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第77讲　以物质组成或含量测定为载体的综合实验
复习要求　1.掌握物质组成或含量测定的一般方法；2.掌握定量测定实验的思维模型；3.能正确选用实验装置，掌握控制实验条件的方法；4.能预测或描述实验现象、分析或处理实验数据、得出合理结论。
考点一　物质含量的测定
【知识梳理】
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、配位滴定和沉淀滴定。
3.气体体积法
(1)通过测量反应生成气体的体积进行定量分析的方法，实验的关键是准确测量生成气体的体积。
(2)测气体体积的方法分为直接测量法和间接测量法
直接测量法 将气体通入带有刻度的容器中，直接读取气体的体积。根据所用测量仪器的不同，直接测量法可分为倒置量筒法和滴定管法两种
间接测量法 利用气体将液体(通常为水)排出，通过测量所排出液体的体积从而得到气体体积。常用的测量装置为用导管连接的装满液体的广口瓶和空量筒。排水法收集气体时，要保证“短进长出”
【知能通关】
1.(2025·河南卷)某研究小组设计了如下实验测定某药用硫黄中硫的含量，其中硫转化的总反应为S＋2OH－＋3H2O2===S＋4H2O。
主要实验步骤如下:
Ⅰ.如图所示，准确称取m g细粉状药用硫黄于①中，并准确加入V1 mL KOH乙醇溶液(过量)，加入适量蒸馏水，搅拌，加热回流。待样品完全溶解后，蒸馏除去乙醇。
Ⅱ.室温下向①中加入适量蒸馏水，搅拌下缓慢滴加足量30% H2O2溶液，加热至100 ℃，保持20 min，冷却至室温。
Ⅲ.将①中溶液全部转移至锥形瓶中，加入2滴甲基橙指示剂，用c mol·L－1 HCl标准溶液滴定至终点，消耗HCl溶液体积为V2 mL。
Ⅳ.不加入硫黄，重复步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ做空白实验，消耗HCl标准溶液体积为V3 mL。计算样品中硫的质量分数。
Ⅴ.平行测定三次，计算硫含量的平均值。
回答下列问题:
(1)仪器①的名称是____________；②的名称是____________。
(2)步骤Ⅰ中，乙醇的作用是________________。
(3)步骤Ⅰ中，样品完全溶解后，必须蒸馏除去乙醇的原因是____________________________。
(4)步骤Ⅱ中不宜采用水浴加热的原因是_______________________________。
步骤Ⅱ结束后，若要检验反应后溶液中的S，实验操作是________________。
(5)步骤Ⅲ中，判断滴定达到终点的现象为________________。
(6)单次样品测定中硫的质量分数可表示为________(写出计算式)。
答案　(1)圆底烧瓶　球形冷凝管
(2)作溶剂，溶解硫黄　(3)防止乙醇被过氧化氢氧化，干扰后续滴定　(4)水浴加热不能持续保持100 ℃　取少量溶液于试管中，先加入足量盐酸酸化，再加入氯化钡溶液，若有白色沉淀生成，则溶液中含有S，反之不含S　(5)加入最后半滴HCl标准溶液，溶液恰好由黄色变为橙色，且半分钟内颜色不恢复　(6)×100%
解析　(1)由图中仪器构造特点可知，仪器①的名称是圆底烧瓶，仪器②的名称是球形冷凝管。(2)由于S难溶于水，微溶于乙醇，故步骤Ⅰ中乙醇的作用是作溶剂，溶解硫黄。(3)由于过氧化氢能将乙醇氧化，干扰后续滴定，故步骤Ⅰ中，样品完全溶解后必须蒸馏除去乙醇。(4)由于水浴加热不能持续保持100 ℃，故步骤Ⅱ中不宜采用水浴加热。步骤Ⅱ结束后，若要检验反应后溶液中的S，实验操作是取少量溶液于试管中，先加入足量盐酸酸化，再加入氯化钡溶液，若有白色沉淀生成，则溶液中含有S，反之不含S。(5)步骤Ⅲ中是用盐酸标准溶液滴定溶液中过量的碱，指示剂为甲基橙，故判断滴定达到终点的现象为加入最后半滴HCl标准溶液，溶液恰好由黄色变为橙色，且半分钟内颜色不恢复。(6)不加入硫黄进行步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ做空白实验，消耗HCl标准溶液体积为V3 mL，由此可知，起始加入的n(KOH)＝cV3×10－3 mol。加入硫黄进行步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ操作，用c mol·L－1 HCl标准溶液滴定至终点，消耗HCl标准溶液体积为V2 mL，由此可知，与S反应后剩余的KOH的物质的量为cV2×10－3 mol，故与单质硫反应消耗的KOH的物质的量为c(V3－V2)×10－3 mol，结合题中所给的离子方程式可知，样品中硫的物质的量为 mol，故单次样品测定中硫的质量分数可表示为×100%。
2.(2024·江西卷)一种可用于温度传感的红色配合物Z，其制备实验步骤及传感原理如图(反应物均按化学计量数之比进行投料):
(1)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消解，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－1 EDTA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________(填标号)。
②Ni的质量百分含量为________%。
(2)利用上述配合物的变色原理(温差约10 ℃时，颜色有明显变化)，设计一种实用温度传感装置_______________________________。
答案　(1)①bcd　②
(2)具有温度指示功能的水杯，水杯外壁涂有配合物W(含少量丙酮)并以透明材料密封，附有比色卡。水温可通过所示颜色与比色卡对比大致判断，从而确定是否适合饮用
