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普通高中学业水平合格性考试
化学
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专题四 化学实验基础
一、化学实验基本操作
1. 如何洗涤沉淀?
。
2. 如何检验沉淀是否洗涤干净?
。
3. 如何检验是否沉淀完全?
。
往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下
后,重复以上操作2~3次
取最后一次洗涤液少许于试管中,逐
滴滴加××试剂,振荡,若没有……现象,则沉淀洗涤干净
静置,往上层清液中继续滴加××试剂;
或者过滤,取滤液少许于试管中,滴加××试剂
4. 从溶液中得到结晶水合物晶体的方法:
。
5. 过滤用到的三种玻璃仪器: 。
6. 蒸发浓缩用到的主要仪器:
。
7. “浸出”步骤中,为提高浸出率,可采取的措施:
。
8. 如何进行焰色试验操作?
。
蒸发浓缩→冷却结晶→过滤
→洗涤→干燥
漏斗、玻璃棒、烧杯
蒸发皿、玻璃棒、烧杯、酒精灯、坩埚
钳
适当提高反应温
度,加入过量浸出液,边加浸出液边搅拌
将铂丝放进盐酸中洗净后,再放到酒精灯
外焰上灼烧,至与原来的火焰颜色相同时为止,蘸取试样在外焰上灼
烧,观察火焰颜色(若检验钾元素要透过蓝色钴玻璃观察)
二、常用的计算方法
1. 守恒法
(1)原子守恒:指化学反应前后各元素的种类和原子数目不变。
(2)质量守恒:参加化学反应的反应物的总质量等于生成物的总质
量。
(3)电荷守恒:溶液呈电中性,即阳离子所带的正电荷总数等于阴离
子所带的负电荷总数。
(4)电子守恒:还原剂失去的电子总数等于氧化剂得到的电子总数,
即化合价升降总值相等。
2. 极值法
根据已知条件,把复杂问题假设为处于某种理想的极端状态,从而使问
题得到简化,并顺利得出结论的一种思维方法。
3. 关系式法
当反应进行多步计算时,可以分别写出两个方程式,第一个反应的生成
物是第二个反应的反应物,由此可以得出第一个反应的反应物与第二个
反应的生成物之间的关系。运用此方法,可以简化计算过程。
4. 列方程组法
混合物问题由已知信息,得出两组关系,即由此得到两个方程,联立成
方程组,得出所要求的两个量。
【激活思维】
问题1:实验题中常有一些特殊的装置,如下图,请分析其作用。
装置 作用
增大气体与液体的接触面积,使吸收更充分
作安全瓶,可以防倒吸
增大气体与液体的接触面积,使吸收更充分
作安全瓶,可以防倒吸
问题2:滴定类计算,一般会给出消耗某种物质的浓度和体积,如
何求出被滴定物质的物质的量?
根据滴定物质的浓度和体积,可以计算出其物质的量。由反应关系,可
以计算出被滴定物质的物质的量。
【真题1】(2024·江苏合格考真题)在三颈烧瓶中加入250 mL FeSO4溶
液,在80 ℃条件下,鼓入空气并滴入NaOH溶液,控制溶液pH为4.5~
5.0,充分反应得到棕黄色悬浊液。
(1)FeOOH可表示为Fe2O3· n H2O, n = 。
解析:(1)将FeOOH扩大2倍,得Fe2O4H2,
可改成Fe2O3·H2O,则 n =1。
1
(2)棕黄色悬浊液经 ,洗涤,烘干,研磨得到FeOOH产品。
解析:(2)对悬浊液过滤,洗涤,烘干,可
得FeOOH沉淀物。
过滤
(3)为测定制得的FeOOH产品中铁元素的含量,准确称取1.000 g 样
品,将其溶于浓HCl,用还原剂将Fe3+完全还原为Fe2+,再滴入0.100 0
mol·L-1的K2Cr2O7溶液,发生反应6Fe2++Cr2 +14H+ 6Fe3+
+2Cr3++7H2O。恰好完全反应时,滴入K2Cr2O7溶液的体积为15
mL,计算样品中铁元素的质量分数。
n (Fe)=6 n (Cr2 )=6×0.100 0 mol·L-1×0.015 L=0.009 mol
