第57講定量測定型綜合實驗1．掌握物質組成或含量測定的一般方法。2．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，能進行分析和推理，得出合理的結論?？键c一物質含量的測定1．重量分析法(1)在重量分析中，一般首先采用適當?shù)姆椒?，使被測組分以單質或化合物的形式從試樣中與其他組分分離。(2)重量分析法不需要指示劑，實驗的關鍵是準確判斷反應是否完全，以及反應前后固體(或液體)質量的變化。(3)重量分析法的過程包括分離和稱量兩個過程。根據(jù)分離的方法不同，重量分析法又可分為沉淀法、揮發(fā)法、萃取法等。(4)計算方法采用重量分析法進行定量計算時，可根據(jù)實驗中發(fā)生反應的化學方程式或原子守恒確定相關物質之間的定量關系，再結合實驗數(shù)據(jù)列出關系式，并進行相關計算。2．滴定分析法(1)滴定分析法一般是將已知準確濃度的標準溶液，滴加到待測溶液中，直到所加的標準溶液與待測溶液按化學計量關系定量反應完全為止，然后測量標準溶液消耗的體積，根據(jù)標準溶液的濃度和所消耗的體積，計算出待測物質的含量。(2)實驗的關鍵是準確量取待測溶液，根據(jù)指示劑的顏色變化確定滴定終點。(3)根據(jù)標準溶液和待測溶液間反應類型的不同，可將滴定分析法分為四大類：中和滴定、氧化還原滴定、絡合滴定和沉淀滴定。3．氣體體積法直接測量法將氣體通入帶有刻度的容器中，直接讀取氣體的體積。根據(jù)所用測量儀器的不同，有上圖中B、C、D三種方法間接測量法利用氣體將液體(通常為水)排出，通過測量所排出液體的體積從而得到氣體體積。如上圖中A，該裝置要保證“短進長出”1．某興趣小組對雞蛋殼中CaCO3的質量分數(shù)進行了測定(假設蛋殼中的其他物質不與鹽酸反應)。五個已知質量的不同CaCO3樣品在相同的密封的剛性反應容器中與過量的2.0mol·L－1HCl溶液反應，所產生的氣體壓強用附在反應容器上的壓力計測量。實驗數(shù)據(jù)被用來創(chuàng)建下圖的校準線：用蛋殼樣品重復實驗，實驗數(shù)據(jù)見下表。蛋殼樣品質量0.20g反應前壓強0.80atm反應后壓強0.87atm(1)反應的離子方程式為_____________________________________。(2)因為反應是放熱的，所以在記錄壓強之前，反應系統(tǒng)需________________。(3)實驗用到的定量儀器有壓力計和_______________________________。(4)蛋殼樣品中CaCO3的質量分數(shù)最接近________(填字母，下同)。a．30%b．45%c．60%d．75%(5)另一個蛋殼樣品與4.0mL未知濃度的HCl溶液完全反應。若反應生成0.095atm的壓力，則HCl溶液的濃度至少為________mol·L－1。a．0.0020b．0.050c．0.50d．1.0(6)可提高該反應速率的措施有________。a．用2.0mol·L－1CH3COOH溶液代替2.0mol·L－1HCl溶液b．將HCl溶液冷卻到比原實驗更低的溫度c．選擇容積更小的反應容器d．將蛋殼研磨成更細的粉末(7)請你再設計一種測定雞蛋殼中CaCO3的質量分數(shù)的實驗方法：________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，離子方程式為CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑。(2)因為反應是放熱的，且壓強受溫度影響，所以在記錄壓強之前，反應系統(tǒng)需保持溫度不變。(3)固體稱量需要天平，所以實驗用到的定量儀器有壓力計和天平。(4)根據(jù)題圖可知，當碳酸鈣質量是0.20g時，產生氣體的壓強是0.095atm，所以當產生氣體的壓強為0.87atm－0.80atm＝0.07atm時需要碳酸鈣的質量是eq\f(0.07atm×0.20g,0.095atm)≈0.1474g，所以蛋殼樣品中CaCO3的質量分數(shù)為eq\f(0.1474g,0.20g)×100%＝73.7%，最接近75%。(5)若反應生成0.095atm的壓力，根據(jù)題圖可知，消耗碳酸鈣的質量是0.20g，物質的量是0.002mol，消耗氯化氫的物質的量是0.004mol，HCl溶液的濃度是0.004mol÷0.004L＝1.0mol·L－1。(6)a.用2.0mol·L－1CH3COOH溶液代替2.0mol·L－1HCl溶液，氫離子濃度減小，反應速率減小；b.將HCl溶液冷卻到比原實驗更低的溫度，降低溫度，反應速率減??；c.選擇容積更小的反應容器，由于反應物是固體和溶液，因此不影響反應速率；d.將蛋殼研磨成更細的粉末，增大反應物的接觸面積，反應速率增大。(7)由于碳酸鈣和鹽酸反應生成氣體，因此可以用反應前后質量差計算生成二氧化碳的質量，進而計算碳酸鈣的質量，最后計算其質量分數(shù)。