解析　(1)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。②n(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cV×10－3 mol×59 g·mol－1÷m g×100%＝%。(2)可结合配合物颜色随温度变化的原理设计温度传感装置。
考点二　物质组成的测定
【知识梳理】
1.测定物质组成的注意事项
(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)测定实验中要有被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)测定实验中要有“数据”的采集处理意识
①称量固体质量时，中学一般用托盘天平，可估读到0.1 g，精确度要求高的实验中可以用分析天平或电子天平。
②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。
③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。
2.物质组成计算的常用方法
类型 解题方法
确定物质 化学式的 计算 ①根据题给信息，计算出有关物质的物质的量。②根据电荷守恒，确定出未知离子的物质的量。③根据质量守恒，确定出结晶水的物质的量。④各粒子的物质的量之比即为物质化学式的下标比
多步滴定 计算 复杂的滴定可分为两类 ①连续滴定法:第一步滴定反应生成的产物，还可以继续参加第二步的滴定。根据第二步滴定的消耗量，可计算出第一步滴定的反应物的量。 ②返滴定法:第一步用的滴定剂是过量的，第二步再用另一物质返滴定过量的滴定剂。根据第一步加入的滴定剂减去第二步过量的滴定剂，即可得出第一步所求物质的量
【知能通关】
1.(2023·全国乙卷)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题:
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中，先____________，而后将已称重的U型管c、d与石英管连接，检查____________。依次点燃煤气灯________，进行实验。
(2)O2的作用有________________，CuO的作用是_______________(举1例，用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是________、________(填标号)。c和d中的试剂不可调换，理由是_________________________________。
A.CaCl2 B.NaCl
C.碱石灰(CaO＋NaOH) D.Na2SO3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后，应进行操作:________________。 取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.023 6 g，实验结束后，c管增重0.010 8 g，d管增重0.035 2 g。质谱测得该有机物的相对分子量为118，其分子式为________。
答案　(1)通入O2排除石英管中的空气　装置气密性　b、a
(2)排除装置中空气，氧化有机物，将生成的CO2和H2O赶入c和d装置中完全吸收　CO＋CuOCu＋CO2
(3)A　C　碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳
(4)关闭煤气灯，待c管和d管冷至室温，停止通入O2
(5)C4H6O4
解析　(1)实验前，应先通入O2排除石英管中的空气，防止石英管中空气中含有的CO2和水蒸气对实验产生干扰，而后将U型管c、d与石英管连接，检查装置气密性，随后先点燃b处酒精灯后点燃a处酒精灯，保证当a处发生反应时产生的CO能被CuO反应生成CO2；(2)O2可排除装置中空气，同时作为反应物氧化有机物使其生成CO2和H2O，还可以将生成的CO2和H2O赶入c和d装置中使其被完全吸收。有机物氧化不充分时会生成CO，而CuO可将CO氧化为CO2，从而使有机物中的C元素完全被氧化；CuO的作用是氧化a处产生的CO，使CO反应为CO2，反应方程式为CO＋CuOCu＋CO2；(3)有机物燃烧后生成的CO2和H2O分别用碱石灰和无水CaCl2吸收，其中c管装有无水CaCl2，d管装有碱石灰，二者不可调换，因为碱石灰能同时吸收水蒸气和二氧化碳，影响最后分子式的确定；(4)样品反应完全后，装置内仍有残留的CO2和H2O，故应继续通入一段时间O2，将CO2和H2O赶入c、d装置中；(5)c管装有无水CaCl2，用来吸收生成的水蒸气，则增重量为水蒸气的质量，由此可以得到有机物中H元素的物质的量n(H)＝
＝0.001 2 mol；d管装有碱石灰，用来吸收生成的CO2，则增重量为CO2的质量，由此可以得到有机物中C元素的物质的量n(C)＝＝0.000 8 mol；有机物中O元素的质量为m(O)＝(0.023 6－0.001 2×1－0.000 8×12) g＝0.012 8 g，其物质的量n(O)＝＝0.000 8 mol；该有机物中C、H、O三种元素的原子个数比为0.000 8∶0.001 2∶0.000 8＝2∶3∶2；质谱测得该有机物的相对分子质量为118，则其化学式为C4H6O4。
2.(2025·浙江部分高中高三联考)柠檬酸铁铵[(NH4)3Fe(C6H5O7)2]是棕色或绿色的鳞片或粉末，易溶于水，不溶于乙醇和乙醚等有机溶剂，常用于照相业、制药工业。
