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实验二十- 工业硫酸纯度的测定-高一《化学实验技术》同步教学（化学工业出版社）第三版
一、选择题
1.在测定工业硫酸纯度时，通常使用的基准物质是：( )
A. 氢氧化钠
B. 邻苯二甲酸氢钾
C. 碳酸钠
D. 氯化钠
答案：B
解析：邻苯二甲酸氢钾在标定NaOH标准溶液时常用作基准物质，而工业硫酸纯度的测定通常也涉及NaOH的滴定，因此选择B。
2：在配制用于滴定的NaOH标准溶液时，应使用哪种水？( )
A. 自来水
B. 蒸馏水
C. 矿泉水
D. 海水
答案：B
解析：蒸馏水不含杂质，适用于配制化学试剂和溶液，所以选择B。
3：在滴定过程中，用于指示滴定终点的试剂是：( )
A. 酚酞
B. 甲基橙
C. 溴甲酚绿
D. 碘化钾
答案：A
解析：酚酞在碱性溶液中显红色，酸性溶液中显无色，常用于酸碱滴定的指示剂，所以选择A。
4：在测定工业硫酸纯度时，应使用哪种滴定方法？( )
A. 氧化还原滴定法
B. 酸碱滴定法
C. 络合滴定法
D. 沉淀滴定法
答案：B
解析：工业硫酸纯度的测定通常使用酸碱滴定法，通过NaOH标准溶液滴定硫酸溶液来确定硫酸的含量，所以选择B。
5：在滴定过程中，为什么需要摇动锥形瓶？( )
A. 为了使溶液混合均匀
B. 为了加快滴定速度
C. 为了增加溶液的温度
D. 为了观察溶液的颜色变化
答案：A
解析：摇动锥形瓶可以使溶液混合均匀，有利于滴定反应的进行和滴定终点的判断，所以选择A。
6：在测定工业硫酸纯度时，为什么需要冷却至室温？( )
A. 为了防止硫酸挥发
B. 为了防止溶液溅出
C. 为了减少温度对体积的影响
D. 为了使溶液呈酸性
答案：C
解析：硫酸稀释时会放出大量的热，冷却至室温可以减少温度对溶液体积的影响，提高测定的准确性，所以选择C。
7：在滴定过程中，如何判断滴定终点？( )
A. 当溶液由红色变为无色时
B. 当溶液由无色变为红色时
C. 当溶液出现沉淀时
D. 当溶液颜色不再变化时
答案：A
解析：在使用酚酞作为指示剂时，滴定终点应为溶液由红色变为无色，并且30秒内不褪色，所以选择A。
8：在测定工业硫酸纯度时，为什么需要使用标准溶液？( )
A. 为了确定硫酸的浓度
B. 为了使溶液呈碱性
C. 为了增加溶液的体积
D. 为了观察溶液的颜色
答案：A
解析：使用标准溶液（如NaOH标准溶液）可以准确计算硫酸的浓度，从而测定工业硫酸的纯度，所以选择A。
9：在配制NaOH标准溶液时，为什么不能使用玻璃塞试剂瓶？( )
A. 因为NaOH会与玻璃反应
B. 因为NaOH会腐蚀玻璃
C. 因为玻璃塞会阻碍溶液的流动
D. 因为玻璃塞会改变溶液的颜色
答案：A
解析：NaOH会与玻璃中的二氧化硅反应，导致玻璃塞与瓶口粘连，所以通常使用橡胶塞试剂瓶来存放NaOH溶液，选择A。
10：下列哪项不是工业硫酸纯度测定的注意事项？( )
A. 使用减量法准确称取试样
B. 将试样直接加入容量瓶中
C. 冷却至室温后再滴定
D. 摇动锥形瓶使溶液混合均匀
答案：B
解析：工业硫酸试样应先溶解在一定量的水中，并冷却后再转移至容量瓶中稀释，而不是直接加入容量瓶中，所以选择B。
二、多项选择题
1：在测定工业硫酸纯度时，需要使用的试剂或设备包括：( )
A. NaOH标准溶液
B. 酚酞指示剂
C. 玻璃棒
D. 电子天平
答案：A、B、C、D
解析：
A. NaOH标准溶液用于滴定工业硫酸，以测定其纯度。
B. 酚酞指示剂用于指示滴定终点，即溶液颜色由无色变为粉红色。
C. 玻璃棒用于搅拌溶液，确保溶液混合均匀。
D. 电子天平用于准确称取工业硫酸试样。
2：关于工业硫酸纯度的测定，以下哪些说法是正确的？( )
