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第53讲　物质组成与含量测定类综合实验
1.（2025·安徽安庆模拟）ZnO可广泛用于工业、医疗行业，工业ZnO因含杂质不得供药用。ZnO不溶于水，易溶于稀酸，能缓慢吸收水和二氧化碳而变质。
【工业ZnO制备】
工业ZnO由粗锌粉与氧气反应制得，类似装置如下：
（1）仪器X的名称　　　　　　　，装置C中的试剂为　　　　　　。
（2）制备ZnO正确的连接顺序是a→　　　　　（填接口的小写字母，仪器不能重复使用）。
【药用ZnO制备及测定】
药用ZnO制备及测样品纯度流程如下：
ZnSO4溶液ZnCO3·2Zn（OH）2·2H2O沉淀细粉状ZnO计算、得结论
（3）步骤Ⅰ中发生主要反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　。
（4）步骤Ⅱ中减压过滤的优点是　　　　　　　　　　　；判断沉淀洗净的具体操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（5）步骤Ⅲ中判断煅烧完全的实验操作和现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（6）步骤Ⅳ、Ⅴ中以EDTA与Zn2＋以1∶1形成螯合物为原理测定样品ZnO含量，具体操作如下：取a g样品于烧杯中加酸溶解，配制成250 mL溶液后取25.00 mL至锥形瓶中，加少许指示剂，再用0.010 0 mol·L－1 EDTA标准溶液滴定至终点时，平均消耗V mL EDTA标准溶液，则测得样品纯度为　　　　％。
2.碱式碳酸钴[Cox（OH）y（CO3）2]可用作电子材料、磁性材料的添加剂，受热时可分解生成三种氧化物。为了确定其组成，某化学兴趣小组同学设计了如图所示装置进行实验。
（1）请完成下列实验步骤：
①称取3.65 g样品置于硬质玻璃管内，分别称量乙、丙装置的质量；
②按如图所示装置组装好仪器，并检查装置气密性；
③加热甲装置中硬质玻璃管，当乙装置中　　　　　　　　　　　　　（填实验现象），停止加热；
④打开活塞K，缓缓通入空气数分钟后，称量乙、丙装置的质量；
⑤计算。
（2）步骤④中缓缓通入空气数分钟的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）某同学认为上述实验装置中存在一个明显缺陷，为解决这一问题，可选用下列装置中的　　　　　（填字母）连接在　　　　（填装置连接位置）。
（4）若按正确装置进行实验，测得如下数据：
乙装置的质量/g 丙装置的质量/g
加热前 80.00 62.00
加热后 80.36 62.88
则该碱式碳酸钴的化学式为　　　　　　。
（5）有人认为用如图所示装置进行两次实验也可以确定碱式碳酸钴的组成。
实验Ⅰ：称取一定质量的样品置于Y型管a处，加入一定体积一定物质的量浓度的足量稀硫酸于Y型管b处，量气管中盛放饱和碳酸氢钠溶液，而不用蒸馏水，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，
然后通过　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（填操作），引发反应，测定产生的CO2的体积（假设实验条件是在室温下）。
实验Ⅱ：将实验Ⅰ中反应后的液体和足量的锌粒分别放置在另一个Y型管的a、b中，量气管中盛装蒸馏水，此时引发反应的方式与实验Ⅰ　　　　　（填“相同”“不同”或“可相同也可不同”），然后测定产生H2的体积（假设实验条件是在室温下）。
两次实验结束时，读数前，先　　　　，再调节量气管两侧液面持平，然后平视读数；下列实验操作有可能会使y的值偏大的是　　　　（填字母）。
A.实验Ⅰ读数时量气管左侧液面高于右侧液面
B.实验Ⅱ实验结束时，迅速调整两侧液面持平，立即读数
C.实验Ⅱ引发反应时将稀硫酸向锌粒倾斜
3.（2025·北京海淀区模拟）某样品中铜以＋1、＋2混合价态存在，该样品化学式可表示为YBa2（C）COy。采用碘量法测定样品中铜的含量与价态，从而确定其化学式。测定过程如下：