如將雞蛋殼洗凈、干燥并搗碎后，稱取m1g放在燒杯中，然后向燒杯中加入m2g適量的稀鹽酸，充分反應后，稱得反應剩余物的質量為m3g(假設其他物質不與鹽酸反應)，生成二氧化碳的質量是(m1＋m2－m3)g，所以雞蛋殼中CaCO3的質量分數(shù)是eq\f((m1＋m2－m3)×100,44m1)×100%。答案：(1)CaCO3＋2H＋=Ca2＋＋H2O＋CO2↑(2)保持溫度不變(3)天平(4)d(5)d(6)d(7)將雞蛋殼洗凈、干燥并搗碎后，稱取m1g放在燒杯中，然后向燒杯中加入m2g適量的稀鹽酸，充分反應后，稱得反應剩余物的質量為m3g(假設其他物質不與鹽酸反應)，生成二氧化碳的質量是(m1＋m2－m3)g，所以雞蛋殼中CaCO3的質量分數(shù)是eq\f((m1＋m2－m3)×100,44m1)×100%(答案合理即可)2．(2024·揭陽階段測試)銅鹽主要用于殺毒和驅蟲。實驗室采用滴定法測定硫酸銅樣品中銅的含量。實驗步驟如下：Ⅰ.銅鹽的溶解：準確稱取0.50g硫酸銅樣品于碘量瓶中，加入1mol/LH2SO4溶液和30mL水使之溶解。Ⅱ.滴定：向上述碘量瓶中加入5mL20%KI溶液，立即用0.1000mol/LNa2S2O3標準溶液滴定至淺黃色。然后加入1mL淀粉溶液，繼續(xù)滴定至溶液呈淺藍色。再加入5mL10%KSCN溶液，搖勻后溶液藍色轉深，再繼續(xù)滴定到終點，消耗Na2S2O3標準溶液的體積為VmL?；卮鹣铝袉栴}：(1)利用濃硫酸配制250mL1mol/LH2SO4溶液需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、250mL容量瓶、__________________。(2)溶解硫酸銅加入硫酸的目的是_______________________；不能將硫酸換為鹽酸的理由是__________________。(3)已知滴定過程加入5mL20%KI溶液，有白色沉淀(CuI)生成，發(fā)生反應的離子方程式為________________________________________________________。(4)已知I2＋I－?Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，CuI容易吸附Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，加入KSCN溶液的目的是將CuI轉化為CuSCN沉淀并釋放吸附的Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。若不加入KSCN溶液，則測量結果__________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。(5)滴定終點的現(xiàn)象是_________________________；已知I2＋2S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))=2I－＋S4Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(6))，硫酸銅樣品中銅的含量為________%。解析：(1)由濃硫酸配制1.0mol/LH2SO4溶液需要量取濃硫酸的體積，需要量筒，“定容”需要膠頭滴管。(2)銅離子易水解，故溶解硫酸銅加入硫酸可抑制銅離子的水解；Cu2＋易與Cl－形成[CuCl4]2－，影響實驗結果。(3)根據(jù)得失電子守恒和質量守恒即可配平反應的離子方程式為2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2。(4)若不加入KSCN溶液，CuI會吸附Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))，使I2＋I－?Ieq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))平衡正向移動，I2的物質的量偏小，消耗硫代硫酸鈉標準溶液的體積偏小，導致測量結果偏小。(5)滴點終點的現(xiàn)象是當?shù)稳胱詈蟀氲瘟虼蛩徕c標準溶液時，溶液顏色由藍色變?yōu)闊o色，且30s內不恢復原來的顏色；根據(jù)離子方程式可得關系式2Cu2＋～I2～2Na2S2O3，n(Cu2＋)＝n(Na2S2O3)＝0.1000mol/L×V×10－3L＝10－4Vmol，硫酸銅樣品中銅的含量為eq\f(10－4Vmol×64g/mol,0.50g)×100%＝1.28V%。答案：(1)量筒、膠頭滴管(2)抑制Cu2＋水解Cu2＋易與Cl－形成[CuCl4]2－，影響實驗結果(3)2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2(4)偏小(5)當?shù)稳胱詈蟀氲瘟虼蛩徕c標準溶液時，溶液顏色由藍色變成無色，且30s內不恢復原來的顏色1.28V考點二物質組成的測定1．確定物質組成的注意事項(1)測定實驗中要有消除干擾氣體的意識。如用惰性氣體將干擾氣體排出，或用溶液吸收干擾氣體等。(2)測定實驗中要有被測量氣體全部被測量的意識。如可采取反應結束后繼續(xù)向裝置中通入惰性氣體以使被測量氣體全部被吸收劑吸收的方法。