2026高三化学（人教版）一轮复习试题　第十六章　第73练　以物质含量或组成测定为主的综合实验（含答案）

这是一份2026高三化学（人教版）一轮复习试题　第十六章　第73练　以物质含量或组成测定为主的综合实验（含答案），共8页。
Ⅰ.测定绿矾中结晶水含量
为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管(带两端开关K1和K2)(设为装置A)称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为m2 g。按如图连接好装置进行实验。
(1)将下列实验操作步骤正确排序________→________→________→________→c→e(填字母)；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3 g。
a．点燃酒精灯，加热
b．熄灭酒精灯
c．关闭K1和K2
d．打开K1和K2，缓缓通入N2
e．称量A
f．冷却至室温
(2)根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x＝______________(列式表示)。
Ⅱ.探究绿矾的热分解产物
该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略)。
(3)在实验过程中，观察到A中固体变红棕色，B中的现象：__________________________；
C中试纸的颜色变化是___________________________________________________________。
(4)D中有白色沉淀生成，该沉淀的化学式为_________________________________________
______________。有同学认为还应该增加一个实验，取D中沉淀，加入一定量的盐酸以确定其组成，从而确定FeSO4·xH2O的分解产物，你认为是否必要？______(填“是”或“否”)，请说明你的理由：_______________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
Ⅲ.测定绿矾热分解时的温度与剩余固体质量关系
(5)将8.34 g FeSO4·7H2O样品隔绝空气加热脱水，其热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示。已知M(FeSO4·7H2O)＝278 g·ml－1，在100 ℃时，M的化学式为______________
_______________________________________________________________________________。
2．检验甲醛含量的方法有很多，其中银-Ferrzine法灵敏度较高。测定原理为甲醛把氧化银还原成Ag，产生的Ag与Fe3＋定量反应生成Fe2＋，Fe2＋与菲洛嗪(Ferrzine)形成有色配合物，通过测定吸光度计算出甲醛的含量。某学习小组类比此原理设计如下装置测定新装修居室内空气中甲醛的含量(夹持装置略去)。
已知：甲醛和银氨溶液反应生成单质银和CO2，氮化镁与水反应放出NH3，毛细管内径不超过1 mm。
请回答下列问题：
(1)A装置中反应的化学方程式为___________________________________________________
_______________________________________________________________________________，
用饱和食盐水代替水制备NH3的原因是_____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)B中装有AgNO3溶液，仪器B的名称为__________________。
(3)银氨溶液的制备。关闭K1、K2，打开K3，打开__________________________，使饱和食盐水慢慢滴入圆底烧瓶中，当观察到B中__________________________，停止通NH3。
(4)室内空气中甲醛含量的测定。
①用热水浴加热B，打开K1，将滑动隔板慢慢由最右端抽到最左端，吸入1 L室内空气，关闭K1；后续操作是______________________________________________________________
_______________________________________________________________________________；
再重复上述操作3次。毛细管的作用是_____________________________________________
_______________________________________________________________________________。
②向上述B中充分反应后的溶液中加入稀硫酸调节溶液pH＝1，再加入足量Fe2(SO4)3溶液，充分反应后立即加入菲洛嗪，Fe2＋与菲洛嗪形成有色物质，在562 nm处测定吸光度，测得生成1.12 mg Fe2＋，空气中甲醛的含量为__________mg·L－1。