实验A：称取0.129 7 g粉末样品，转移到250 mL锥形瓶中，加入20 mL 1 mol·L－1盐酸使之溶解。在大气环境下充分搅拌2 h（反应1）。然后充分除氧。加入20 mL 0.7 mol·L－1 KI溶液（反应2），放置数分钟。以淀粉为指示剂，用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定（反应3），消耗Na2S2O3标准溶液6.00 mL（V1）。
实验B：称取0.129 7 g粉末样品，在惰性气体保护下加入10 mL 1 mol·L－1盐酸溶解样品。加入10 mL 0.7 mol·L－1 KI溶液。采取和实验A相同的滴定方法，消耗Na2S2O3标准溶液4.20 mL（V2）。
已知：实验B中，第一步反应只有固体的溶解，无Cu（Ⅰ）的歧化反应；Ksp（CuCl）＝1.72×10－7，Ksp（CuI）＝1.27×10－12。
（1）反应1中，搅拌充分；反应2中，有非金属单质和沉淀形成；反应3中，Na2S2O3作为还原剂，氧化产物为Na2S4O6。反应2和反应3是间接碘量法的过程。请写出反应1～3的离子方程式。
反应1：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
反应2：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
反应3：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）通过计算，确定x的值为　　　　，y的值为　　　　[已知Y在YBa2（C）COy中显＋3价]。
4.（2024·全国甲卷27题节选）CO（NH2）2·H2O2（俗称过氧化脲）是一种消毒剂，实验室中可用尿素与过氧化氢制取，反应方程式如下：
CO（NH2）2＋H2O2CO（NH2）2·H2O2
（一）过氧化脲的合成
烧杯中分别加入25 mL 30％H2O2（ρ＝1.11 g·cm－3）、40 mL蒸馏水和12.0 g尿素，搅拌溶解。30 ℃下反应40 min，冷却结晶、过滤、干燥，得白色针状晶体9.4 g。
（二）产品纯度测定
溶液配制：称取一定量产品，用蒸馏水溶解后配制成100 mL溶液。
滴定分析：量取25.00 mL过氧化脲溶液至锥形瓶中，加入一定量稀硫酸，用准确浓度的KMnO4溶液滴定至微红色，记录滴定体积，计算纯度。
回答下列问题：
（1）过滤中使用到的玻璃仪器有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（写出两种即可）。
（2）过氧化脲的产率为　　　　　　。
5.某研究小组为了更准确检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量，设计实验如下：
①三颈烧瓶中加入10.00 g香菇样品和400 mL水；锥形瓶中加入125 mL水、1 mL淀粉溶液，并预加0.30 mL 0.010 00 mol·L－1 的碘标准溶液，搅拌。
②以0.2 L·min－1 流速通入氮气，再加入过量磷酸，加热并保持微沸，同时用碘标准溶液滴定，至终点时滴定消耗了1.00 mL碘标准溶液。
③做空白实验，消耗了0.10 mL碘标准溶液。
④用适量Na2SO3替代香菇样品，重复上述步骤，测得SO2的平均回收率为95％。
已知：Ka1（H3PO4）＝7.1×10－3，Ka1（H2SO3）＝1.3×10－2。
回答下列问题：
（1）装置图中仪器a、b的名称分别为　　　　　、　　　　。
（2）三颈烧瓶适宜的规格为　　　　（填字母）。
A.250 mL　　B.500 mL　　C.1 000 mL
（3）解释加入H3PO4能够生成SO2的原因：　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　。
（4）滴定管在使用前需要　　　　　　　　　、洗涤、润洗；滴定终点时溶液的颜色为　　　　；滴定反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（5）若先加磷酸再通氮气，会使测定结果　　　　（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。