A. 工业硫酸试样应先溶解在蒸馏水中。
B. 硫酸稀释时会放出大量的热，需要冷却后再滴定。
C. 滴定终点时，溶液颜色应为无色。
D. 滴定过程中，应不断摇动锥形瓶。
答案：A、B、D
解析：
A. 工业硫酸试样应先溶解在蒸馏水中，然后再进行后续操作。
B. 硫酸稀释时会放出大量的热，需要冷却后再滴定，以避免温度对体积的影响。
D. 滴定过程中，摇动锥形瓶可以确保溶液混合均匀，有利于滴定反应的进行和滴定终点的判断。
C. 滴定终点时，溶液颜色应由无色变为粉红色（使用酚酞指示剂时），而不是无色。
3：下列哪些因素会影响工业硫酸纯度测定的准确性？( )
A. NaOH标准溶液的浓度
B. 酚酞指示剂的用量
C. 试样的称量误差
D. 滴定时的温度
答案：A、C、D
解析：
A. NaOH标准溶液的浓度不准确会直接影响测定的结果。
C. 试样的称量误差会导致实际参与反应的硫酸量不准确。
D. 滴定时的温度会影响溶液的体积和反应速率，从而影响测定的准确性。
B. 酚酞指示剂的用量对测定结果的影响较小，通常只要加入几滴即可。
4：在测定工业硫酸纯度时，应注意以下哪些安全事项？( )
A. 佩戴防护眼镜
B. 佩戴手套
C. 使用玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液
D. 远离火源
答案：A、B、D
解析：
A. 工业硫酸和NaOH溶液都具有腐蚀性，应佩戴防护眼镜以防止溅入眼睛。
B. 同样，由于它们的腐蚀性，应佩戴手套以防止皮肤接触。
D. 由于NaOH溶液可能与空气中的水反应并放热，因此应远离火源。
C. 使用玻璃塞试剂瓶存放NaOH溶液是不安全的，因为NaOH会与玻璃中的二氧化硅反应。
5：关于工业硫酸纯度测定的数据处理，以下哪些步骤是必要的？( )
A. 记录滴定前NaOH标准溶液的体积
B. 记录滴定后NaOH标准溶液的体积
C. 计算消耗NaOH标准溶液的体积
D. 忽略电子天平的读数误差
答案：A、B、C
解析：
A. 滴定前NaOH标准溶液的体积是初始读数。
B. 滴定后NaOH标准溶液的体积是最终读数。
C. 通过A和B的差值，可以计算消耗NaOH标准溶液的体积，这是计算工业硫酸纯度的关键数据。
D. 电子天平的读数误差是不可避免的，但在数据处理时应考虑这一误差，而不是忽略它。
三、填空题
1.在测定工业硫酸纯度时，通常使用______作为滴定剂，它与硫酸的反应式为______。
答案：NaOH标准溶液；H2 SO4 +2NaOH=Na2 SO4 +2H2 O
解析：
工业硫酸纯度的测定常采用酸碱滴定法，其中NaOH标准溶液是常用的滴定剂。它与硫酸的反应式为H2 SO4 +2NaOH=Na2 SO4 +2H2 O，这是基于酸碱反应的基本原理。
2：使用酚酞作为指示剂时，滴定终点溶液的颜色应由______变为______。答案：
无色；粉红色
解析：
酚酞是一种常用的酸碱指示剂，它在酸性溶液中呈无色，在碱性溶液中呈粉红色。因此，在滴定过程中，当溶液颜色由无色变为粉红色并持续30秒不褪色时，可以判断为滴定终点。
3：在称取工业硫酸试样时，应使用______法，以避免硫酸的吸水性对实验结果的影响。
答案：减量
解析：由于硫酸具有吸水性，直接称取会导致称量不准确。因此，在称取工业硫酸试样时，应使用减量法，即先称取一定量的样品和容器，然后将样品倒入另一容器中，再次称量容器，通过两次称量的差值得到样品的准确质量。
4：在稀释工业硫酸时，应先将硫酸加入______中，并不断搅拌，然后加入______至刻度线，摇匀。
答案：水；蒸馏水
解析：在稀释硫酸时，由于硫酸的密度大于水且溶解时会放出大量的热，因此应先将硫酸缓慢加入水中，并不断搅拌以散热。然后，加入蒸馏水至刻度线，摇匀得到硫酸溶液。