3．碱式碳酸钴[Cx(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：
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
4．(2020·天津，15)为测定CuSO4溶液的浓度，甲、乙两同学设计了两个方案。回答下列问题：
Ⅰ.甲方案
实验原理：CuSO4＋BaCl2===BaSO4↓＋CuCl2
实验步骤：
(1)判断SOeq \\al(2－,4)沉淀完全的操作为___________________________________________________
______________________________________________________________________________。
(2)步骤②判断沉淀是否洗净所选用的试剂为______________________。
(3)步骤③灼烧时盛装样品的仪器名称为____________________________________________。
(4)固体质量为w g，则c(CuSO4)＝__________________________________________ml·L－1。
(5)若步骤①从烧杯中转移沉淀时未洗涤烧杯，则测得c(CuSO4)__________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
Ⅱ.乙方案
实验原理：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
实验步骤：
①按图安装装置(夹持仪器略去)
②……
③在仪器A、B、C、D、E中加入图示的试剂
④调整D、E中两液面相平，使D中液面保持在0或略低于0刻度位置，读数并记录
⑤将CuSO4溶液滴入A中搅拌，反应完成后，再滴加稀硫酸至体系不再有气体产生
⑥待体系恢复到室温，移动E管，保持D、E中两液面相平，读数并记录
⑦处理数据
(6)步骤②为____________________。
(7)步骤⑥需保证体系恢复到室温的原因是__________________________________(填序号)。
a．反应热受温度影响
b．气体密度受温度影响
c．反应速率受温度影响
(8)Zn粉质量为a g，若测得H2体积为b mL，已知实验条件下ρ(H2)＝d g·L－1，则c(CuSO4)＝_____________________________________________________________________ ml·L－1
(列出计算表达式)。
(9)若步骤⑥E管液面高于D管，未调液面即读数，则测得c(CuSO4)__________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(10)是否能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度：__________(填“是”或“否”)。
第73练 以物质含量或组成测定为主的综合实验
1．(1)d a b f (2)eq \f(76m2－m3,9m3－m1) (3)固体由白色变为蓝色 由蓝色变为红色 (4)BaSO4、BaSO3 否 铁元素的化合价升高，则必有硫元素的化合价降低，根据原子守恒和得失电子守恒可知，只有一部分硫元素的化合价降低，则进入D中的气体为SO3和SO2 (5)FeSO4·4H2O
解析 (1)测定晶体中结晶水含量时，需先排尽装置内的空气，再加热，依据固体颜色改变确定结晶水全部失去后，停止加热、冷却称量，则实验操作步骤正确排序为d→a→b→f→c→e。(2)根据实验记录，绿矾晶体的质量为(m2－m1)g，结晶水的质量为(m2－m3)g，硫酸亚铁的质量为(m3－m1)g，则绿矾化学式中结晶水数目x＝eq \f(76m2－m3,9m3－m1)。(3)在实验过程中，无水硫酸铜吸收水，生成硫酸铜晶体，观察到B中的现象：固体由白色变为蓝色；SO3、SO2都是酸性气体，则C中试纸的颜色变化是由蓝色变为红色。(4)SO3、SO2都能与Ba(OH)2溶液反应，则D中有白色沉淀生成，该沉淀的化学式为BaSO4、BaSO3。(5)n(FeSO4·7H2O)＝eq \f(8.34 g,278 g·ml－1)＝0.03 ml，m(FeSO4)＝0.03 ml×152 g·ml－1＝4.56 g，则在100 ℃时，FeSO4·7H2O 只失去部分结晶水，此时M的摩尔质量为eq \f(6.72 g,0.03 ml)＝224 g·ml－1，设化学式为FeSO4·xH2O，则152＋18x＝224，x＝4，M的化学式为FeSO4·4H2O。
2．(1)Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑ 饱和食盐水可减缓生成氨气的速率