m (Fe)=56 g·mol-1×0.009 mol=0.504 g
w (Fe)= ×100%=50.4%
解析:(3)由反应方程式知, n (Fe)=6 n
(Cr2 ),由K2Cr2O7溶液的消耗量,可
以计算出样品中铁元素的质量,进而得出铁
元素的质量分数。
【真题2】(2023·江苏合格考真题)氯化亚铜(CuCl)微溶于水,易被
氧化,广泛应用于医药等行业。以废铜渣(铜单质的质量分数为64%,
CuO的质量分数为8%,其他杂质不含铜元素)为原料,可制备CuCl并
获得副产品(NH4)2SO4,流程如下:
(1)“浸出”时,发生的主要反应有:
反应Ⅰ CuO+H2SO4 CuSO4+H2O
反应Ⅱ
4Cu+NH4NO3+5H2SO4 4CuSO4+(NH4)2SO4+3H2O
①浸出时,温度为20 ℃,铜元素浸出率随时间的变化如图:
铜元素浸出率= ×100%。
结合图像,从反应速率的角度分析,得出的结论是
。
开始时反应快,2
h之后变得缓慢
②实际浸出时,温度选择65 ℃,可提高单位时间内铜元素浸出率,若
温度过高,会产生红棕色气体,该气体的化学式为 。
(2)充分浸出后,“还原”时加入的(NH4)2SO3溶液需略过量,
“还原”后的滤液经多次循环,可提取一定量的(NH4)2SO4(忽略转
化流程中杂质参与的反应)。
①“还原”时,(NH4)2SO3溶液过量的原因是
(写出两点)。
②假设铜元素完全浸出,忽略过量的(NH4)2SO3,计算100 g废铜渣理
论上可制得的CuCl和(NH4)2SO4的物质的量(写出计算过程)。
详见解析
NO2
使Cu2+被充分还原;
获得更多的副产品(NH4)2SO4
解析:(1)①由图像知,开始时曲线的斜率很大,反应速率较快;2 h
之后,曲线变平缓,反应速率变慢。②浸出液是NH4NO3和H2SO4,相
当于溶液中有HNO3,若温度过高,HNO3会分解生成红棕色的NO2气
体。(2)①还原过程中,过量的(NH4)2SO3溶液可以使得Cu2+充分
被还原,且过量的(NH4)2SO3溶液可以被空气氧化生成副产物
(NH4)2SO4。②100 g废铜渣中单质铜为64 g,CuO为8 g,由铜守恒
知, n (Cu)= + =1.1 mol,则 n (CuCl)=1.1
mol;
由反应Ⅱ知,4Cu ~(NH4)2SO4,反应Ⅱ生成的硫酸铵物质的量为0.25
mol,还原时发生的反应为2CuSO4+(NH4)2SO3+2NH4Cl+H2O
2CuCl↓+2(NH4)2SO4+H2SO4,“还原”时生成的硫酸铵物质
的量等于硫酸铜的物质的量,为1.1 mol,则所得硫酸铵物质的量为0.25
mol+1.1 mol=1.35 mol。
(1)实验模拟工业制备CuSO4·5H2O:在锥形瓶中加入铜屑和稀
H2SO4,水浴加热使温度达到180 ℃左右。向混合物中通入氧气,充分
反应。实验装置如图所示,所得溶液经分离提纯得CuSO4·5H2O。
【真题3】 (2022·江苏合格考真题)据史料记载,我国古代已将
CuSO4·5H2O制药用于实践之中。
①反应中将Cu氧化为Cu2+的氧化剂为 (填化学式)。
②装置中多孔球泡的作用是 。
O2
增大O2与溶液的接触面积
(2)工业上用上述方法制备CuSO4·5H2O时,若用空气代替O2,会增
加制备过程中的能量消耗,原因是
。
空气中O2的浓度低,Cu被氧化的
时间长,能量消耗多
(3)为测定所制得样品中CuSO4·5H2O的质量分数,进行如下实验:
称取1.000 g样品,配成250 mL溶液,取25.00 mL溶液,向其中加入
0.020 mol·L-1 EDTA溶液与Cu2+反应(参加反应的EDTA与Cu2+的物
质的量之比为1∶1)。恰好完全反应时,消耗EDTA溶液19.20 mL。计