5：在计算工业硫酸纯度时，需要知道的数据包括______、和。
答案：NaOH标准溶液的浓度；消耗的NaOH标准溶液体积；工业硫酸试样的质量
解析：在计算工业硫酸纯度时，需要知道三个关键数据：NaOH标准溶液的浓度、消耗的NaOH标准溶液体积以及工业硫酸试样的质量。这三个数据可以通过实验得到，并用于计算硫酸的纯度。具体计算公式为：ω(，其中c为NaOH标准溶液的浓度（mol/L），V为消耗的NaOH标准溶液体积（mL），m为工业硫酸试样的质量（g），98为硫酸的摩尔质量（g/mol）。
四、判断题
( )1.工业硫酸纯度的测定中，可以直接将硫酸倒入容量瓶中稀释。
答案： 错误
解析：
在测定工业硫酸纯度时，不能直接将硫酸倒入容量瓶中稀释。因为硫酸在稀释时会放出大量的热，这可能导致容量瓶破裂。正确的做法是先在烧杯中稀释硫酸，冷却后再转移到容量瓶中。
( )2：使用酚酞作为指示剂时，滴定终点溶液的颜色应由无色变为红色。
答案： 错误
解析：
使用酚酞作为指示剂时，滴定终点溶液的颜色应由无色变为粉红色，而不是红色。粉红色是酚酞在碱性溶液中的特征颜色。
( )3：在称取工业硫酸试样时，应使用减量法，以避免硫酸的吸水性对实验结果的影响。
答案： 正确
解析：
由于硫酸具有吸水性，直接称取会导致称量不准确。因此，在称取工业硫酸试样时，应使用减量法，即先称取一定量的样品和容器，然后将样品倒入另一容器中，再次称量容器，通过两次称量的差值得到样品的准确质量。
( )4：工业硫酸纯度测定的结果通常表示为硫酸的质量分数。
答案： 正确
解析：
工业硫酸纯度的测定结果通常表示为硫酸的质量分数，即硫酸的质量占试样总质量的百分比。这是评价工业硫酸质量的重要指标之一。
( )5：在计算工业硫酸纯度时，不需要考虑NaOH标准溶液的浓度。
答案： 错误
解析：
在计算工业硫酸纯度时，需要考虑NaOH标准溶液的浓度。因为纯度是通过NaOH标准溶液与硫酸的反应来测定的，NaOH标准溶液的浓度会直接影响测定的结果。因此，必须准确知道NaOH标准溶液的浓度。
简答题
1.简述工业硫酸纯度测定的基本步骤。
答案解析：
工业硫酸纯度测定的基本步骤包括：
准备试剂和仪器：准备NaOH标准溶液、酚酞指示剂、电子天平、滴定管、锥形瓶等。
称取试样：使用电子天平准确称取一定量的工业硫酸试样，并记录其质量。
稀释试样：将称取的试样小心加入烧杯中，加入适量的蒸馏水稀释，并搅拌至均匀。
滴定：将稀释后的硫酸溶液转移至锥形瓶中，加入几滴酚酞指示剂，然后用NaOH标准溶液进行滴定，直至溶液由无色变为粉红色并保持30秒不褪色。
记录数据：记录滴定前和滴定后NaOH标准溶液的体积。
计算纯度：根据滴定数据计算工业硫酸的纯度。
2：为什么工业硫酸纯度测定中需要使用指示剂？
答案解析：
在工业硫酸纯度测定中，使用指示剂是为了准确判断滴定终点。由于硫酸与NaOH的反应是酸碱中和反应，反应过程中没有明显的物理变化，因此难以直接观察反应是否完全。而指示剂（如酚酞）在酸性溶液中呈无色，在碱性溶液中呈粉红色，可以通过颜色的变化来指示滴定终点，从而确保测定的准确性。
3：简述工业硫酸纯度计算中需要注意的事项。
答案解析：
在计算工业硫酸纯度时，需要注意以下事项：
准确记录数据：确保准确记录滴定前和滴定后NaOH标准溶液的体积，以及工业硫酸试样的质量。
考虑误差：在计算过程中，应考虑各种可能的误差来源，如称量误差、滴定误差等，并采取相应的措施进行校正。
单位换算：在计算过程中，注意单位之间的换算，确保计算结果的准确性。
重复实验：为了提高测定的准确性，可以进行多次重复实验，并取平均值作为最终结果。
遵守操作规范：在测定过程中，应严格遵守实验操作规范，确保实验结果的可靠性。

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