(2)三颈烧瓶
(3)分液漏斗的活塞与旋塞 沉淀恰好完全溶解时
(4)①打开K2，缓慢推动可滑动隔板，将气体全部推出，再关闭K2 减小气体的通入速率，使空气中的甲醛气体被完全吸收 ②0.037 5
解析 在仪器A中Mg3N2与H2O反应产生Mg(OH)2和NH3，NH3通入AgNO3溶液中首先产生AgOH白色沉淀，当氨气过量时，反应产生[Ag(NH3)2]OH，然后向溶液中通入甲醛，水浴加热，发生银镜反应产生单质Ag和CO2气体，产生的Ag与加入的Fe3＋定量反应生成Fe2＋，Fe2＋与菲洛嗪形成有色物质，在562 nm处测定吸光度，测得生成1.12 mg Fe2＋，据此结合反应过程中电子守恒，可计算室内空气中甲醛的含量。
(4)②甲醛和银氨溶液加热反应生成银，银具有还原性，被Fe3＋氧化，结合甲醛被氧化为CO2，[Ag(NH3)2]OH被还原为银，甲醛中碳元素化合价由0价升高为＋4价，银由＋1价降低为0价，生成的银又被铁离子氧化，铁离子被还原为亚铁离子，生成亚铁离子1.12 mg，则n(Fe)＝eq \f(1.12×10－3 g,56 g·ml－1)＝2×10－5 ml，设消耗甲醛的物质的量为x，则4x＝2×10－5 ml，x＝5×10－6 ml，因实验进行了4次操作，所以测得1 L空气中甲醛的含量为1.25×10－6 ml，空气中甲醛的含量为eq \f(1.25×10－6 ml×30 g·ml－1×103 mg·g－1,1 L)＝0.037 5 mg·L－1。
3．(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)C3(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)＝eq \f(0.36 g,18 g·ml－1)＝0.02 ml，n(CO2)＝eq \f(0.88 g,44 g·ml－1)＝0.02 ml，由C元素守恒知，该样品物质的量为0.01 ml，H元素物质的量为0.04 ml，则y为4，C元素质量为3.65 g－0.04 ml×17 g·ml－1－0.02 ml×60 g·ml－1＝1.77 g，C的物质的量为0.03 ml，故碱式碳酸钴的化学式为C3(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。
4．(1)向上层清液中(或取上层清液少许于试管中)继续滴加BaCl2溶液，无白色沉淀生成，则SOeq \\al(2－,4)已沉淀完全
(2)AgNO3溶液 (3)坩埚 (4)eq \f(40w,233) (5)偏低
(6)检查装置气密性 (7)b
(8)eq \f(\f(a,65)－\f(bd×10－3,2),25.00×10－3) (9)偏高 (10)否
解析 (2)BaSO4沉淀表面附着的离子是Cu2＋、Ba2＋和Cl－，可向洗涤液中加入AgNO3溶液，若没有沉淀生成，则证明BaSO4沉淀已洗净。
(3)步骤③灼烧的是BaSO4固体，灼烧固体选择的仪器是坩埚。
(4)BaSO4的质量为w g，BaSO4的物质的量为eq \f(w,233) ml，由化学方程式：CuSO4＋BaCl2===BaSO4↓＋CuCl2可知，CuSO4的物质的量等于BaSO4的物质的量，所以CuSO4溶液的浓度为c(CuSO4)＝eq \f(\f(w,233) ml,0.025 L)＝eq \f(40w,233) ml·L－1。
(5)若步骤①中，转移沉淀时未洗涤烧杯，会造成BaSO4沉淀的质量减少，所以使测得的c(CuSO4)偏低。
(7)步骤⑥中保证体系恢复到室温的原因是气体密度受温度影响较大，温度过高或过低都会造成气体密度的改变。
(8)Zn粉的物质的量为eq \f(a,65) ml，反应产生H2的物质的量为eq \f(d g·L－1×b×10－3 L,2 g·ml－1)＝eq \f(bd×10－3,2) ml，由Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑知，与H2SO4反应的Zn的物质的量等于产生H2的物质的量，为eq \f(bd×10－3,2) ml，与CuSO4反应消耗的Zn的物质的量为(eq \f(a,65)－eq \f(bd×10－3,2)) ml，由化学方程式Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu可知，与CuSO4反应消耗的Zn的物质的量等于CuSO4的物质的量，所以c(CuSO4)＝eq \f(\f(a,65)－\f(bd×10－3,2),25.00×10－3) ml·L－1。
(9)若步骤⑥E管液面高于D管，则D管内气体压强高于外界大气压，造成气体体积b的数值偏小，由c(CuSO4)＝eq \f(\f(a,65)－\f(bd×10－3,2),25.00×10－3) ml·L－1可知，c(CuSO4)会偏高。
(10)因为Zn和MgSO4溶液不反应，所以不能用同样的装置和方法测定MgSO4溶液的浓度。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