2015高考化学专题十第四单元（定量分析型实验题）一轮复习教案

2015高考化学专题十第四单元（定量分析型实验题）一轮复习教案

‎2015《金版新学案》高中化学总复习讲义：专题十第四单元　定量分析型实验题 热点一　测定数据的方法 ‎1．沉淀法 先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。‎ ‎2．测气体体积法 对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。‎ ‎3．测气体质量法 将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算。‎ ‎4．滴定法 即利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定等获得相应数据后再进行相关计算。‎ ‎1．(2011·福建理综·25)化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究：‎ 查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生。‎ Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验 取适量牙膏样品，加水充分搅拌、过滤。‎ ‎(1)往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是________________________。‎ ‎(2)往(1)所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸。观察到的现象是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定 利用下图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验，充分反应后，测定C中生成BaCO3沉淀的质量，以确定碳酸钙的质量分数。‎ 依据实验过程回答下列问题：‎ ‎(3)实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)C中反应生成BaCO3的化学方程式是__________________________________。‎ ‎(5)下列各项措施中，不能提高测定准确度的是________(填标号)。‎ a．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体 b．滴加盐酸不宜过快 c．在A～B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置 d．在B～C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置 ‎(6)实验中准确称取‎8.00 g样品三份，进行三次测定，测得BaCO3的平均质量为‎3.94 g。则样品中碳酸钙的质量分数为________。‎ ‎(7)有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量，只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是____________________________。‎ 解析：　(6)n(BaCO3)＝‎3.94 g/‎197 g·mol－1＝0.02 mol，由C原子守恒得m(CaCO3)为0.02 mol×‎100 g·mol－1＝‎2 g，所以CaCO3的质量分数为25%。‎ ‎(7)由于B中的水蒸气和HCl等易挥发进入C中，所以装置C的质量会偏大。‎ 答案：　(1)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O或Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－‎ ‎(2)通入CO2气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体产生、沉淀溶解 ‎(3)把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收 ‎(4)Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O ‎(5)cd　(6)25%‎ ‎(7)B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中(或其他合理答案)‎ ‎2．为测试一铁片中铁元素的含量，某课外活动小组提出下面两种方案并进行了实验(以下数据为多次平行实验测定结果的平均值)：‎ 方案一：将a g铁片完全溶解于过量稀硫酸中，测得生成氢气的体积为580 mL(标准状况)；‎ 方案二：将 g铁片完全溶解于过量稀硫酸中，将反应后得到的溶液用0.020 00 mol·L－1的KMnO4溶液滴定，达到终点时消耗了25.00 mL KMnO4溶液。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)配平下面的化学方程式：‎ KMnO4＋FeSO4＋H2SO4===Fe2(SO4)3＋MnSO4＋K2SO4＋H2O ‎(2)在滴定实验中不能选择________式滴定管，理由是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ ‎(3)根据方案一和方案二测定的结果计算，铁片中铁的质量分数依次为______________和____________；‎ ‎(4)若排除实验仪器和操作的影响因素，试对上述两种方案测定结果的准确性做出判断和分析。