(3)測定實驗中要有數(shù)據(jù)的采集處理意識。①稱量固體質量時，用托盤天平可估讀到0.1g，精確度要求高的實驗中可以用分析天平或電子天平。②測量液體體積時，一般實驗中選用適當規(guī)格的量筒，可估讀到0.1mL，準確度要求高的定量實驗如酸堿中和滴定中選用滴定管，可估讀到0.01mL。③氣體除了量取外，還可以稱量。稱量氣體的質量時一般有兩種方法：一種方法是稱反應裝置在放出氣體前后的質量減小值；另一種方法是稱吸收裝置在吸收氣體前后的質量增大值。④用pH試紙(測得整數(shù)值)或pH計(精確到0.01)直接測出溶液的pH，經過計算可以得到溶液中H＋或OH－的物質的量濃度。2．物質組成計算的常用方法類型解題方法物質含量計算根據(jù)關系式法、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化學式的計算①根據(jù)題給信息，計算出有關物質的物質的量。②根據(jù)電荷守恒，確定出未知離子的物質的量。③根據(jù)質量守恒，確定出結晶水的物質的量。④各粒子的物質的量之比即為物質化學式的下角標之比多步滴定計算復雜的滴定可分為兩類①連續(xù)滴定法：第一步滴定反應生成的產物，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返滴定過量的滴定劑。根據(jù)第一步加入的滴定劑減去第二步過量的滴定劑，即可得出第一步所求物質的量1．(2021·高考全國甲卷)膽礬(CuSO4·5H2O)易溶于水，難溶于乙醇。某小組用工業(yè)廢銅焙燒得到的CuO(雜質為氧化鐵及泥沙)為原料與稀硫酸反應制備膽礬，并測定其結晶水的含量。回答下列問題。(1)制備膽礬時，用到的實驗儀器除量筒、酒精燈、玻璃棒、漏斗外，還必須使用的儀器有________(填標號)。A．燒杯 B．容量瓶C．蒸發(fā)皿 D．移液管(2)將CuO加入適量的稀硫酸中，加熱，其主要反應的化學方程式為___________________________________________________________________，與直接用廢銅和濃硫酸反應相比，該方法的優(yōu)點是________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)待CuO完全反應后停止加熱，邊攪拌邊加入適量H2O2，冷卻后用NH3·H2O調pH為3.5～4，再煮沸10min，冷卻后過濾。濾液經如下實驗操作：加熱蒸發(fā)、冷卻結晶、__________、乙醇洗滌、________，得到膽礬。其中，控制溶液pH為3.5～4的目的是__________________________，煮沸10min的作用是__________________________________。(4)結晶水測定：稱量干燥坩堝的質量為m1，加入膽礬后總質量為m2，將坩堝加熱至膽礬全部變?yōu)榘咨?，置于干燥器中冷卻至室溫后稱量，重復上述操作，最終總質量恒定為m3。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，膽礬分子中結晶水的個數(shù)為______________________(寫表達式)。(5)下列操作中，會導致結晶水數(shù)目測定值偏高的是________(填標號)。①膽礬未充分干燥②坩堝未置于干燥器中冷卻③加熱時有少量膽礬迸濺出來解析：(4)由題意知，結晶水的質量為m2－m3，硫酸銅的質量為m3－m1，設膽礬的化學式為CuSO4·xH2O，根據(jù)系數(shù)之比等于物質的量之比，x＝eq\f(\f(m2－m3,18g·mol－1),\f(m3－m1,160g·mol－1))＝eq\f(80×(m2－m3),9×(m3－m1))。(5)膽礬未充分干燥，會使測定的結晶水的質量偏高，導致結晶水數(shù)目測定值偏高，①符合題意；坩堝未置于干燥器中冷卻，會使測定的結晶水的質量偏低，導致結晶水數(shù)目測定值偏低，②不符合題意；加熱時有少量膽礬迸濺出來，會使測定的結晶水的質量偏高，導致結晶水數(shù)目測定值偏高，③符合題意。答案：(1)AC(2)CuO＋H2SO4eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋H2O不產生SO2(或硫酸利用率高)(3)過濾干燥除盡鐵和抑制CuSO4水解破壞Fe(OH)3膠體易于過濾(4)eq\f(80×(m2－m3),9×(m3－m1))(5)①③2．某淺綠色晶體X[x(NH4)2SO4·yFeSO4·zH2O]在分析化學中常用作還原劑。為確定其組成，某小組同學進行如下實驗：Ⅰ.NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))含量的測定采用蒸餾法，蒸餾裝置如下圖所示。相關的實驗步驟如下：①準確稱取58.80g晶體X，加水溶解后，將溶液注入三頸燒瓶中；②準確量取50.00mL3.030mol·L－1H2SO4溶液于錐形瓶中；③向三頸燒瓶中加入足量NaOH溶液，通入氮氣，加熱，蒸氨結束后取下錐形瓶；④用0.120mol·L－1的NaOH標準溶液滴定錐形瓶中過量的硫酸，滴定終點時消耗25.00mLNaOH標準溶液。