实验室制得含有杂质的柠檬酸铁铵常标记为(NH4)xFey(C6H5O7)2(Fe为正三价)。将m g实验室产品分为两等份，一份在空气中充分灼烧，冷却称量得0.32 g红色固体。另一份配成250.00 mL溶液，取25.00 mL溶液于锥形瓶中，向锥形瓶中再加入足量的甲醛溶液，反应原理4N＋6HCHO===3H＋＋6H2O＋(CH2)6N4H＋、[与NaOH反应时，1 mol (CH2)6N4H＋与1 mol H＋相当]。摇匀、静置5 min后，加入1~2滴酚酞试液，用0.1 mol·L－1 NaOH标准溶液滴定至终点，消耗NaOH标准溶液的体积为16.00 mL。
(1)则x＝________。
(2)下列操作使测定的y值偏大的是___________(填标号)。
a.分成两等份时，第一份质量小于第二份的质量
b.在空气中灼烧时，产品没有完全反应就冷却、称量
c.用滴定管量取25.00 mL溶液时，先俯视、后仰视读数
d.用NaOH标准溶液滴定时，开始尖嘴有气泡，结束时无气泡
答案　(1)1.5　(2)bc
解析　(1)一份在空气中充分灼烧，冷却称量得0.32 g红色固体为Fe2O3，物质的量为0.002 mol，则Fe3＋的物质的量为0.004 mol；另一份经过一系列反应消耗氢氧化钠0.016 L×0.1 mol·L－1×10＝0.016 mol，其中Fe3＋消耗氢氧化钠0.012 mol，则(CH2)6N4H＋与H＋物质的量为0.004 mol，故N为0.004 mol，则N与Fe3＋的物质的量相等，即x＝y，有x＋3y＝6，则x＝1.5。(2)a项，分成两等份时，第一份质量小于第二份的质量，则测得的N的量偏多，Fe3＋的量偏小，y值偏小；b项，在空气中灼烧时，产品没有完全反应就冷却、称量，测得的Fe3＋的量偏大，y值偏大；c项，用滴定管量取25.00 mL溶液时，先俯视、后仰视读数，测得的N的量偏小，y值偏大；d项，用NaOH标准溶液滴定时，开始尖嘴有气泡，结束时无气泡，测得的N的量偏大，y值偏小；故选bc。
我的收获
知识建构 感悟笔记
1.方法规律:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　 　　　　　　　　　　 　 2.盲点误区:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　 　　　 　　　　　　　　 　　　
分层训练　提升考能
1.(2024·山东卷)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＋6HCl===3I2＋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＋2H2O===H2SO4＋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________(填标号)。
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_______________________________； 滴定消耗KIO3碱性标准溶液V mL，样品中硫的质量分数是________(用代数式表示)。
(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”)。
答案　(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)催化剂　通入F的气体温度过高，导致部分I2升华，从而消耗更多的KIO3碱性标准溶液　不变
解析　(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(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，需要在烧杯中溶解KI固体，溶解时要用到玻璃棒搅拌，需要用1 000 mL容量瓶配制标准溶液，需要用胶头滴管定容，因此，必须用到的是AD。(2)装置B和C的作用是充分干燥O2，浓硫酸具有吸水性，常用于干燥某些气体，因此B中的试剂为浓硫酸。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，其目的是防止倒吸，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，磨砂浮子可以作为一个磨砂玻璃塞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，该滴定实验达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；由S元素守恒及SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI、KIO3＋5KI＋6HCl===3I2＋6KCl＋3H2O可得关系式3S~3SO2~3I2~KIO3，若滴定消耗KIO3碱性标准溶液V mL，则n(KIO3)＝V×10－3 L×0.002 0 mol·L－1＝2.000 0×10－6V mol，n(S)＝3n(KIO3)＝3×2.000 0×10－6V mol＝6.000 0×10－6V mol，样品中硫的质量分数是×100%＝%。(4)若装置D中瓷舟未加盖，燃烧时产生粉尘中含有铁的氧化物，铁的氧化物能催化SO2的氧化反应从而促进SO3的生成，因此，粉尘在该过程中的作用是催化剂；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，这样就要消耗更多KIO3碱性标准溶液，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，测定结果会不变。
2.(2022·河北卷)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:(H3PO4)＝7.1×10－3，