‎ ‎①方案一________(填“准确”、“不准确”或“不一定准确”)，‎ 理由是________________________________________________________________________；‎ ‎②方案二________(填“准确”、“不准确”或“不一定准确”)，理由是________________________________________________________________________。‎ 解析：　(1)分析该氧化还原反应的化合价，找出化合价发生变化的各元素，利用化合价的升降相等，配平化学方程式：‎ KO4→SO4　SO4→ (SO4)3‎ ‎(2)由于酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管的胶管，因此不能选择碱式滴定管。‎ ‎(3)根据方案一中的测量结果计算：‎ n(Fe)＝n(H2)＝ 因此m(Fe)＝ mol×‎56 g·mol－1＝‎‎1.45 g 故铁片中铁的质量分数为 根据方案二中的测定结果计算：‎ 根据(1)中反应方程式：‎ ‎2KMnO4～10FeSO4～10Fe n(Fe)＝5n(KMnO4)‎ ‎＝5×0.02 mol·L－1×‎‎0.025 L ‎＝0.002 5 mol 铁片中铁的质量分数为＝ 答案：　(1)2　10　8　5　2　1　8‎ ‎(2)碱　KMnO4是强氧化剂，它会腐蚀胶管 ‎(3)　 ‎(4)①不一定准确　如果铁片中存在与稀硫酸反应并能生成氢气的其他金属，会导致结果偏高；如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解、但不产生氢气的铁的氧化物，会导致结果偏低；如果上述情况均不存在，则结果准确 ‎②不一定准确　如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其他金属，生成的金属离子在酸性溶液中能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏高；如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的铁的氧化物，生成的Fe3＋在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏低；如果上述情况均不存在，则结果准确 热点二　实验数据的处理和分析 实验数据统计与整理的一般方法 ‎1．数据的表格化 项目 实验编号　　　‎ 项目1‎ 项目2‎ 项目3‎ 项目4…‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎ (1)根据实验原理确定应记录的项目：所测的物理量。‎ ‎(2)应注意数据的有效数字及单位和必要的注释。‎ ‎(3)设计的表格要便于数据的查找、比较，便于数据的计算和进一步处理，便于反映数据间的联系。‎ ‎2．数据的图像化 图像化是用直线图或曲线图对化学实验结果加以处理的一种简明化形式。它适用于一个量的变化引起另一个量的变化的情况。图像化的最大特点是鲜明、直观、简单、明了。‎ ‎1．某样品是由碳酸钠与氯化钠组成的固体混合物，现欲测定样品中碳酸钠的质量分数。‎ 某同学称取‎10.00 g样品，配成1 000 mL溶液，用________(填仪器名称)量取25.00 mL放入锥形瓶中，加入甲基橙作指示剂，用0.150 0 mol·L－1标准盐酸溶液滴定至终点，平行测定三次，有关实验数据记录如下表，则样品中碳酸钠的质量分数为__________。‎ 实验编号 待测液体积(mL)‎ 标准液体积(mL)‎ 滴定前读数 终点时读数 ‎1‎ ‎25.00‎ ‎0.00‎ ‎30.02‎ ‎2‎ ‎25.00‎ ‎0.20‎ ‎33.80‎ ‎3‎ ‎25.00‎ ‎1.40‎ ‎31.38‎ 解析：　碳酸钠溶液呈碱性，应选用碱式滴定管(或25 mL移液管)。第2组测定体积为离群值，应舍去，用1、3组求体积的平均值。‎ ＝＝30.00 mL，依据方程式：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，n(Na2CO3)＝××0.150 0 mol·L－1×30×10－‎3 L＝0.09 mol，所以w(Na2CO3)＝×100%＝95.40%。‎ 答案：　碱式滴定管(或25 mL移液管)　95.40%‎ ‎2．现有一份CuO和Cu2O的混合物，用H2还原法测定其中的CuO质量x g，实验中可以测定以下数据：①W：混合物的质量(g)、②W(H2O)：生成水的质量(g)、③W(Cu)：生成Cu的质量(g)、④V(H2)：标准状况下消耗H2的体积(L)。‎ ‎(已知摩尔质量：Cu：‎64 g·mol－1、CuO：‎80 g·mol－1、Cu2O：‎144 g·mol－1、H2O：‎18 g·mol－1)‎ ‎(1)为了计算x至少需要测定上述4个数据中的________个，这几个数据的组合共有________种。请将这些组合一一填入下列空格中。‎ 说明：①选用W、W(H2O)、W(Cu)、V(H2)表示，不必列出具体算式。‎ ‎②每个空格中填一种组合，有几种组合就填几种，不必填满。‎ ‎ (2)从上述组合中选出一个含W的求x的计算式：________。‎ ‎(3)以上数据组合中易于取得的一组是________。‎ 答案：　(1)2　5‎ W、W(H2O)‎ W、W(Cu)‎ W、V(H2)‎ W(H2O)、W(Cu)‎ W(Cu)、V(H2)‎ ‎(2)可从以下三组中任选一组 ‎①＋＝　②＋＝ ‎③＋＝　(3)W和W(Cu)‎ ‎3．