(1)儀器M的名稱為________。(2)步驟③中發(fā)生的氧化還原反應的化學方程式為________________________，蒸氨結束后，為了減小實驗誤差，還需要對直形冷凝管進行“處理”，“處理”的操作方法是________________________________________________。(3)步驟④中，若振蕩時錐形瓶中有液體濺出，則所測得的n(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))的值將__________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。Ⅱ.SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))含量的測定采用重量分析法，相關的實驗步驟如下：①另準確稱取58.80g晶體X于燒杯中，加水溶解，邊攪拌邊加入過量的BaCl2溶液；②將得到的溶液用無灰濾紙(灰分質量很小，可忽略)過濾，洗滌沉淀3～4次；③用濾紙包裹好沉淀取出，灼燒濾紙包至濾紙完全灰化；④繼續(xù)灼燒沉淀至恒重，稱量，得沉淀質量為69.90g。(4)步驟①中，判斷BaCl2溶液已過量的實驗操作和現(xiàn)象是_______________。(5)步驟②中，采用冷水洗滌沉淀，主要目的是__________________________。(6)結合實驗Ⅰ、Ⅱ通過計算得出晶體X的化學式為________________________。解析：(3)步驟④中，若振蕩時錐形瓶中有液體濺出，消耗NaOH的量減少，則錐形瓶內溶液中剩余硫酸的量減少，與氨反應的硫酸的量增多，故所測得的n(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))的值偏大。(6)與NaOH反應的H＋的物質的量為0.120mol·L－1×0.025L＝0.003mol，與NH3反應的H＋的物質的量為3.030mol·L－1×0.05L×2－0.003mol＝0.3mol，即n(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))＝0.3mol；69.90g沉淀為BaSO4，n(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))＝eq\f(69.90g,233g·mol－1)＝0.3mol；利用電荷守恒：n(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))＋2n(Fe2＋)＝2n(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))，可得n(Fe2＋)＝0.15mol；再利用質量守恒得m(H2O)＝58.80g－m(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))－m(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))－m(Fe2＋)＝16.2g，n(H2O)＝0.9mol；綜上所述，n(NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)))∶n(Fe2＋)∶n(SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4)))∶n(H2O)＝2∶1∶2∶6，晶體X的化學式為(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O。答案：(1)分液漏斗(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3用蒸餾水沖洗冷凝管內通道2～3次，并將洗滌液注入錐形瓶中(3)偏大(4)待濁液分層后，向上層清液中加入1～2滴BaCl2溶液，若無白色渾濁出現(xiàn)，則說明BaCl2溶液已過量(5)盡可能減少沉淀的溶解損失，減小實驗誤差(6)(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O1．(2023·新高考重慶卷)煤的化學活性是評價煤氣化或燃燒性能的一項重要指標，可用與焦炭(由煤樣制得)反應的CO2的轉化率α來表示。研究小組設計測定α的實驗裝置如下：(1)裝置Ⅰ中，儀器a的名稱是_________；b中除去的物質是________(填化學式)。(2)①將煤樣隔絕空氣在900℃加熱1小時得焦炭，該過程稱為________。②裝置Ⅱ中，高溫下發(fā)生反應的化學方程式為_______________________。③裝置Ⅲ中，先通入適量的氣體X，再通入足量Ar氣。若氣體X被完全吸收，則可依據(jù)d和e中分別生成的固體質量計算α。ⅰ.d中的現(xiàn)象是____________。