol。

(2)采用沉淀滴定法測(cè)定氯:準(zhǔn)確量取25.00mL待測(cè)液于錐形瓶中,加入20mL0.2mol/LAgNO3溶液,充分反應(yīng)后,加入少量聚乙烯醇溶液,用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的AgNO3溶液。滴加少量指示劑。重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作三次,消耗的0.1mol/LNH4SCN溶液的體積平均為10.00mL。已知:滴定時(shí)的離子方程式為Ag++SCN-AgSCN↓。①滴定選用的指示劑為溶液(填字母)。

A.FeCl3 B.Fe(NO3)3C.FeSO4②稱取的樣品中n(Cl-)為mol。

(3)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推知y∶z=。

解析:(1)樣品通過(guò)溶解、沉淀后獲得的藍(lán)色固體為Cu(OH)2,n(Cu2+)=2.352(2)①該實(shí)驗(yàn)中滴加NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液,指示劑主要是與SCN-反應(yīng)產(chǎn)生明顯現(xiàn)象,所以選用Fe3+,因?yàn)槿芤褐泻蠥g+,不能選用含Cl-的試劑,故選用Fe(NO3)3溶液。②根據(jù)滴定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,n(Cl-)=(20×10-3×0.2-10×10-3×0.1)×10mol=0.03mol。(3)根據(jù)電荷守恒,2n(Cu2+)=n(Cl-)+n(OH-),得2×0.06mol=0.03mol+n(OH-),解得n(OH-)=0.09mol,根據(jù)化合物的化合價(jià)為0可得:x=2,y=3,z=1,則y∶z=3∶1。答案:(1)0.06(2)①B②0.03(3)3∶1常見(jiàn)滴定分析法的類型1.氧化還原滴定法(1)原理:以氧化劑或還原劑為滴定試劑,直接滴定一些具有還原性或氧化性的物質(zhì)。(2)試劑:常見(jiàn)用于滴定的氧化劑有KMnO4、K2Cr2O7、I2等;常見(jiàn)用于滴定的還原劑有亞鐵鹽、草酸、Na2S2O3等。(3)指示劑:氧化還原滴定的指示劑有三類,即氧化還原指示劑、專用指示劑(在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘變藍(lán))和自身指示劑(高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸時(shí),滴定終點(diǎn)為溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紫紅色,且半分鐘內(nèi)不變色)。2.沉淀滴定法(1)概念:沉淀滴定是利用沉淀反應(yīng)進(jìn)行滴定。應(yīng)用最多的是銀量法,即利用Ag+與鹵素離子的反應(yīng)來(lái)測(cè)定Cl-、Br-、I-濃度。(2)原理:沉淀滴定所用的指示劑本身就是一種沉淀劑,滴定劑與被滴定物反應(yīng)的生成物的溶解度要比滴定劑與指示劑反應(yīng)的生成物的溶解度小,否則不能用這種指示劑。如用AgNO3溶液測(cè)定溶液中Cl-的含量時(shí),常以CrO42-為指示劑,這是因?yàn)锳gCl比Ag2CrO4更難溶,首先生成AgCl白色沉淀,當(dāng)Cl-基本沉淀完全[c(Cl-)≤1.0×10-5mol/L],生成磚紅色的Ag2CrO4沉淀,此時(shí)標(biāo)志到達(dá)滴定終點(diǎn)[Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=1.1×3.配位滴定法(1)原理:以配位反應(yīng)(形成配合物)為反應(yīng)原理