算样品中CuSO4·5H2O的质量分数(写出计算过程)。
n (EDTA)=0.020 mol·L-1×19.20 mL×10-3 L·mL-1=3.84×10-4
mol
n (CuSO4·5H2O)= n (EDTA)=3.84×10-4 mol
m (CuSO4·5H2O)=0.096 g
w (CuSO4·5H2O)= ×100%=96%
答:样品中CuSO4·5H2O的质量分数为96%。
解析:(1)①发生反应的化学方程式为2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4
+2H2O,该反应中O2作氧化剂。②O2通过球泡,可以增大O2与溶液的
接触面积,使O2氧化Cu更加充分。(2)空气代替O2氧化Cu,氧化时
间会增长,加热时间也会增长,则能量消耗增多。(3)根据EDTA与
Cu2+反应的物质的量之间关系为1∶1知, n (Cu2+)= n (EDTA),
由EDTA的浓度以及其消耗的体积,可以计算出EDTA的物质的量,由
铜元素守恒,可得 n (CuSO4·5H2O)= n (Cu2+),所得结果扩大10
倍,得到1.000 g样品中CuSO4·5H2O的质量,进而可得样品中
CuSO4·5H2O的质量分数。
【真题4】 (2021·江苏合格考真题)添加食品膨松剂能使面包、饼干等
食品口感松软或酥脆。某兴趣小组对一膨松剂的组成(成分为NaHCO3
和NH4HCO3)进行分析,设计实验方案如下:
方案一:称量一定量的样品,加热至恒重,再称其质量,记录数据
为 m g。
方案二:如图所示,向24.70 g样品中滴加过量NaOH溶液,加热至反应
完全,再通入一段时间N2,经测定,装置C中吸收的NH3质量为1.70 g。
已知:HC +OH- C +H2O
(1)仪器①的名称是 。
分液漏斗
(2)①方案一中NaHCO3受热分解的化学方程式是
。
②由方案一计算NaHCO3与NH4HCO3的物质的量之比,还需要提供的
数据是 。
(3)①方案二中通入N2的目的是
,装置B的作用是 。
②由方案二计算NaHCO3与NH4HCO3的物质的量之比,写出计算过
程。
详见解析
2NaHCO3
Na2CO3+CO2↑+H2O
所称样品的质量
将氨气排到稀硫酸中,使氨气全部
吸收
干燥氨气
解析:(1)仪器①的名称为分液漏斗。(2)①NaHCO3受热分解生成
Na2CO3、CO2和H2O。②方案一测定原理:加热混合固体至恒重,
NaHCO3和NH4HCO3均会分解,最终残留固体为Na2CO3,根据 m g
Na2CO3可以计算出样品中NaHCO3的质量,再由样品的质量减去
NaHCO3的质量,可得出NH4HCO3的质量,进而可得出两者的物质的
量之比。(3)①方案二测定原理:NaHCO3和NH4HCO3混合物中加入
NaOH溶液加热,发生反应N +OH- NH3↑+H2O,产生的NH3
用N2驱入装置C中,由于NH3中混有H2O(g),故通过装置B将NH3中
混有的H2O吸收。
②装置C中吸收的NH3质量为1.70 g, n (NH3)= =0.1 mol,
由N元素守恒知, n (NH4HCO3)= n (NH3)=0.1 mol, m
(NH4HCO3)=0.1 mol×79 g·mol-1=7.9 g, m (NaHCO3)=24.70 g
-7.9 g=16.8 g, n (NaHCO3)= =0.2 mol, n
(NaHCO3)∶ n (NH4HCO3)=0.2 mol∶0.1 mol=2∶1。
1. (2024·常州合格考模拟)氯化铜在工农业生产中具有重要的用途。
某化学兴趣小组设计如图所示装置,用CuCl2·2H2O晶体和SOCl2获取无
水CuCl2,并回收过量的SOCl2。回答下列问题:
1
已知:①SOCl2的熔点为-105 ℃,沸点为76 ℃,遇水剧烈水解生成两