ⅱ.e中生成的固體為Ag，反應的化學方程式為__________________________。ⅲ.d和e的連接順序顛倒后將造成α________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。ⅳ.在工業(yè)上按照國家標準測定α：將干燥后的CO2(含雜質N2的體積分數(shù)為n)以一定流量通入裝置Ⅱ反應，用奧氏氣體分析儀測出反應后某時段氣體中CO2的體積分數(shù)為m，此時α的表達式為__________。解析：稀鹽酸與碳酸鈣反應生成二氧化碳、氯化鈣和水，由于鹽酸易揮發(fā)，二氧化碳中含有氯化氫雜質，先用碳酸氫鈉飽和溶液吸收氯化氫，再用濃硫酸干燥氣體，二氧化碳通入管式爐中與灼熱的焦炭反應生成一氧化碳，將混合氣體X先通入足量氫氧化鋇溶液中吸收二氧化碳，再將一氧化碳通入足量銀氨溶液中反應生成銀單質。(1)裝置Ⅰ中，儀器a的名稱是分液漏斗；由于二氧化碳中含有氯化氫氣體，因此b中除去的物質是HCl。(2)①將煤樣隔絕空氣在900℃加熱1小時得焦炭，即隔絕空氣加強熱使之分解，該過程稱為干餾。②裝置Ⅱ中，高溫下二氧化碳與焦炭反應生成一氧化碳，化學方程式為CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO。③ⅰ.d中二氧化碳與氫氧化鋇反應生成碳酸鋇沉淀和水，反應現(xiàn)象是有白色沉淀生成。ⅱ.e中生成的固體為Ag，根據(jù)氧化還原反應原理分析可知，CO被氧化為COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，反應的化學方程式為CO＋2[Ag(NH3)2]OH=2Ag↓＋(NH4)2CO3＋2NH3。ⅲ.若d和e的連接順序顛倒，二氧化碳會和銀氨溶液反應，導致二氧化碳與氫氧化鋇反應的量減少，將造成α偏大。ⅳ.設反應后氣體物質的量為bmol，CO2物質的量為bmmol，反應前氣體物質的量為amol，反應前CO2物質的量為a(1－n)mol，氮氣物質的量為anmol，消耗CO2物質的量為[a(1－n)－bm]mol，生成CO物質的量為2[a(1－n)－bm]mol，故b＝an＋bm＋2[a(1－n)－bm]，解得b＝eq\f(a(2－n),1＋m)，此時α的表達式為eq\f([a(1－n)－\f(a(2－n),1＋m)m]mol,a(1－n)mol)×100%＝eq\f(1－n＋m－mn－2m＋nm,(1＋m)(1－n))×100%＝eq\f(1－n－m,(1＋m)(1－n))×100%。答案：(1)分液漏斗HCl(2)①干餾②CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO③ⅰ.有白色沉淀生成ⅱ.CO＋2[Ag(NH3)2]OH=2Ag↓＋(NH4)2CO3＋2NH3ⅲ.偏大ⅳ.eq\f(1－n－m,(1＋m)(1－n))×100%2．(2023·浙江6月選考)某研究小組用鋁土礦為原料制備絮凝劑聚合氯化鋁{[Al2(OH)aClb]m，a＝1～5}按如下流程開展實驗。已知：①鋁土礦的主要成分為Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2。用NaOH溶液溶解鋁土礦過程中SiO2轉變?yōu)殡y溶性的鋁硅酸鹽。②[Al2(OH)aClb]m的絮凝效果可用鹽基度衡量，鹽基度＝eq\f(a,a＋b)，當鹽基度為0.60～0.85時，絮凝效果較好。請回答：(1)步驟Ⅰ所得濾液中主要溶質的化學式是________。(2)下列說法不正確的是________。A．步驟Ⅰ，反應須在密閉耐高壓容器中進行，以實現(xiàn)所需反應溫度B．步驟Ⅱ，濾液濃度較大時通入過量CO2有利于減少Al(OH)3沉淀中的雜質C．步驟Ⅲ，為減少Al(OH)3吸附的雜質，洗滌時需對漏斗中的沉淀充分攪拌D．步驟Ⅳ中控制Al(OH)3和AlCl3的投料比可控制產品鹽基度(3)步驟Ⅴ采用如下圖所示的蒸汽浴加熱，儀器A的名稱是________；步驟Ⅴ不宜用酒精燈直接加熱的原因是_______________________________________。(4)測定產品的鹽基度。Cl－的定量測定：稱取一定量樣品，配成溶液，移取25.00mL溶液于錐形瓶中，調pH＝6.5～10.5，滴加指示劑K2CrO4溶液。在不斷搖動下，用0.1000mol·L－1AgNO3標準溶液滴定至淺紅色(有Ag2CrO4沉淀)，30秒內不褪色。平行測試3次，平均消耗AgNO3標準溶液22.50mL。另測得上述樣品溶液中c(Al3＋)＝0.1000mol·L－1。①產品的鹽基度為________。②測定Cl－過程中溶液pH過低或過高均會影響測定結果，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：鋁土礦的主要成分為Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2，向鋁土礦中加入氫氧化鈉溶液，得到難溶性鋁硅酸鹽、四羥基合鋁酸鈉，氧化鐵不與氫氧化鈉溶液反應，過濾，濾液中主要溶質為四羥基合鋁酸鈉；向四羥基合鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳，過濾，得到氫氧化鋁沉淀；將Al(OH)3沉淀分成兩份，一份加入鹽酸得到氯化鋁溶液，將AlCl3溶液和另一份Al(OH)3沉淀混合得到聚合氯化鋁溶液，加熱得到聚合氯化鋁固體。