（6）该样品中亚硫酸盐含量为　　　　mg·kg－1（以SO2计，结果保留三位有效数字）。
第53讲　物质组成与含量测定类综合实验
1.（1）分液漏斗　碱石灰　（2）a→g→f→b→c→e→（d）或a→g→f→c→b→e→（d）　（3）3Zn2＋＋5C＋6H2OZnCO3·2Zn（OH）2·2H2O↓＋4HC　（4）过滤速度快，固液分离完全且产品较为干燥（答到过滤速度快即可）
取最后一次洗涤液于试管中，加入盐酸酸化的氯化钡溶液，若溶液不变浑浊，说明洗涤干净　（5）取出少许煅烧后的碱式碳酸锌于试管中，加入稀酸，无气泡产生说明煅烧完全　（6）
解析：（1）由题干信息ZnO能缓慢吸收水和二氧化碳而变质可知装置C中的试剂为碱石灰。（2）在A中用H2O2与MnO2反应制得O2，将生成的O2用浓硫酸进行干燥，将干燥的O2与锌粉在加热条件反应生成ZnO，同时也要防止空气中二氧化碳和水与生成的ZnO发生缓慢反应，应连接球形干燥管，故制备ZnO正确的连接顺序是a→g→f→b→c→e→（d）或a→g→f→c→b→e→（d）。（3）由信息可知硫酸锌溶液和碳酸钠混合生成ZnCO3·2Zn（OH）2·2H2O沉淀，根据元素守恒和电荷守恒，步骤Ⅰ中发生主要反应的离子方程式为3Zn2＋＋5C＋6H2OZnCO3·2Zn（OH）2·2H2O↓＋4HC。（4）减压过滤常见优点有过滤和洗涤的速度快，固液分离完全，滤出的固体易干燥。洗涤液中含有S，可根据S与Ba2＋产生沉淀进行检验。（5）ZnCO3·2Zn（OH）2·2H2O沉淀煅烧完全则为ZnO，故可以利用碳酸根离子与氢离子的反应来判断，实验操作和现象为取出少许煅烧后的碱式碳酸锌于试管中，加入稀酸，无气泡产生说明煅烧完全。（6）由信息可知以EDTA与Zn2＋以1∶1形成螯合物为原理测定样品ZnO含量。25.00 mL待测液需要EDTA标准溶液的物质的量为10－5V mol，故250 mL待测液中含有ZnO物质的量为10－4V mol，则样品中含有ZnO质量为8.1×10－3V g，故样品纯度为％。
2.（1）不再有气泡产生时
（2）将甲装置中产生的CO2和水蒸气全部赶入乙、丙装置中
（3）D　活塞K前（或甲装置前）
（4）Co3（OH）4（CO3）2
（5）饱和碳酸氢钠溶液会降低CO2的溶解度　将b向a倾斜，使稀硫酸流入a中　不同　恢复至室温　C
解析：（4）n（H2O）＝＝0.02 mol，n（CO2）＝＝0.02 mol，由C元素守恒知，该样品的物质的量为0.01 mol，H原子的物质的量为0.04 mol，则y为4，Co元素的质量为3.65 g－0.04 mol×17 g·mol－1－0.02 mol×60 g·mol－1＝1.77 g，Co的物质的量为0.03 mol，故碱式碳酸钴的化学式为Co3（OH）4（CO3）2。（5）实验Ⅰ中应该让样品完全反应，所以引发反应时应该将稀硫酸向样品中倾斜；而实验Ⅱ中应该让稀硫酸完全反应，所以引发反应时应该将锌粒向稀硫酸中倾斜。
3.（1）4Cu＋＋O2＋4H＋4Cu2＋＋2H2O　2Cu2＋＋4I－2CuI↓＋I2　I2＋2S22I－＋S4　（2）0.9　6.05
解析：（1）在酸性环境及空气（O2）的条件下，溶液中的Cu＋发生氧化反应转化为Cu2＋，该反应的离子方程式为4Cu＋＋O2＋4H＋4Cu2＋＋2H2O；经充分除氧后，向体系中加入KI溶液，发生氧化还原反应产生非金属单质I2、沉淀CuI，该反应的离子方程式为2Cu2＋＋4I－2CuI↓＋I2；反应2产生的I2用Na2S2O3标准溶液滴定，发生反应：I2＋2S22I－＋S4。（2）实验A反应消耗S2的物质的量n（S2）＝n（Na2S2O3）＝c（Na2S2O3）V1＝0.100 0 mol·L－1×6.00 mL＝0.600 mmol；用盐酸溶解样品并在大气环境中处理后Cu＋转化为Cu2＋，Cu2＋再与I－反应，结合上述分析可得关系式：2Cu2＋～I2～2S2，假设0.129 7 g样品中＋1价Cu和＋2价Cu的物质的量分别为n（Cu＋）、n（Cu2＋），则0.129 7 g样品中n（Cu＋）＋n（Cu2＋）＝n（S2）＝0.600 mmol　①；结合已知信息可知，实验B中Cu＋直接反应变为沉淀，不参与氧化还原滴定过程，故0.129 7 g样品中n（Cu2＋）＝c（Na2S2O3）V2＝0.100 0 mol·L－1×4.20 mL＝0.420 mmol　②，由①和②得n（Cu＋）＝（0.600－0.420）mmol＝0.180 mmol，＝＝0.3＝，解得x＝0.3×3＝0.9，由化合物中各元素化合价的代数和为0可知，y＝＝6.05。