种酸性气体。②三颈烧瓶中发生反应的化学方程式是CuCl2·2H2O+
2SOCl2 CuCl2+2SO2↑+4HCl↑。
1
(1)仪器a的名称是 ,锥形瓶中得到的物质X的化学式
为 。
解析:(1)a是冷凝管。SOCl2遇水剧烈水解生成两种酸性气体,根据
元素守恒知,生成的两种酸性气体是HCl、SO2,SOCl2的熔点为-105
℃,沸点为76 ℃,易挥发,挥发的SOCl2通过冷凝管后液化,所以得到
的X为SOCl2。
冷凝管
SOCl2
1
(2)碱石灰中含有CaO和NaOH,碱石灰的作用是
。
解析:(2)碱石灰具有吸水性且能吸收酸性气体,所以碱石灰的作用
是防止空气中水蒸气进入锥形瓶,同时吸收SO2、HCl等有害气体。
防止空气中水蒸
气进入锥形瓶,同时吸收SO2、HCl等有害气体
1
①滴定到终点时的现象是
。
②该试样中铜元素的百分含量为 。
滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时,溶液由
蓝色变为无色,且半分钟内不恢复为蓝色
45.71%
(3)某同学用“间接碘量法”测定无水CuCl2样品中铜元素的百分含
量,过程如下:取0.280 0 g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,
生成白色CuI沉淀。滴入几滴淀粉溶液作指示剂,用0.100 0 mol·L-1
Na2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00
mL(滴定反应为I2+2S2 S4 +2I-)。
1
解析:(3)①碘遇淀粉变蓝色,其终点现象为滴入最后一滴Na2S2O3标
准溶液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复为蓝色。②根据化
学方程式2Cu2++4I- 2CuI↓+I2、2Na2S2O3+I2 Na2S4O6+
2NaI得关系式CuCl2~Na2S2O3,则 n (Cu)= n (CuCl2)= n
(Na2S2O3)=0.100 0 mol·L-1×0.02 L=0.002 mol, m (Cu)=0.002
mol×64 g·mol-1=0.128 0 g, w (Cu)= ×100%=
×100%≈45.71%。
1第23讲 物质制备实验与化学计算
一、化学实验基本操作
1.如何洗涤沉淀? 。
2.如何检验沉淀是否洗涤干净?
。
3.如何检验是否沉淀完全?
。
4.从溶液中得到结晶水合物晶体的方法: 。
5.过滤用到的三种玻璃仪器: 。
6.蒸发浓缩用到的主要仪器: 。
7.“浸出”步骤中,为提高浸出率,可采取的措施: 。
8.如何进行焰色试验操作?
。
二、常用的计算方法
1.守恒法
(1)原子守恒:指化学反应前后各元素的种类和原子数目不变。
(2)质量守恒:参加化学反应的反应物的总质量等于生成物的总质量。
(3)电荷守恒:溶液呈电中性,即阳离子所带的正电荷总数等于阴离子所带的负电荷总数。
(4)电子守恒:还原剂失去的电子总数等于氧化剂得到的电子总数,即化合价升降总值相等。
2.极值法
根据已知条件,把复杂问题假设为处于某种理想的极端状态,从而使问题得到简化,并顺利得出结论的一种思维方法。
3.关系式法
当反应进行多步计算时,可以分别写出两个方程式,第一个反应的生成物是第二个反应的反应物,由此可以得出第一个反应的反应物与第二个反应的生成物之间的关系。运用此方法,可以简化计算过程。
4.列方程组法
混合物问题由已知信息,得出两组关系,即由此得到两个方程,联立成方程组,得出所要求的两个量。
【激活思维】
问题1:实验题中常有一些特殊的装置,如下图,请分析其作用。
装置 作用
问题2:滴定类计算,一般会给出消耗某种物质的浓度和体积,如何求出被滴定物质的物质的量?