(1)步驟Ⅰ所得濾液中主要溶質的化學式是Na[Al(OH)4]。(2)A．步驟Ⅰ，反應所需溫度高于100℃，因此反應須在密閉耐高壓容器中進行，以實現(xiàn)所需反應溫度，故A正確；B．步驟Ⅱ，濾液濃度較大時通入過量CO2生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉，而NaHCO3溶解度較小容易析出，不利于減少Al(OH)3沉淀中的雜質，故B錯誤；C．步驟Ⅲ，洗滌時不能對漏斗中的沉淀充分攪拌，故C錯誤；D．[Al2(OH)aClb]m中a、b可通過控制Al(OH)3和AlCl3的投料比來控制產品鹽基度，故D正確。(3)儀器A的名稱是蒸發(fā)皿；酒精燈直接加熱時溫度較高，導致[Al2(OH)aClb]m分解。(4)①根據(jù)關系式Cl－～Ag＋可知，樣品溶液中氯離子的物質的量濃度為eq\f(0.1000mol·L－1×0.02250L,0.025L)＝0.09mol·L－1，n(Al3＋)∶n(Cl－)＝10∶9；根據(jù)電荷守恒得聚合氯化鋁的化學式為[Al2(OH)4.2Cl1.8]m，產品的鹽基度為eq\f(4.2,4.2＋1.8)＝0.7。②測定Cl－過程中溶液pH過低，CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))轉化為Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))，CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))濃度降低，不能形成沉淀顯色以指示終點；而pH過高，OH－會與Ag＋反應，導致消耗的硝酸銀的量偏多。答案：(1)Na[Al(OH)4](2)BC(3)蒸發(fā)皿酒精燈直接加熱時溫度較高，聚合氯化鋁會分解(4)①0.7②pH過低，CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))轉化為Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))，CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))濃度降低，不能形成沉淀顯色以指示終點；而pH過高，OH－會與Ag＋反應，導致消耗的硝酸銀的量偏多課時跟蹤練1．S-蜂斗菜素具有的解痙作用強度是罌粟堿的4～5倍。實驗室為探究其元素組成設計如下實驗。Ⅰ.設計實驗證明S-蜂斗菜素中含碳、氫、硫三種元素。(1)從裝置A～F中選擇合適的儀器完成實驗，正確的連接順序是a→________→尾氣吸收(按氣流方向，用小寫字母表示，儀器不可重復使用)。(2)裝置F中盛放的試劑為________。(3)裝置E中酸性高錳酸鉀溶液足量，所以整個過程中裝置E中現(xiàn)象不太明顯，實驗中能證明藥品中含硫元素的實驗現(xiàn)象為__________________；裝置E中發(fā)生反應的離子方程式為__________________________________________。Ⅱ.測定藥品中硫元素的質量分數(shù)。實驗步驟：取ag藥品，碾碎后，充分燃燒；將產生的SO2氣體全部通入V1mLc1mol·L－1的碘水中；待吸收完全后，向混合溶液中滴加少量淀粉溶液，再用c2mol·L－1硫代硫酸鈉標準溶液滴定，最終消耗硫代硫酸鈉標準溶液的體積為V2mL。已知：2S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋I2=S4Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(6))＋2I－。(4)滴定時盛放硫代硫酸鈉標準溶液的儀器為________(填儀器名稱)；該儀器使用前需進行的操作為________________。(5)滴定終點的現(xiàn)象為________________________________________。(6)該藥品中硫元素的質量分數(shù)為____________(列出表達式即可)。(7)若SO2氣體中混有少量O2，則可能會導致測定結果________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。解析：Ⅰ.由題意可知，整個實驗過程中不需要干燥，裝置B無需使用，品紅溶液用來檢驗SO2，澄清石灰水用來檢驗CO2，酸性高錳酸鉀溶液用來除去SO2，干燥管用來檢驗水蒸氣，應盛放無水硫酸銅，正確的連接順序是a→jk→de→hi→fg→尾氣吸收。Ⅱ.(6)由題意分析可知，由硫代硫酸鈉計算剩余的I2，用I2的總量減去剩余的I2的量可得氧化SO2的I2的量，故該藥品中硫元素的質量分數(shù)為eq\f((c1V1－\f(c2V2,2))×32×10－3,a)×100%。