(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________(填标号)。
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)。
答案　(1)球形冷凝管　酸式滴定管
(2)C　(3)加入H3PO4后，溶液中存在化学平衡H2SO3 SO2＋H2O，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)检漏　蓝色　I2＋SO2＋2H2O===2I－＋S＋4H＋　(5)偏低　(6)80.8
解析　由题中信息可知，检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量的原理是用过量的磷酸与其中的亚硫酸盐反应生成SO2，用氮气将SO2排入锥形瓶中被水吸收，最后用碘标准溶液滴定，测出样品中亚硫酸盐含量。(1)根据仪器a、b的结构可知，装置图中仪器a、b的名称分别为球形冷凝管和酸式滴定管；(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的体积不超过10 mL。在加热时，三颈烧瓶中的液体不能超过其容积的，因此，三颈烧瓶适宜的规格为1 000 mL，选C；(3)虽然(H3PO4)＝7.1×10－3<(H2SO3)＝1.3×10－2，但是H3PO4为难挥发性的酸，而H2SO3易分解为SO2和水，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，因此，加入H3PO4能够生成SO2的原因是:加入H3PO4后，溶液中存在化学平衡H2SO3SO2＋H2O，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验其是否漏水、洗涤、润洗；滴定前，溶液中的碘被SO2还原为碘离子，溶液的颜色为无色，滴加至终点时，过量的半滴标准碘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＋2H2O===2I－＋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，碘的标准液的消耗量将减少，因此会使测定结果偏低；(6)实验中SO2消耗的标准碘液的体积为0.30 mL＋1.00 mL＝1.30 mL，减去空白实验消耗的0.10 mL，则实际消耗标准碘液的体积为1.20 mL，根据反应I2＋SO2＋2H2O===2I－＋4H＋＋S可以计算出n(SO2)＝ n(I2)＝1.20 mL×10－3 L·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。
3.(2025·广东广州检测)测定某明矾样品(含砷酸盐)中砷的含量，实验步骤如下:
实验一:配制砷标准溶液
①取一定质量的As2O3，用NaOH溶液完全溶解后，配制成1 L Na3AsO3溶液(此溶液1.0 mL相当于0.10 g砷)。
②取一定量上述溶液，配制500 mL含砷量为1.0 g·L－1的砷标准溶液。
(1)②需取用①中Na3AsO3溶液________ mL。
实验二:测定样品中砷含量(实验装置如图，夹持装置已略去)
①向B中加入20.00 mL砷标准溶液，再依次加入一定量的盐酸、KI溶液和SnCl2溶液，室温放置10 min，使砷元素全部转化为H3AsO3。
②向B中加入足量锌粒(含有ZnS杂质)，立即塞上装有乙酸铅棉花的导气管C，并使C管右侧末端插入比色管D中银盐吸收液的液面下，控制反应温度25~40 ℃。45 min后，打开K1通入N2，生成的砷化氢气体被完全吸收，Ag＋被还原为红色胶态银。
③用明矾样品代替20.00 mL砷标准溶液进行实验，相同条件下生成相同量红色胶态银，需要5.0 g明矾样品。
(2)乙酸铅棉花的作用是________________。
(3)写出Zn与H3AsO3反应生成砷化氢的离子方程式并用单线桥表示电子转移的方向和数目:_______________________________。
(4)控制B中反应温度的方法是________________，反应中通入N2的作用是________________。
(5)明矾样品中砷的含量为________%。
答案　(1)5.0　(2)除去H2S，以免干扰D中反应
(3)　(4)水浴加热　将砷化氢气体完全带入D中，使其完全反应　(5)0.4
解析　(1)根据质量守恒，配制500 mL含砷量为1.0 g·L－1的砷标准溶液，需取用Na3AsO3溶液＝5.0 mL。(2)乙酸铅和H2S反应生成PbS沉淀，乙酸铅棉花的作用是吸收H2S。(4)控制反应温度25~40 ℃的方法是水浴加热；打开K通入N2，使生成的砷化氢气体被D中银盐完全吸收。(5)20.00 mL砷标准溶液含砷量为0.02 L×1.0 g·L－1＝0.02 g，明矾样品中砷的含量为×100%＝0.4%。
4.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形管a处，加入一定体积一定物质的量浓度的足量稀硫酸于Y形管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形管的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
答案　(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，该样品物质的量为0.01 mol，H元素物质的量为0.04 mol，则y为4，Co元素质量为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。(共58张PPT)
大单元六　有机综合和实验综合