4.（1）漏斗、烧杯、玻璃棒（任意两种）　（2）50％
解析：（1）过滤时需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒。（2）根据题给数据计算可得，H2O2过量，故用尿素的量来计算理论上生成过氧化脲的量，n[CO（NH2）2]＝0.2 mol，理论上生成的过氧化脲为0.2 mol，质量为0.2 mol×94 g·mol－1＝18.8 g，过氧化脲的产率为×100％＝50％。
5.（1）（球形）冷凝管　酸式滴定管　（2）C
（3）Ka1（H3PO4）与Ka1（H2SO3）相差不大，H3PO4与亚硫酸盐反应存在平衡：H3PO4＋SHP＋H2SO3、H2SO3H2O＋SO2，加热使SO2不断逸出，促进反应向生成SO2的方向进行
（4）检查其是否漏水　蓝色　I2＋SO2＋2H2O2I－＋4H＋＋S　（5）偏低　（6）80.8
解析：（2）三颈烧瓶中加入10.00 g香菇样品和400 mL水，向其中加入H3PO4溶液的体积不超过10 mL。在加热时，三颈烧瓶中的液体体积不能超过其容积的。因此，三颈烧瓶适宜的规格为1 000 mL，选C。（3）虽然Ka1（H3PO4）＝7.1×10－3＜Ka1 （H2SO3）＝1.3×10－2，但是H3PO4为难挥发性酸，而H2SO3易分解为SO2和水，H3PO4与亚硫酸盐反应存在平衡：H3PO4＋SHP＋H2SO3、H2SO3H2O＋SO2，SO2的溶解度随着温度升高而减小，SO2逸出后，促进了化学平衡H2SO3SO2＋H2O向右移动。（4）滴定管在使用前需要检查其是否漏水、洗涤、润洗；滴定过程中，溶液中的碘单质被SO2还原为碘离子，溶液的颜色为无色，滴定至终点时，过量的半滴碘标准溶液使淀粉溶液变为蓝色且半分钟内不变色，因此，滴定终点时溶液为蓝色；滴定反应的离子方程式为I2＋SO2＋2H2O2I－＋4H＋＋S。（5）若先加磷酸再通氮气，则不能将装置中的空气及时排出，有部分亚硫酸盐和SO2被装置中的氧气氧化，碘标准溶液的消耗量将减少，因此会使测定结果偏低。（6）实验中SO2消耗的碘标准溶液的体积为0.30 mL＋1.00 mL＝1.30 mL，减去空白实验消耗的0.10 mL，则实际消耗碘标准溶液的体积为1.20 mL，根据反应I2＋SO2＋2H2O2I－＋4H＋＋S可以计算出n（SO2）＝n（I2）＝1.20 mL×10－3L·mL－1×0.010 00 mol· L－1＝1.20×10－5 mol，由于SO2的平均回收率为95％，则实际生成的n（SO2）＝≈1.263×10－5 mol，则根据S元素守恒可知，该样品中亚硫酸盐含量为≈80.8 mg·kg －1。
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第53讲　物质组成与含量测定类综合实验
1.掌握物质组成和含量测定的一般方法。 2.掌握定量测定实验的思维模型。
考点一　物质含量的测定
必备知识
1.重量分析法
（1）在重量分析中，一般首先采用适当的方法，使被测组分以单质或化合物的形式从试样中与其他组分分离。
（2）重量分析法不需要指示剂，实验的关键是准确判断反应是否完全，以及反应前后固体（或液体）质量的变化。
（3）重量分析法包括分离和称量两个过程。根据分离的方法不同，重量分析法又可分为沉淀法、挥发法、萃取法等。
（4）计算方法
采用重量分析法进行定量计算时，可根据实验中发生反应的化学方程式或原子守恒确定相关物质之间的定量关系，再结合实验数据列出关系式，并进行相关计算。
2.滴定分析法
（1）滴定分析法是将已知准确浓度的标准溶液，滴加到待测溶液中（或者将待测溶液滴加到标准溶液中），直到所加的标准溶液与待测溶液按化学计量关系定量反应完全为止，然后测量标准溶液消耗的体积，根据标准溶液的浓度和所消耗的体积，计算出待测物质的含量。
（2）实验的关键是准确量取待测溶液，根据指示剂的颜色变化确定滴定终点。
（3）根据标准溶液和待测溶液间反应类型的不同，可将滴定分析法分为四大类：中和滴定、氧化还原滴定、络合滴定和沉淀滴定。