【真题1】(2024·江苏合格考真题)在三颈烧瓶中加入250 mL FeSO4溶液,在80 ℃条件下,鼓入空气并滴入NaOH溶液,控制溶液pH为4.5~5.0,充分反应得到棕黄色悬浊液。
(1)FeOOH可表示为Fe2O3·nH2O,n= 。
(2)棕黄色悬浊液经 ,洗涤,烘干,研磨得到FeOOH产品。
(3)为测定制得的FeOOH产品中铁元素的含量,准确称取1.000 g 样品,将其溶于浓HCl,用还原剂将Fe3+完全还原为Fe2+,再滴入0.100 0 mol·L-1的K2Cr2O7溶液,发生反应6Fe2++Cr2+14H+6Fe3++2Cr3++7H2O。恰好完全反应时,滴入K2Cr2O7溶液的体积为15 mL,计算样品中铁元素的质量分数。
【真题2】(2023·江苏合格考真题)氯化亚铜(CuCl)微溶于水,易被氧化,广泛应用于医药等行业。以废铜渣(铜单质的质量分数为64%,CuO的质量分数为8%,其他杂质不含铜元素)为原料,可制备CuCl并获得副产品(NH4)2SO4,流程如下:
(1)“浸出”时,发生的主要反应有:
╠反应Ⅰ CuO+H2SO4CuSO4+H2O
╣反应Ⅱ 4Cu+NH4NO3+5H2SO44CuSO4+(NH4)2SO4+3H2O
①浸出时,温度为20 ℃,铜元素浸出率随时间的变化如图:
铜元素浸出率=×100%。
结合图像,从反应速率的角度分析,得出的结论是 。
②实际浸出时,温度选择65 ℃,可提高单位时间内铜元素浸出率,若温度过高,会产生红棕色气体,该气体的化学式为 。
(2)充分浸出后,“还原”时加入的(NH4)2SO3溶液需略过量,“还原”后的滤液经多次循环,可提取一定量的(NH4)2SO4(忽略转化流程中杂质参与的反应)。
①“还原”时,(NH4)2SO3溶液过量的原因是 (写出两点)。
②假设铜元素完全浸出,忽略过量的(NH4)2SO3,计算100 g废铜渣理论上可制得的CuCl和(NH4)2SO4的物质的量(写出计算过程)。
【真题3】 (2022·江苏合格考真题)据史料记载,我国古代已将CuSO4·5H2O制药用于实践之中。
(1)实验模拟工业制备CuSO4·5H2O:在锥形瓶中加入铜屑和稀H2SO4,水浴加热使温度达到180 ℃左右。向混合物中通入氧气,充分反应。实验装置如图所示,所得溶液经分离提纯得CuSO4·5H2O。
①反应中将Cu氧化为Cu2+的氧化剂为 (填化学式)。
②装置中多孔球泡的作用是 。
(2)工业上用上述方法制备CuSO4·5H2O时,若用空气代替O2,会增加制备过程中的能量消耗,原因是 。
(3)为测定所制得样品中CuSO4·5H2O的质量分数,进行如下实验:称取1.000 g样品,配成250 mL溶液,取25.00 mL溶液,向其中加入0.020 mol·L-1 EDTA溶液与Cu2+反应(参加反应的EDTA与Cu2+的物质的量之比为1∶1)。恰好完全反应时,消耗EDTA溶液19.20 mL。计算样品中CuSO4·5H2O的质量分数(写出计算过程)。
【真题4】 (2021·江苏合格考真题)添加食品膨松剂能使面包、饼干等食品口感松软或酥脆。某兴趣小组对一膨松剂的组成(成分为NaHCO3和NH4HCO3)进行分析,设计实验方案如下:
方案一:称量一定量的样品,加热至恒重,再称其质量,记录数据为m g。
方案二:如图所示,向24.70 g样品中滴加过量NaOH溶液,加热至反应完全,再通入一段时间N2,经测定,装置C中吸收的NH3质量为1.70 g。
已知:HC+OH-C+H2O
(1)仪器①的名称是 。
(2)①方案一中NaHCO3受热分解的化学方程式是 。
②由方案一计算NaHCO3与NH4HCO3的物质的量之比,还需要提供的数据是 。
(3)①方案二中通入N2的目的是 ,装置B的作用是 。
②由方案二计算NaHCO3与NH4HCO3的物质的量之比,写出计算过程。
1.(2024·常州合格考模拟)氯化铜在工农业生产中具有重要的用途。某化学兴趣小组设计如图所示装置,用CuCl2·2H2O晶体和SOCl2获取无水CuCl2,并回收过量的SOCl2。回答下列问题:
已知:①SOCl2的熔点为-105 ℃,沸点为76 ℃,遇水剧烈水解生成两种酸性气体。②三颈烧瓶中发生反应的化学方程式是CuCl2·2H2O+2SOCl2CuCl2+2SO2↑+4HCl↑。
(1)仪器a的名称是 ,锥形瓶中得到的物质X的化学式为 。
(2)碱石灰中含有CaO和NaOH,碱石灰的作用是
。
(3)某同学用“间接碘量法”测定无水CuCl2样品中铜元素的百分含量,过程如下:取0.280 0 g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色CuI沉淀。滴入几滴淀粉溶液作指示剂,用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL(滴定反应为I2+2S2S4+2I-)。
①滴定到终点时的现象是 。
②该试样中铜元素的百分含量为 。
第23讲 物质制备实验与化学计算
【考点填空】
1.往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2~3次
2.取最后一次洗涤液少许于试管中,逐滴滴加××试剂,振荡,若没有……现象,则沉淀洗涤干净
3.静置,往上层清液中继续滴加××试剂;或者过滤,取滤液少许于试管中,滴加××试剂
4.蒸发浓缩→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥
5.漏斗、玻璃棒、烧杯
6.蒸发皿、玻璃棒、烧杯、酒精灯、坩埚钳
7.适当提高反应温度,加入过量浸出液,边加浸出液边搅拌
8.将铂丝放进盐酸中洗净后,再放到酒精灯外焰上灼烧,至与原来的火焰颜色相同时为止,蘸取试样在外焰上灼烧,观察火焰颜色(若检验钾元素要透过蓝色钴玻璃观察)
问题1:增大气体与液体的接触面积,使吸收更充分 作安全瓶,可以防倒吸
问题2:根据滴定物质的浓度和体积,可以计算出其物质的量。由反应关系,可以计算出被滴定物质的物质的量。
【真题回放】
1.(1)1
(2)过滤
(3)n(Fe)=6n(Cr2)=6×0.100 0 mol·L-1×0.015 L=0.009 mol
m(Fe)=56 g·mol-1×0.009 mol=0.504 g
w(Fe)=×100%=50.4%
解析:(1)将FeOOH扩大2倍,得Fe2O4H2,可改成Fe2O3·H2O,则n=1。(2)对悬浊液过滤,洗涤,烘干,可得FeOOH沉淀物。(3)由反应方程式知,n(Fe)=6n(Cr2),由K2Cr2O7溶液的消耗量,可以计算出样品中铁元素的质量,进而得出铁元素的质量分数。
2.(1)①开始时反应快,2 h之后变得缓慢 ②NO2
(2)①使Cu2+被充分还原;获得更多的副产品(NH4)2SO4 ②详见解析
解析:(1)①由图像知,开始时曲线的斜率很大,反应速率较快;2 h之后,曲线变平缓,反应速率变慢。②浸出液是NH4NO3和H2SO4,相当于溶液中有HNO3,若温度过高,HNO3会分解生成红棕色的NO2气体。(2)①还原过程中,过量的(NH4)2SO3溶液可以使得Cu2+充分被还原,且过量的(NH4)2SO3溶液可以被空气氧化生成副产物(NH4)2SO4。②100 g废铜渣中单质铜为64 g,CuO为8 g,由铜守恒知,n(Cu)=+=1.1 mol,则n(CuCl)=1.1 mol;由反应Ⅱ知,4Cu ~(NH4)2SO4,反应Ⅱ生成的硫酸铵物质的量为0.25 mol,还原时发生的反应为2CuSO4+(NH4)2SO3+2NH4Cl+H2O2CuCl↓+2(NH4)2SO4+H2SO4,“还原”时生成的硫酸铵物质的量等于硫酸铜的物质的量,为1.1 mol,则所得硫酸铵物质的量为0.25 mol+1.1 mol=1.35 mol。
3.(1)①O2 ②增大O2与溶液的接触面积
(2)空气中O2的浓度低,Cu被氧化的时间长,能量消耗多