第二单元　实验综合
第77讲　以物质组成或含量测定为载体的综合实验
1.掌握物质组成或含量测定的一般方法；2.掌握定量测定实验的思维模型；3.能正确选用实验装置，掌握控制实验条件的方法；4.能预测或描述实验现象、分析或处理实验数据、得出合理结论。
复习要求
考点一　物质含量的测定
考点二　物质组成的测定
目
录
CONTENTS
分层训练　提升考能
考点一
物质含量的测定
知识梳理
知能通关
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、配位滴定和沉淀滴定。
3.气体体积法
(1)通过测量反应生成气体的体积进行定量分析的方法，实验的关键是准确测量生成气体的体积。
(2)测气体体积的方法分为直接测量法和间接测量法
直接测量法 将气体通入带有刻度的容器中，直接读取气体的体积。根据所用测量仪器的不同，直接测量法可分为倒置量筒法和滴定管法两种
间接测量法 利用气体将液体(通常为水)排出，通过测量所排出液体的体积从而得到气体体积。常用的测量装置为用导管连接的装满液体的广口瓶和空量筒。排水法收集气体时，要保证“短进长出”
1.(2025·河南卷)某研究小组设计了如下实验测定某药用硫黄中硫的含量，其中硫转化的总反应为S+2OH-+3H2O2===S+4H2O。
主要实验步骤如下:
Ⅰ.如图所示，准确称取m g细粉状药用硫黄于①中，并准确加入V1 mL KOH乙醇溶液(过量)，加入适量蒸馏水，搅拌，加热回流。待样品完全溶解后，蒸馏除去乙醇。
Ⅱ.室温下向①中加入适量蒸馏水，搅拌下缓慢滴加足量30% H2O2溶液，加热至100 ℃，保持20 min，冷却至室温。
Ⅲ.将①中溶液全部转移至锥形瓶中，加入2滴甲基橙指示剂，用c mol·L-1 HCl标准溶液滴定至终点，消耗HCl溶液体积为V2 mL。
Ⅳ.不加入硫黄，重复步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ做空白实验，消耗HCl标准溶液体积为V3 mL。计算样品中硫的质量分数。
Ⅴ.平行测定三次，计算硫含量的平均值。
回答下列问题:
(1)仪器①的名称是____________；②的名称是____________。
(2)步骤Ⅰ中，乙醇的作用是________________。
(3)步骤Ⅰ中，样品完全溶解后，必须蒸馏除去乙醇的原因是
________________________________________。
(4)步骤Ⅱ中不宜采用水浴加热的原因是_______________________________。
步骤Ⅱ结束后，若要检验反应后溶液中的S，实验操作是
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
圆底烧瓶
球形冷凝管
作溶剂，溶解硫黄
防止乙醇被过氧化氢氧化，干扰后续滴定
水浴加热不能持续保持100 ℃
取少量溶液于试管中，先加入足量盐酸酸化，再加入氯化钡溶液，若有白色
沉淀生成，则溶液中含有S，反之不含S
解析　(1)由图中仪器构造特点可知，仪器①的名称是圆底烧瓶，仪器②的名称是球形冷凝管。(2)由于S难溶于水，微溶于乙醇，故步骤Ⅰ中乙醇的作用是作溶剂，溶解硫黄。(3)由于过氧化氢能将乙醇氧化，干扰后续滴定，故步骤Ⅰ中，样品完全溶解后必须蒸馏除去乙醇。(4)由于水浴加热不能持续保持100 ℃，故步骤Ⅱ中不宜采用水浴加热。步骤Ⅱ结束后，若要检验反应后溶液中的S，实验操作是取少量溶液于试管中，先加入足量盐酸酸化，再加入氯化钡溶液，若有白色沉淀生成，则溶液中含有S，反之不含S。
(5)步骤Ⅲ中，判断滴定达到终点的现象为_______________________________
___________________________________________________________________。
(6)单次样品测定中硫的质量分数可表示为____________________(写出计算式)。
加入最后半滴HCl标准溶液，溶液
恰好由黄色变为橙色，且半分钟内颜色不恢复
×100%
解析　(5)步骤Ⅲ中是用盐酸标准溶液滴定溶液中过量的碱，指示剂为甲基橙，故判断滴定达到终点的现象为加入最后半滴HCl标准溶液，溶液恰好由黄色变为橙色，且半分钟内颜色不恢复。(6)不加入硫黄进行步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ做空白实验，消耗HCl标准溶液体积为V3 mL，由此可知，起始加入的n(KOH)＝cV3×10-3 mol。加入硫黄进行步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ操作，用c mol·L-1 HCl标准溶液滴定至终点，消耗HCl标准溶液体积为V2 mL，由此可知，与S反应后剩余的KOH的物质的量为cV2×10-3 mol，故与单质硫反应消耗的KOH的物质的量为c(V3-V2)×10-3 mol，结合题中所给的离子方程式可知，样品中硫的物质的量为 mol，故单次样品测定中硫的质量分数可表示为×100%。
2.(2024·江西卷)一种可用于温度传感的红色配合物Z，其制备实验步骤及传感原理如图(反应物均按化学计量数之比进行投料):
(1)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消解，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-1 EDTA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________(填标号)。
②Ni的质量百分含量为________%。
(2)利用上述配合物的变色原理(温差
约10 ℃时，颜色有明显变化)，设计
一种实用温度传感装置