(7)若燃燒時過量氧氣進入吸收液中，可能會氧化部分SO2或I－，則會導致測定結果偏小。答案：Ⅰ.(1)jk→de→hi→fg(2)無水硫酸銅(3)裝置C中品紅溶液褪色2MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋5SO2＋2H2O=5SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2Mn2＋＋4H＋Ⅱ.(4)堿式滴定管檢漏(5)滴入最后半滴硫代硫酸鈉標準溶液后，溶液顏色由藍色變?yōu)闊o色，且30s內不恢復原來的顏色(6)eq\f((c1V1－\f(c2V2,2))×32×10－3,a)×100%(7)偏小2．(2024·珠海實驗中學質檢)三氯化鉻(CrCl3)是常用的媒染劑和催化劑，易潮解，易升華，高溫下易被氧氣氧化。實驗室利用反應Cr2O3(s)＋3CCl4eq\o(=,\s\up7(高溫))2CrCl3(s)＋3COCl2(g)制取CrCl3，實驗裝置如下圖所示。已知：①COCl2(俗稱光氣)有毒，遇水發(fā)生水解。②堿性條件下，H2O2將Cr3＋氧化為CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))；酸性條件下，H2O2將Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))還原為Cr3＋。回答下列問題：(1)裝置B中熱水浴的作用是__________________________________；裝置F的名稱為____________。(2)裝置E用來收集產物，實驗過程中若裝置D處出現(xiàn)堵塞，可觀察到的現(xiàn)象是___________________________________________________________________。(3)寫出光氣水解的化學方程式：____________________________________。(4)測定產品中CrCl3質量分數(shù)的實驗步驟如下：Ⅰ.取mgCrCl3產品，在強堿性條件下，加入過量的30%H2O2溶液，小火加熱使CrCl3完全轉化為CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))，繼續(xù)加熱一段時間；Ⅱ.冷卻后加適量的蒸餾水，再滴入適量的濃硫酸和濃磷酸(加濃磷酸的目的是防止指示劑提前變色)，使CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))轉化為Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))；Ⅲ.用新配制的cmol·L－1(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液滴定至終點，消耗(NH4)2Fe(SO4)2標準溶液10.00mL。已知：Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O。①步驟Ⅰ中繼續(xù)加熱一段時間的目的是_______________________________。②步驟Ⅱ中CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))轉化為Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的離子方程式為_______________________。③產品中CrCl3質量分數(shù)表達式為____________________________________。解析：由題給信息可知，實驗前先通入氮氣排盡裝置內的空氣，防止三氯化鉻高溫下被氧氣氧化，由實驗裝置圖可知，裝置A中盛有的濃硫酸用于干燥通入的氮氣，其中長導管的作用是防堵塞，裝置B在水浴加熱條件下將四氯化碳汽化為蒸氣，裝置C中四氯化碳與三氧化二鉻在高溫條件下反應制備三氯化鉻，裝置E用于冷凝收集三氯化鉻，裝置F中盛有的無水氯化鈣用于吸收水蒸氣，防止水蒸氣進入裝置E中，裝置G中盛有的氫氧化鈉溶液用于吸收有毒的光氣，防止污染空氣。(1)由分析可知，裝置B在水浴加熱條件下將四氯化碳汽化為蒸氣，由實驗裝置圖可知，裝置F為球形干燥管。(2)由分析可知，裝置E用于冷凝收集三氯化鉻，實驗過程中若裝置D處出現(xiàn)堵塞，裝置中氣體壓強會增大，裝置A中長導管內液面上升。(3)由題意可知，光氣與水發(fā)生水解反應生成二氧化碳和HCl，化學方程式為COCl2＋H2O=CO2＋2HCl。(4)①由題給信息可知，過氧化氫具有還原性，酸性條件下能將Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))還原為Cr3＋，為防止過氧化氫干擾實驗，步驟Ⅰ中應繼續(xù)加熱一段時間使過氧化氫分解除去。