(3)n(EDTA)=0.020 mol·L-1×19.20 mL×10-3 L·mL-1=3.84×10-4 mol
n(CuSO4·5H2O)=n(EDTA)=3.84×10-4 mol
m(CuSO4·5H2O)=0.096 g
w(CuSO4·5H2O)=×100%=96%
答:样品中CuSO4·5H2O的质量分数为96%。
解析:(1)①发生反应的化学方程式为2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O,该反应中O2作氧化剂。②O2通过球泡,可以增大O2与溶液的接触面积,使O2氧化Cu更加充分。(2)空气代替O2氧化Cu,氧化时间会增长,加热时间也会增长,则能量消耗增多。(3)根据EDTA与Cu2+反应的物质的量之间关系为1∶1知,n(Cu2+)=n(EDTA),由EDTA的浓度以及其消耗的体积,可以计算出EDTA的物质的量,由铜元素守恒,可得n(CuSO4·5H2O)=n(Cu2+),所得结果扩大10倍,得到1.000 g样品中CuSO4·5H2O的质量,进而可得样品中CuSO4·5H2O的质量分数。
4.(1)分液漏斗
(2)①2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O
②所称样品的质量
(3)①将氨气排到稀硫酸中,使氨气全部吸收 干燥氨气
②详见解析
解析:(1)仪器①的名称为分液漏斗。(2)①NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O。②方案一测定原理:加热混合固体至恒重,NaHCO3和NH4HCO3均会分解,最终残留固体为Na2CO3,根据m g Na2CO3可以计算出样品中NaHCO3的质量,再由样品的质量减去NaHCO3的质量,可得出NH4HCO3的质量,进而可得出两者的物质的量之比。(3)①方案二测定原理:NaHCO3和NH4HCO3混合物中加入NaOH溶液加热,发生反应N+OH-NH3↑+H2O,产生的NH3用N2驱入装置C中,由于NH3中混有H2O(g),故通过装置B将NH3中混有的H2O吸收。②装置C中吸收的NH3质量为1.70 g,n(NH3)==0.1 mol,由N元素守恒知,n(NH4HCO3)=n(NH3)=0.1 mol,m(NH4HCO3)=0.1 mol×79 g·mol-1=7.9 g,m(NaHCO3)=24.70 g-7.9 g=16.8 g,n(NaHCO3)==0.2 mol,n(NaHCO3)∶n(NH4HCO3)=0.2 mol∶0.1 mol=2∶1。
【当堂检测】
1.(1)冷凝管 SOCl2
(2)防止空气中水蒸气进入锥形瓶,同时吸收SO2、HCl等有害气体
(3)①滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复为蓝色
②45.71%
解析:(1)a是冷凝管。SOCl2遇水剧烈水解生成两种酸性气体,根据元素守恒知,生成的两种酸性气体是HCl、SO2,SOCl2的熔点为-105 ℃,沸点为76 ℃,易挥发,挥发的SOCl2通过冷凝管后液化,所以得到的X为SOCl2。(2)碱石灰具有吸水性且能吸收酸性气体,所以碱石灰的作用是防止空气中水蒸气进入锥形瓶,同时吸收SO2、HCl等有害气体。(3)①碘遇淀粉变蓝色,其终点现象为滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复为蓝色。②根据化学方程式2Cu2++4I-2CuI↓+I2、2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI得关系式CuCl2~Na2S2O3,则n(Cu)=n(CuCl2)=n(Na2S2O3)=0.100 0 mol·L-1×0.02 L=0.002 mol,m(Cu)=0.002 mol×64 g·mol-1=0.128 0 g,w(Cu)=×100%=×100%≈45.71%。