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
bcd
具有温度指示功能的水杯，水杯外壁涂有配合物W(含少量丙酮)并以透明材料
密封，附有比色卡。水温可通过所示颜色与比色卡对比大致判断，从而确定
是否适合饮用
解析　(1)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。②n(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cV×10-3 mol ×59 g·mol-1÷m g×100%＝%。(2)可结合配合物颜色随温度变化的原理设计温度传感装置。
考点二
物质组成的测定
知识梳理
知能通关
1.测定物质组成的注意事项
(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)测定实验中要有被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)测定实验中要有“数据”的采集处理意识
①称量固体质量时，中学一般用托盘天平，可估读到0.1 g，精确度要求高的实验中可以用分析天平或电子天平。
②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。
③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。
2.物质组成计算的常用方法
类型 解题方法
确定物质 化学式的 计算 ①根据题给信息，计算出有关物质的物质的量。②根据电荷守恒，确定出未知离子的物质的量。③根据质量守恒，确定出结晶水的物质的量。④各粒子的物质的量之比即为物质化学式的下标比
多步滴定 计算 复杂的滴定可分为两类
①连续滴定法:第一步滴定反应生成的产物，还可以继续参加第二步的滴定。根据第二步滴定的消耗量，可计算出第一步滴定的反应物的量。
②返滴定法:第一步用的滴定剂是过量的，第二步再用另一物质返滴定过量的滴定剂。根据第一步加入的滴定剂减去第二步过量的滴定剂，即可得出第一步所求物质的量
1.(2023·全国乙卷)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题:
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中，先___________________________，而后将已称重的U型管c、d与石英管连接，检查____________。依次点燃煤气灯________，进行实验。
通入O2排除石英管中的空气
装置气密性
b、a
解析　(1)实验前，应先通入O2排除石英管中的空气，防止石英管中空气中含有的CO2和水蒸气对实验产生干扰，而后将U型管c、d与石英管连接，检查装置气密性，随后先点燃b处酒精灯后点燃a处酒精灯，保证当a处发生反应时产生的CO能被CuO反应生成CO2；
(2)O2的作用有________________________________________________________
_____________，CuO的作用是_____________________(举1例，用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是________、________(填标号)。c和d中的试剂不可调换，理由是_________________________________。
A.CaCl2 B.NaCl
C.碱石灰(CaO+NaOH) D.Na2SO3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后，应进行操作:__________________________
_____________________。取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.023 6 g，实验结束后，c管增重0.010 8 g，d管增重0.035 2 g。质谱测得该有机物的相对分子量为118，其分子式为________。
排除装置中空气，氧化有机物，将生成的CO2和H2O赶入c和d装
置中完全吸收
A
C
碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳
关闭煤气灯，待c管和d管冷
至室温，停止通入O2
C4H6O4
(5)c管装有无水CaCl2，用来吸收生成的水蒸气，则增重量为水蒸气的质量，由此可以得到有机物中H元素的物质的量n(H)＝＝0.001 2 mol；d管装有碱石灰，用来吸收生成的CO2，则增重量为CO2的质量，由此可以得到有机物中C元素的物质的量n(C)＝＝0.000 8 mol；有机物中O元素的质量为m(O)＝(0.023 6-0.001 2×1-0.000 8×12) g＝0.012 8 g，其物质的量n(O)＝＝0.000 8 mol；该有机物中C、H、O三种元素的原子个数比为0.000 8∶0.001 2∶0.000 8＝2∶3∶2；质谱测得该有机物的相对分子质量为118，则其化学式为C4H6O4。
2.(2025·浙江部分高中高三联考)柠檬酸铁铵[(NH4)3Fe(C6H5O7)2]是棕色或绿色的鳞片或粉末，易溶于水，不溶于乙醇和乙醚等有机溶剂，常用于照相业、制药工业。
实验室制得含有杂质的柠檬酸铁铵常标记为(NH4)xFey(C6H5O7)2(Fe为正三价)。将m g实验室产品分为两等份，一份在空气中充分灼烧，冷却称量得0.32 g红色固体。另一份配成250.00 mL溶液，取25.00 mL溶液于锥形瓶中，向锥形瓶中再加入足量的甲醛溶液，反应原理4N+6HCHO===3H++6H2O+ (CH2)6N4H+、[与NaOH反应时，1 mol (CH2)6N4H+与1 mol H+相当]。摇匀、静置5 min后，加入1~2滴酚酞试液，用0.1 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定至终点，消耗NaOH标准溶液的体积为16.00 mL。