②步驟Ⅱ中鉻酸根離子轉化為重鉻酸根離子的離子方程式為2CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H＋=Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋H2O。③由原子守恒和題給離子方程式可得關系式：2CrCl3～Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))～6(NH4)2Fe(SO4)2，三氯化鉻的質量分數(shù)為eq\f(cmol·L－1×0.01L×\f(2,6)×158.5g·mol－1,mg)×100%＝eq\f(158.5c,3m)%。答案：(1)使CCl4汽化為蒸氣球形干燥管(2)裝置A中長導管內液面上升(3)COCl2＋H2O=CO2＋2HCl(4)①除去過量的H2O2②2CrOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2H＋=Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))＋H2O③eq\f(158.5c,3m)%3．檢驗甲醛含量的方法有很多，其中銀-Ferrozine法靈敏度較高。測定原理為甲醛將Ag2O還原成Ag，產生的Ag與Fe3＋定量反應生成Fe2＋，F(xiàn)e2＋與菲洛嗪(Ferrozine)形成有色配合物，通過測定吸光度計算出甲醛的含量。某學習小組類比此原理設計如下裝置測定新裝修居室內空氣中甲醛的含量(夾持裝置略去)。已知：甲醛和銀氨溶液反應生成單質銀和CO2，氮化鎂與水反應放出NH3，毛細管內徑不超過1mm。請回答下列問題。(1)裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為___________________________________，用飽和食鹽水代替水制備NH3的原因是________________________________。(2)裝置B中裝有AgNO3溶液，儀器B的名稱為__________________。(3)銀氨溶液的制備。關閉K1、K2，打開K3，打開______________________，使飽和食鹽水緩慢滴入圓底燒瓶中，當觀察到裝置B中________________________________________________________________________________________________________________________，停止通入NH3。(4)室內空氣中甲醛含量的測定。①用熱水浴加熱裝置B，打開K1，將滑動隔板緩慢由最右端抽到最左端，吸入1L室內空氣，關閉K1，后續(xù)操作是______________________________________；再重復上述操作3次。毛細管的作用是______________________________。②向上述裝置B中充分反應后的溶液中加入稀硫酸調節(jié)溶液pH＝1，再加入足量Fe2(SO4)3溶液，充分反應后立即加入菲洛嗪，F(xiàn)e2＋與菲洛嗪形成有色物質，在562nm處測定吸光度，測得生成1.12mgFe2＋，空氣中甲醛的含量為________mg·L－1。解析：(1)Mg3N2與H2O反應生成Mg(OH)2和NH3，化學方程式為Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2＋2NH3↑；用飽和食鹽水代替水，單位體積溶液中水的含量降低，可減小生成NH3的速率。(2)儀器B的名稱為三頸燒瓶或三口燒瓶。(3)打開分液漏斗的活塞與旋塞，使飽和食鹽水緩慢滴入圓底燒瓶中，NH3進入裝置B中首先發(fā)生反應Ag＋＋NH3＋H2O=AgOH↓＋NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))，然后發(fā)生反應AgOH＋2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]＋＋OH－＋2H2O，當觀察到裝置B中最初產生的白色沉淀恰好完全溶解時，即得到銀氨溶液，停止通入NH3。(4)①用熱水浴加熱裝置B，打開K1，將滑動隔板緩慢由最右端抽到最左端，吸入1L室內空氣，關閉K1，后續(xù)操作是打開K2，緩慢推動滑動隔板，將氣體全部推出，關閉K2；再重復上述操作3次。毛細管的作用是減小氣體的通入速率，使空氣中的甲醛被完全吸收。②甲醛和銀氨溶液共熱反應生成Ag和CO2，F(xiàn)e3＋被Ag還原為Fe2＋，根據(jù)得失電子守恒可得關系式：HCHO～4Fe2＋，1.12mgFe2＋的物質的量為2×10－5mol，甲醛的物質的量為5×10－6mol，因實驗進行了4次操作，所以測得1L空氣中甲醛的物質的量為1.25×10－6mol，空氣中甲醛的含量為1.25×10－6mol×30g·mol－1×103mg·g－1÷1L＝0.0375mg·L－1。答案：(1)Mg3N2＋6H2O=3Mg(OH)2＋2NH3↑減小生成NH3的速率(2)三頸燒瓶(或三口燒瓶)(3