[2011·新课标全国卷·26(1)(2)]‎0.80 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)如下图所示。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)试确定‎200 ℃‎时固体物质的化学式__________________(要求写出推断过程)。‎ ‎(2)取‎270 ℃‎所得样品，于‎570 ℃‎灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为________________。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为__________________，其存在的最高温度是________________。‎ 答案：　(1)CuSO4·H2O CuSO4·5H2OCuSO4·(5－n)H2O＋nH2O ‎　250　　　　　　　　　　　　　18n ‎　‎0.80 g　　　　　　‎0.80 g－‎0.57 g＝‎‎0.23 g 可得n＝4，‎ ‎200 ℃‎时，该固体物质的化学式为CuSO4·H2O ‎(2)CuSO4CuO＋SO3↑‎ CuSO4·5H2O　‎‎102 ℃‎ 　定量化学实验数据的加工处理策略 ‎　实验所得的数据，可分为有用、有效数据，正确、合理数据，错误、无效数据，及无用、多余数据等。能从大量的实验数据中找出有用、有效、正确、合理的数据是实验数据分析处理题的一个重要能力考查点，也是近年来命题变化的一个重要方向。‎ 对实验数据筛选的一般方法和思路为“五看”：一看数据是否符合测量仪器的精度特点，如用托盘天平测得的质量的精度为‎0.1 g，若精度值超过了这个范围，说明所得数据是无效的；二看数据是否在误差允许范围内，若所得的数据明显超出误差允许范围，要舍去；三看反应是否完全，是否是过量反应物作用下所得的数据，只有完全反应时所得的数据，才能进行有效处理和应用；四看所得数据的测试环境是否一致，特别是气体体积数据，只有在温度、压强一致的情况下才能进行比较、运算；五看数据测量过程是否规范、合理，错误和违反测量规则的数据需要舍去。‎ ‎(1)表格型题的解题要点在于通过审题，获取有用信息，然后对表格中数据进行比较分析，依据物质的性质、变化规律进行解答。‎ ‎(2)直角坐标系题的解题要点在于解题时要求学生首先弄清楚自变量和因变量到底是什么，注意理解起点、终点、转折点的含义。然后根据所学知识分析概念、图像、数值三者之间的关系。‎ 专题讲座(十二)　实验题的答题流程及规范表述 在知识能力水平相差不大的情况下，高考成绩的高低在很大程度上取决于是否规范答题，在综合题的解答中，不少考生不是因为知识欠缺或能力上达不到而失分，而是答题不规范。每年都有因考生写错别字、潦草字、错写元素符号和化学用语、有效数字运算不合要求，甚至乱写乱画而被扣分，如熔(溶)解、脂(酯)化反应、坩锅(埚)、离子方程式写成化学方程式、0.100 0 mol·L－1写成0.1 mol·L－1等。‎ 规范的格式和严密的步骤能充分体现考生知识能力水平和良好的答题习惯。阅卷专家提醒：做题时要认真书写，严格规范；用词准确，回答完整到位；认真审题，不凭猜测和想象答题。规范答题要注意以下问题：(1)这样答题阅卷人是否能看懂、看清楚。(2)这是不是最佳答案。(3)专业术语、专用符号的运用是否符合阅读或使用习惯。‎ ‎1．装置气密性的检查 思维流程 凡是有导气管的实验装置，在放入药品之前均需要先检查装置的气密性。‎ ‎(2012·四川高考)如图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)写出仪器a的名称：______________。‎ ‎(2)检查A装置气密性的操作是________________。‎ 答案：　(1)圆底烧瓶 ‎ ‎(2)连接导管，将导管末端插入水中；加热试管，导管口有气泡产生；停止加热，导管内有水回流并形成一段稳定的水柱。‎ ‎2．试纸的使用 思维流程 ‎ (1)定量试纸(如pH试纸)的使用 此类问题的答案几乎是格式化的。解答此类题目要注意三个得分点和关键词：蘸待测液＋点试样＋对比读数。‎ ‎ (2)定性试纸的使用：‎ ‎①用红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、淀粉KI试纸检验溶液时，答题模板：‎ 将××××××试纸放于表面皿或玻璃片上，用洁净的玻璃棒蘸取待检液点在试纸中部，试纸呈现××××××颜 ‎ ‎②用红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、淀粉KI试纸检验气体时，答题模板：‎ 先取小片××××××试纸用蒸馏水润湿，粘在玻璃棒的一端，再放到盛有待测气体的容器口附近，试纸呈现××××××颜 ‎ ‎(2010·山东高考)聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为 ‎[Fe2(OH)n(SO4)3－0.5n]m，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O)过程如下：‎ 溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，用pH试纸测定溶液pH的操作方法为________________________________________________________________________。‎ 答案：　将一小片pH试纸放到表面皿(或玻璃片)上，用玻璃棒蘸取溶液，点到试纸的中央，等试纸变色后，再跟标准比色卡对比读数。‎ ‎3．气体的检验 思维流程 根据气体的性质检验气体，可选用湿润试纸或溶液，后者较复杂，如用澄清石灰水检验CO2气体。