(1)则x＝________。
(2)下列操作使测定的y值偏大的是___________(填标号)。
a.分成两等份时，第一份质量小于第二份的质量
b.在空气中灼烧时，产品没有完全反应就冷却、称量
c.用滴定管量取25.00 mL溶液时，先俯视、后仰视读数
d.用NaOH标准溶液滴定时，开始尖嘴有气泡，结束时无气泡
1.5
bc
解析　(1)一份在空气中充分灼烧，冷却称量得0.32 g红色固体为Fe2O3，物质的量为0.002 mol，则Fe3+的物质的量为0.004 mol；另一份经过一系列反应消耗氢氧化钠0.016 L×0.1 mol·L-1×10＝0.016 mol，其中Fe3+消耗氢氧化钠0.012 mol，则(CH2)6N4H+与H+物质的量为0.004 mol，故N为0.004 mol，则N与Fe3+的物质的量相等，即x＝y，有x+3y＝6，则x＝1.5。(2)a项，分成两等份时，第一份质量小于第二份的质量，则测得的N的量偏多，Fe3+的量偏小，y值偏小；b项，在空气中灼烧时，产品没有完全反应就冷却、称量，测得的Fe3+的量偏大，y值偏大；c项，用滴定管量取25.00 mL溶液时，先俯视、后仰视读数，测得的N的量偏小，y值偏大；d项，用NaOH标准溶液滴定时，开始尖嘴有气泡，结束时无气泡，测得的N的量偏大，y值偏小；故选bc。
分层训练 提升考能
1.(2024·山东卷)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+6HCl===3I2+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+2H2O===H2SO4+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________(填标号)。
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________________________________________
________________________________； 滴定消耗KIO3碱性标准溶液V mL，样品中硫的质量分数是________(用代数式表示)。
AD
浓硫酸
防止倒吸
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
　%
解析　(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(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，需要在烧杯中溶解KI固体，溶解时要用到玻璃棒搅拌，需要用1 000 mL容量瓶配制标准溶液，需要用胶头滴管定容，因此，必须用到的是AD。(2)装置B和C的作用是充分干燥O2，浓硫酸具有吸水性，常用于干燥某些气体，因此B中的试剂为浓硫酸。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，其目的是防止倒吸，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，磨砂浮子可以作为一个磨砂玻璃塞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，该滴定实验达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；由S元素守恒及SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI、KIO3+5KI+ 6HCl===3I2+6KCl+3H2O可得关系式3S~3SO2~3I2~KIO3，若滴定消耗KIO3碱性标准溶液V mL，则n(KIO3)＝V×10-3 L×0.002 0 mol·L-1＝2.000 0×10-6V mol，n(S)＝3n(KIO3)＝3×2.000 0×10-6V mol＝6.000 0×10-6V mol，样品中硫的质量分数是×100%＝%。
(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”)。
催化剂
通入F的气体温度过高，导致部分I2升华，从而消耗更多的KIO3碱性标准溶液
不变
解析　(4)若装置D中瓷舟未加盖，燃烧时产生粉尘中含有铁的氧化物，铁的氧化物能催化SO2的氧化反应从而促进SO3的生成，因此，粉尘在该过程中的作用是催化剂；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，这样就要消耗更多KIO3碱性标准溶液，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，测定结果会不变。
2.(2022·河北卷)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:(H3PO4)＝7.1×10-3，(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________(填标号)。
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)。
球形冷凝管
酸式滴定管
C
加入H3PO4后，溶液中存在化学平衡
检漏
蓝色
I2+SO2+2H2O===2I-+S+4H+