3.气体体积法
（1）常见的量气装置
（2）量气管的读数
关键能力
1.（2024·山东高考19题）利用“燃烧—碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验装置如图所示（夹持装置略）。
实验过程如下：
①加样，将a mg样品加入管式炉内瓷舟中（瓷舟两端带有气孔且有盖），聚四氟乙烯活塞滴定管G内预装c（KIO3）∶c（KI）略小于1∶5的KIO3碱性标准溶液，吸收管F内盛有盐酸酸化的淀粉水溶液。向F内滴入适量KIO3碱性标准溶液，发生反应：KIO3＋5KI＋6HCl3I2＋6KCl＋3H2O，使溶液显浅蓝色。
②燃烧：按一定流速通入O2，一段时间后，加热并使样品燃烧。
③滴定：当F内溶液浅蓝色消退时（发生反应：SO2＋I2＋2H2OH2SO4＋2HI），立即用KIO3碱性标准溶液滴定至浅蓝色复现。随SO2不断进入F，滴定过程中溶液颜色“消退—变蓝”不断变换，直至终点。
回答下列问题：
（1）取20.00 mL 0.100 0 mol·L－1 KIO3的碱性溶液和一定量的KI固体，配制1 000 mL KIO3碱性标准溶液，下列仪器必须用到的是　　　　（填字母）。
A.玻璃棒
B.1 000 mL锥形瓶
C.500 mL容量瓶
D.胶头滴管
（2）装置B和C的作用是充分干燥O2，B中的试剂为　　　　　　。装置F中通气管末端多孔玻璃泡内置一密度小于水的磨砂浮子（见放大图），目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　。
（3）该滴定实验达终点的现象是　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　。
（4）若装置D中瓷舟未加盖，会因燃烧时产生粉尘而促进SO3的生成，粉尘在该过程中的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；若装置E冷却气体不充分，可能导致测定结果偏大，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；若滴定过程中，有少量I不经I2直接将SO2氧化成H2SO4，测定结果会　　　　（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
2.（2024·江西高考17题节选）一种可用于温度传感的红色配合物Z（），采用EDTA配位滴定法测定Ni的含量。实验步骤如下：
ⅰ.准确称取m g的配合物Z；
ⅱ.加入稀硝酸使样品完全溶解，再加入去离子水，用20％醋酸钠溶液调节pH至4～5；
ⅲ.以PAN为指示剂，用c mol·L－1EDTA标准溶液滴定，平行测定三次，平均消耗EDTA体积V mL。
已知：EDTA与Ni2＋化学计量数之比为1∶1。
（1）除了滴定管外，上述测定实验步骤中，使用的仪器有　　　　（填字母）。
（2）Ni的质量百分含量为　　　　％。
　滴定法测定物质含量的解题流程
　　理清滴定类型，快速浏览滴定过程，确定待测物与滴定试剂之间是直接滴定还是返滴定。
考点二　物质组成的测定
　 必备知识
　确定物质组成时的注意事项
（1）测定实验中要有消除干扰气体的意识
如用惰性气体将干扰气体排出，或用溶液吸收干扰气体等。
（2）测定实验中要有待测量气体全部被测量的意识
如可采取反应结束后继续向装置中通入惰性气体以使被测量气体全部被吸收剂吸收的方法。
（3）测量液体体积时，一般实验中选用适当规格的量筒，可估读到0.1 mL，准确度要求高的定量实验如中和滴定中选用滴定管，可估读到0.01 mL。
（4）气体除了量取外，还可以称量。称气体的质量时一般有两种方法：一种方法是称反应装置在放出气体前后的质量减小值；另一种方法是称吸收装置前后的质量增大值。
关键能力
　某浅绿色晶体X[x（NH4）2SO4·yFeSO4·zH2O]在分析化学中常用作还原剂。为确定其组成，某小组同学进行如下实验：
Ⅰ.N含量的测定
采用蒸馏法，蒸馏的装置如图所示。
相关的实验步骤如下：
①准确称取58.80 g晶体X，加水溶解后，将溶液注入三颈烧瓶中；
②准确量取50.00 mL 3.030 mol·L－1 H2SO4溶液于锥形瓶中；