‎ 浓H2SO4和木炭在加热时发生反应的化学方程式是 ‎2H2SO4(浓)＋CCO2↑＋2H2O＋2SO2↑‎ 请从下图中选用所需的仪器(可重复选用)组成一套进行该反应并检出反应产物的装置。现提供浓H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液，其他固、液试剂自选(连接和固定仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去)‎ ‎(1)将所选的仪器按连接顺序由上至下依次填入下表，并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。‎ 选用的仪器(填字母)‎ 加入的试剂 作用 ‎(2)验证浓H2SO4和木炭反应后，产生的气体含有SO2的方法是________________________________________________________________________。‎ 答案：　(1)‎ 选用的仪器 ‎(填字母)‎ 加入的试剂 作用 C 浓H2SO4和木炭 反应器(或生成气体)‎ B 无水CuSO4‎ 检出H2O A 品红溶液 检出SO2‎ A 酸性KMnO4溶液 吸收余下的SO2‎ A 澄清石灰水 检出CO2‎ ‎(2)将气体通入品红溶液中，观察到品红溶液褪色，加热后又恢复原色，证明气体中含有SO2。‎ ‎4．离子的检验 思维流程 离子的检验通常在溶液中进行，根据其性质选择试剂，再反应现象得出结论，如Cl－的检验。‎ ‎(2012·上海高考)碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]是一种用途广泛的化工原料，实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的步骤如下：‎ 步骤一：废铜屑制硝酸铜如图，用胶头滴管吸取浓HNO3缓慢加到锥形瓶内的废铜屑中(废铜屑过量)，充分反应后过滤，得到硝酸铜溶液。‎ 步骤二：碱式碳酸铜的制备向大试管中加入碳酸钠溶液和硝酸铜溶液，水浴加热至‎70 ℃‎左右，用0.4 mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5，振荡，静置、过滤，用热水洗涤、烘干，得到碱式碳酸铜产品。‎ 步骤二中的滤液中可能含有CO，写出检验CO的方法：‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：　取少量滤液于试管中，加入稀盐酸，将产生的无色气体通入澄清石灰水中，溶液变浑浊，说明有CO。‎ ‎5．滴定终点的判断 思维流程 解答此类题目注意关键点：‎ ‎(2012·天津高考)纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。‎ 用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数：一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3＋，再以KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3＋至全部生成Ti4＋。‎ 请回答：‎ ‎ 如何判断滴定终点________________________________________________________________________。‎ 答案：　溶液变成浅红色，且半分钟内不恢复原来的颜色 ‎6．沉淀剂是否过量的判断 思维流程 沉淀剂是否过量的判断方法(以用BaCl2溶液沉淀Na2SO4为例说明) ‎ 方法Ⅰ　适用于沉淀的质量需要称量并进行有关的定量计算。‎ 方法Ⅱ　适用于不需要称量沉淀的质量，只是定性说明相关的问题。‎ ‎(1)(适用于方法Ⅰ)(2011·上海高考)CuSO4·5H2O是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。‎ 根据题意完成下列填空：‎ 如果采用重量法测定CuSO4·5H2O的含量，完成下列步骤：‎ ‎①________　②加水溶解　③加氯化钡溶液，沉淀　④过滤 (其余步骤省略)‎ 在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其操作是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)(适用于方法Ⅱ)(2010·天津高考)纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。‎ 制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2·xH2O，经过滤、水洗除去其中的Cl－，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2。‎ 用现代分析仪器测定TiO2粒子的大小。用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数：一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3＋，再以KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3＋至全部生成Ti4＋。‎ 检验TiO2·xH2O中Cl－是否被除净的方法是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案：　 (1)称量样品　静置，向上层清液中继续滴加BaCl2溶液，观察有无沉淀产生 ‎(2)取少量水洗液，滴加AgNO3溶液，不产生白色沉淀，说明Cl－已除净