偏低
80.8
解析　由题中信息可知，检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量的原理是用过量的磷酸与其中的亚硫酸盐反应生成SO2，用氮气将SO2排入锥形瓶中被水吸收，最后用碘标准溶液滴定，测出样品中亚硫酸盐含量。(1)根据仪器a、b的结构可知，装置图中仪器a、b的名称分别为球形冷凝管和酸式滴定管；(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的体积不超过10 mL。在加热时，三颈烧瓶中的液体不能超过其容积的，因此，三颈烧瓶适宜的规格为1 000 mL，选C；(3)虽然(H3PO4)＝7.1×10-3<(H2SO3)＝1.3×10-2，但是H3PO4为难挥发性的酸，而H2SO3易分解为SO2和水，SO2的溶解度随着温度升高而减小，
会使测定结果偏低；(6)实验中SO2消耗的标准碘液的体积为0.30 mL+1.00 mL＝1.30 mL，减去空白实验消耗的0.10 mL，则实际消耗标准碘液的体积为1.20 mL，根据反应I2+SO2+2H2O===2I-+4H++S可以计算出n(SO2)＝ n(I2)＝1.20 mL× 10-3 L·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。
3.(2025·广东广州检测)测定某明矾样品(含砷酸盐)中砷的含量，实验步骤如下:
实验一:配制砷标准溶液
①取一定质量的As2O3，用NaOH溶液完全溶解后，配制成1 L Na3AsO3溶液(此溶液1.0 mL相当于0.10 g砷)。
②取一定量上述溶液，配制500 mL含砷量为1.0 g·L-1的砷标准溶液。
(1)②需取用①中Na3AsO3溶液________ mL。
实验二:测定样品中砷含量(实验装置如图，
夹持装置已略去)
5.0
①向B中加入20.00 mL砷标准溶液，再依次加入一定量的盐酸、KI溶液和SnCl2溶液，室温放置10 min，使砷元素全部转化为H3AsO3。
②向B中加入足量锌粒(含有ZnS杂质)，立即塞上装有乙酸铅棉花的导气管C，并使C管右侧末端插入比色管D中银盐吸收液的液面下，控制反应温度25~40 ℃。45 min后，打开K1通入N2，生成的砷化氢气体被完全吸收，Ag+被还原为红色胶态银。
③用明矾样品代替20.00 mL砷标准溶液进行实验，相同条件下生成相同量红色胶态银，需要5.0 g明矾样品。
(2)乙酸铅棉花的作用是_____________________________。
(3)写出Zn与H3AsO3反应生成砷化氢的离子方程式并用单线桥表示电子转移的方
向和数目:____________________________________________。
(4)控制B中反应温度的方法是________________，反应中通入N2的作用是___________________________________________。
(5)明矾样品中砷的含量为________%。
除去H2S，以免干扰D中反应
水浴加热
将砷化氢气体完全带入D中，使其完全反应
0.4
解析　(1)根据质量守恒，配制500 mL含砷量为1.0 g·L-1的砷标准溶液，需取用Na3AsO3溶液＝5.0 mL。(2)乙酸铅和H2S反应生成PbS沉淀，乙酸铅棉花的作用是吸收H2S。(4)控制反应温度25~40 ℃的方法是水浴加热；打开K通入N2，使生成的砷化氢气体被D中银盐完全吸收。(5)20.00 mL砷标准溶液含砷量为0.02 L×1.0 g·L-1＝0.02 g，明矾样品中砷的含量为×100%＝0.4%。
4.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
__________________________________________________。
不再有气泡产生时
将甲装置中产生的CO2和水蒸气全部赶入乙、丙装置中
(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)。
D
活塞K前(或甲装置前)
(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__________________。
Co3(OH)4(CO3)2
解析　(4)n(H2O)＝＝0.02 mol，n(CO2)＝＝0.02 mol，由C元素守恒知，该样品物质的量为0.01 mol，H元素物质的量为0.04 mol，则y为4，Co元素质量为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)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形管a处，加入
一定体积一定物质的量浓度的足量稀硫酸于Y形管
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)。
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
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形管的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
不同
恢复至室温
C
解析　(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。
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讲
内
容
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