③向三颈烧瓶中加入足量NaOH溶液，通入氮气，加热，蒸氨结束后取下锥形瓶；
④用0.120 mol·L－1的NaOH标准溶液滴定锥形瓶中过量的硫酸，滴定终点时消耗25.00 mL NaOH标准溶液。
（1）仪器M的名称为　　　　　　。
（2）步骤③中，通入N2是为了防止反应　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（写化学方程式）的发生，蒸氨结束后，为了减少实验误差，还需要对直形冷凝管进行“处理”，“处理”的操作方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　。
（3）步骤④中，若振荡时锥形瓶中有液体溅出，则所测得n（N）的值将　　　（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
Ⅱ.S含量的测定
采用重量分析法，实验步骤如下：
①另准确称取58.80 g晶体X于烧杯中，加水溶解，边搅拌边加入过量的BaCl2溶液；
②将得到的浊液用无灰滤纸（灰分质量很小，可忽略）过滤，洗涤沉淀3～4次；
③用滤纸包裹好沉淀取出，灼烧滤纸包至滤纸完全灰化；
④继续灼烧沉淀至恒重，称量，得沉淀质量为69.90 g。
（4）步骤①中，判断BaCl2溶液已过量的实验操作和现象是　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　。
（5）步骤②中，采用冷水洗涤沉淀，其主要目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　。
（6）结合实验Ⅰ、Ⅱ通过计算得出晶体X的化学式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　。
1.（2025·湖北高考18题）某小组在探究Cu2＋的还原产物组成及其形态过程中，观察到的实验现象与理论预测有差异。根据实验描述，回答下列问题：
（1）向2 mL 10％ NaOH溶液加入5滴5％ CuSO4溶液，振荡后加入2 mL 10％葡萄糖溶液，加热。
①反应产生的砖红色沉淀为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（写化学式），葡萄糖表现出　　　　（填“氧化”或“还原”）性。
②操作时，没有加入葡萄糖溶液就加热，有黑色沉淀生成。用化学反应方程式说明该沉淀产生的原因：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　。
（2）向20 mL 0.5 mol·L－1 CuSO4溶液中加入Zn粉使蓝色完全褪去，再加入盐酸并加热至溶液中无气泡产生为止。过滤得固体，洗涤并真空干燥。
①加入盐酸的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②同学甲一次性加入1.18 g Zn粉，得到0.78 g红棕色固体，其组成是　　　　（填字母）。
a.Cu　　　　　　 b.Cu包裹Zn
c.CuO d.Cu和Cu2O
③同学乙搅拌下分批加入1.18 g Zn粉，得到黑色粉末X。分析结果表明，X中不含Zn和Cu（Ⅰ）。关于X的组成提出了三种可能性：ⅠCuO；ⅡCuO和Cu；ⅢCu，开展了下面2个探究实验：
由实验结果可知，X的组成是　　　　（填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）。从物质形态角度分析，X为黑色的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　。
2.（2025·陕晋青宁高考15题节选）某实验室制备糖精钴[Co（Sac）2（H2O）4]·xH2O，并测定其结晶水含量。
已知：Sac－表示糖精根离子，其摩尔质量为182 g·mol－1；EDTA和Co2＋形成1∶1配合物。
准确称取m g糖精钴产品于锥形瓶中，加蒸馏水，加热溶解，再加入缓冲溶液和指示剂，在50～60 ℃下，用c mol·L－1的EDTA标准溶液滴定。
回答下列问题：
（1）下列操作的正确顺序为　　　　（用字母排序）。
a.用标准溶液润洗滴定管
b.加入标准溶液至“0”刻度以上2～3 mL处
c.检查滴定管是否漏水并清洗
d.赶出气泡，调节液面，准确记录读数
（2）滴定终点时消耗标准溶液V mL，则产品[Co（Sac）2（H2O）4]·xH2O中x的测定值为　　　　（用含m、c、V的代数式表示）；若滴定前滴定管尖嘴处无气泡，滴定后有气泡，会导致x的测定值　　　　（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。
3.（2024·安徽高考16题节选）测定铁矿石中铁含量的传统方法是SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7滴定法。研究小组用该方法测定质量为a g的某赤铁矿试样中的铁含量。
【配制溶液】
①c mol·L－1 K2Cr2O7标准溶液。
②SnCl2溶液：称取6 g SnCl2·2H2O溶于20 mL浓盐酸，加水至100 mL，加入少量锡粒。
【测定含量】按图所示（加热装置略去）操作步骤进行实验。
已知：氯化铁受热易升华；室温时HgCl2可将Sn2＋氧化为Sn4＋，难以氧化Fe2＋；Cr2可被Fe2＋还原为Cr3＋。
回答下列问题：
（1）步骤Ⅲ中，若未“立即滴定”，则会导致测定的铁含量　　　　（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（2）若消耗c mol·L－1 K2Cr2O7标准溶液V mL，则a g试样中Fe的质量分数为　　　　（用含a、c、V的代数式表示）。
（3）SnCl2-TiCl3-KMnO4滴定法也可测定铁的含量，其主要原理是利用SnCl2和TiCl3将铁矿石试样中Fe3＋还原为Fe2＋，再用KMnO4标准溶液滴定。
从环保角度分析，该方法相比于SnCl2-HgCl2-K2Cr2O7滴定法的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　。
第53讲　物质组成与含量测定类综合实验
考点一
关键能力
1.（1）AD　（2）浓硫酸　防止倒吸　（3）当加入最后半滴KIO3碱性标准溶液后，溶液由无色突变为蓝色且30 s内不变色　（4）作催化剂　通入F的气体温度过高，导致部分I2升华　不变
解析：（1）配制1 000 mL KIO3碱性标准溶液（稀释了50倍后KIO3的浓度为0.002 0 mol·L－1），需要用碱式滴定管或移液管量取20.00 mL 0.100 0 mol·L－1 KIO3的碱性溶液，需要用一定精确度的天平称量一定质量的KI固体，在烧杯中溶解KI固体，并用玻璃棒搅拌，需要用1 000 mL容量瓶配制标准溶液，并用胶头滴管定容，因此，必须用到的仪器是A、D。（2）装置B和C的作用是充分干燥O2，浓硫酸具有吸水性，因此B中的试剂为浓硫酸。装置F中磨砂浮子可起到防止倒吸的作用，因为磨砂浮子的密度小于水，若球泡内水面上升，磨砂浮子也随之上升，可以将导气管的出气口堵塞上，从而防止倒吸。（3）该滴定实验是利用过量的半滴标准溶液来指示滴定终点的，因此，达到终点的现象是当加入最后半滴KIO3碱性标准溶液后，溶液由无色突变为蓝色且30 s内不变色。（4）钢铁中硫元素燃烧生成SO2，若装置D中瓷舟未加盖，燃烧时产生粉尘促进SO3的生成，说明该过程中粉尘作催化剂；若装置E冷却气体不充分，则通入F的气体温度过高，可能导致部分I2升华，从而可能导致测定结果偏大；若滴定过程中，有少量I不经I2直接将SO2氧化成H2SO4，从电子转移守恒的角度分析，I得到6e－被还原为I－，仍能得到关系式：3S～3SO2～KIO3，测定结果不变。
2.（1）bcd　（2）
解析：（1）准确称取m g的配合物Z需要用到天平，加入去离子水需要用到洗瓶，用c mol·L－1 EDTA标准溶液滴定需要用到滴定管和锥形瓶。（2）n（Ni）＝n（EDTA）＝c mol·L－1×V×10－3 L＝cV×10－3 mol，则Ni的质量百分含量为×100％＝％。
考点二
关键能力
　（1）分液漏斗
（2）4Fe（OH）2＋O2＋2H2O4Fe（OH）3　用蒸馏水冲洗冷凝管内通道2～3次，将洗涤液注入锥形瓶中　（3）偏大　（4）待浊液分层后，向上层清液中加入1～2滴BaCl2溶液，若无白色浑浊出现，则说明BaCl2溶液已过量
（5）尽可能减少沉淀的溶解损失，减小实验误差
（6）（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O
解析：（3）步骤④中，若振荡时锥形瓶中有液体溅出，消耗NaOH的量减少，则锥形瓶内溶液中剩余硫酸的量减少，与氨气反应的硫酸的量增多，造成所测n（N）的值偏大。（6）过量的H＋的物质的量为0.120 mol·L－1×0.025 L＝0.003 mol，与NH3反应的H＋的物质的量为3.030 mol·L－1×0.05 L×2－0.003 mol＝0.3 mol，即n（N）＝0.3 mol；69.90 g沉淀为BaSO4，则n（S）＝＝0.3 mol；利用电荷守恒得n（N）＋2n（Fe2＋）＝2n（S），得n（Fe2＋）＝0.15 mol；再利用质量守恒得m（H2O）＝58.80 g－m（N）－m（S）－m（Fe2＋）＝16.2 g，则n（H2O）＝0.9 mol，故n（N）∶n（Fe2＋）∶n（S）∶n（H2O）＝2∶1∶2∶6，晶体X的化学式为（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O。
【真题演练】
1. （1）①Cu2O　还原　②Cu（OH）2CuO＋H2O　（2）①除去过量的锌粉　②b　③Ⅲ　固体颗粒小
解析：（1）①新制氢氧化铜与葡萄糖中的醛基反应产生的砖红色沉淀为Cu2O，Cu被葡萄糖从＋2价还原为＋1价，葡萄糖表现出还原性。②没有加入葡萄糖溶液就加热，Cu（OH）2分解生成黑色沉淀CuO：Cu（OH）2CuO＋H2O。（2）①由题干加入盐酸并加热至溶液中无气泡产生为止可知加入盐酸的作用是除去过量的锌粉；②先加Zn粉、后加盐酸，得到固体为红棕色，则一定有Cu（Cu2O和HCl发生歧化反应生成Cu），20 mL 0.5 mol·L－1 CuSO4中n（Cu2＋）＝0.5 mol·L－1×20 mL＝0.01 mol，Cu的最大质量为0.64 g，生成Cu2O的最大质量为0.72 g，实际固体质量为0.78 g；若只有Cu，则固体质量应小于等于0.64 g，a不符题意；若是Cu包裹Zn，则0.64 g＜固体质量＜1.18 g，b符合题意；若是CuO，则不可能为红棕色，c不符题意；若是Cu和Cu2O，固体质量应介于0.64 g～0.72 g之间，d不符题意。③实验1得到的溶液呈无色，说明一定无CuO，那么X的组成只能是Cu，选Ⅲ；从物质形态角度分析，X为黑色的原因是金属固体Cu呈粉末状时，光线进入后被多次反射吸收，所以呈黑色。
2.（1）c→a→b→d　（2）（或－27.5）　偏高
解析：（1）将c mol·L－1的EDTA标准溶液装入滴定管进行滴定操作时，需先检查滴定管是否漏水，滴定管确定可用后用水清洗，然后用标准溶液润洗滴定管，防止标准溶液被稀释，之后加入标准溶液至“0”刻度以上2～3 mL处，最后赶出气泡，调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下，准确记录初始读数。故顺序是c→a→b→d。（2）根据“EDTA和Co2＋形成1∶1配合物”可知，n{[Co（Sac）2（H2O）4]·xH2O}＝n（EDTA）＝c mol·L－1×V×10－3 L＝cV×10－3 mol＝，解得x＝＝－27.5。若滴定前滴定管尖嘴处无气泡，滴定后有气泡，则滴定终点时读数偏小，读取的消耗标准溶液的体积偏小，结合x的计算式可知，V偏小会导致x的测定值偏高。
3.（1）偏小　（2）％　（3）不存在重金属汞、铬的污染
解析：（1）步骤Ⅲ中，若未“立即滴定”，会导致部分Fe2＋被空气中的O2氧化，则滴定时消耗K2Cr2O7标准溶液的体积偏小，从而导致测定的铁含量偏小。（2）滴定时发生反应：6Fe2＋＋Cr2＋14H＋6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O，根据关系式：6Fe2＋～Cr2，计算出铁矿石中铁的含量为×100％＝％。（3）从环保角度看，SnCl2-TiCl3-KMnO4滴定法不存在重金属汞、铬的污染。
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