2027届高三化学（鲁科版）一轮复习课件第57讲 物质含量（或组成）测定和性质探究综合实验

这是一份2027届高三化学（鲁科版）一轮复习课件第57讲 物质含量（或组成）测定和性质探究综合实验，共62页。PPT课件主要包含了目录索引，学科素养•发展，必备知识•梳理，关键能力•提升，圆底烧瓶，球形冷凝管，促进硫黄的溶解，Cu2O，除去过量的Zn，铜粉颗粒小被吸收等内容，欢迎下载使用。
考点一　物质含量或组成的测定
考点二　物质性质或反应机理的实验探究
1.实验数据或物理量的测定方法
2.物质组成计算的常用方法
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 ml·L-1 HCl标准溶液滴定至终点,消耗HCl溶液的体积为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。
乙醇与H2O2混合后加热,会发生剧烈反应引发危险
加热温度达到了水的沸点,
水分蒸发过快,不易控温
(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)。 
当滴入最后半滴HCl标准溶液,锥形瓶内溶液颜色由黄色变为橙色,且在半分钟内不恢复原来的颜色
命题角度2　物质组成的测定2.(2025·湖北卷)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 ml·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:Ⅰ.CuO,Ⅱ.CuO和Cu,Ⅲ.Cu,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__________________________。 
3.(2025·陕晋青宁卷)某实验室制备糖精钴[C(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·ml-1;糖精钴的溶解度在热水中较大,在冷水中较小;丙酮沸点为56 ℃,与水互溶。CCl2·6H2O+2NaSac·2H2O══[C(Sac)2(H2O)4]·xH2O+(6-x)H2O+2NaCl(一)制备Ⅰ.称取1.0 g CCl2·6H2O,加入18 mL蒸馏水,搅拌溶解,得溶液1。Ⅱ.称取2.6 g(稍过量)糖精钠(NaSac·2H2O),加入10 mL蒸馏水,加热搅拌,得溶液2。Ⅲ.将溶液2加入接近沸腾的溶液1中,反应3分钟后停止加热,静置,冷却结晶。Ⅳ.过滤,依次用三种不同试剂洗涤晶体,晾干得产品。
回答下列问题:(1)Ⅰ和Ⅱ中除烧杯外,还需用到的玻璃仪器有____________(写出两种)。(2)Ⅲ中静置过程有少量晶体出现时,可将烧杯置于__________中,以使大量晶体析出。 (3)Ⅳ中用①丙酮、②冷水、③冷的1 % NaSac溶液洗涤晶体,正确顺序为__________(填字母)。 A.①③②　　　B.③②①　　　C.②①③(4)Ⅳ中为了确认氯离子已经洗净,取水洗时的最后一次滤液于试管中, __________ (将实验操作、现象和结论补充完整)。
向试管中先加稀硝酸、再加AgNO3溶液,若无白色沉淀产生,说明氯离子已经洗净
(5)与本实验安全注意事项有关的图标有__________(填字母)。
(二)结晶水含量测定EDTA和C2+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 ml·L-1的EDTA标准溶液滴定。(6)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
(7)滴定终点时消耗标准溶液V mL,则产品[C(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”)。 
解析:(1)Ⅰ、Ⅱ均为溶解操作,需要的玻璃仪器有烧杯、量筒和玻璃棒。(2)依据题目信息“糖精钴的溶解度在冷水中较小”知,要使大量晶体析出,可将烧杯置于冰水中冷却。(3)步骤Ⅳ是对产品进行洗涤,先用冷的1% NaSac溶液洗涤晶体,主要目的是洗去晶体附着的离子(Na+、C2+、Cl-等),再用冷水洗去NaSac等,最后用丙酮洗去表面的H2O。(4)本题实际上是考查Cl-的检验方法。(5)步骤Ⅲ中“将溶液2加入接近沸腾的溶液1中”,需要戴护目镜和防热烫;步骤Ⅳ丙酮有毒,需要洗手。(6)使用时:先检漏并用蒸馏水洗涤滴定管,然后用标准液润洗,再加入标准液,最后调节液面并记录初始体积。
考点二物质性质或反应机理的实验探究
1.研究物质性质的基本程序
2.物质性质实验方案的设计思路物质的性质→实验中的仪器、试剂和反应条件→实验步骤和操作方法→结论
3.反应机理类探究性实验的解题流程
命题角度1　物质性质的实验探究1.某小组探究H2O2的氧化性、还原性的变化规律。资料:Na2O2+2H2O══2NaOH+H2O2、2H2O2══2H2O+O2↑(1)制备H2O2:将Na2O2溶于冰水中,产生少量气泡,得溶液A。取少量A溶液,加入过量稀硫酸,得溶液B。溶解Na2O2用冰水,目的是______________。 
降低温度、减缓过氧化氢分解
H2O2-2e-══2H++O2↑
(3)探究猜想2的合理性,并分析Ⅰ中没有产生棕褐色固体的原因,设计实验如下:
ⅲ是ⅱ和ⅰ的对照实验。①X是__________。 ②a是________________,b是________________。③取ⅰ中棕褐色固体,滴加浓盐酸,加热,产生黄绿色气体。 
H2O2、H2SO4
(4)向一定浓度的H2O2溶液中加入少量MnO2,迅速产生大量气泡;随后加入H2SO4,固体溶解,气泡产生明显减弱。结合方程式解释原因: _________________________________________________________________________________________________________________________。 (5)综上,H2O2作氧化剂还是作还原剂,与_____________________________________________________等因素有关。 
其他反应物的氧化性、还原性
解析:(1)Na2O2与H2O反应放热,且H2O2受热易分解,故溶解Na2O2用冰水,可降低温度、减缓过氧化氢分解。(2)H2O2发生氧化反应时有元素化合价升高,故H2O2失去电子生成O2。猜想2中Mn2+→MnO2,Mn的化合价升高,故Mn2+有还原性,被H2O2氧化。(3)①猜想2中的反应原理是Mn2++H2O2══MnO2↓+2H+,故X是含Mn2+的盐(如MnSO4)。②根据③取ⅰ中棕褐色固体,滴加浓盐酸,加热,产生黄绿色气体可知ⅰ中产生的棕褐色固体为MnO2,结合检验H2O2时A中产生的现象可知,a是H2O2、NaOH,ⅲ是H2O2的水溶液,与ⅱ中产生的现象基本一致,故b为H2O2、H2SO4。(5)综合(2)(3)中探究可知,H2O2作氧化剂还是作还原剂,与其他反应物的氧化性、还原性以及溶液的酸碱性等因素有关。
命题角度2　反应机理的实验探究2.草酸(H2C2O4)又称为乙二酸,是一种二元中强酸,主要用作还原剂和漂白剂。将用硫酸酸化的0.2 ml·L-1 KMnO4溶液与0.5 ml·L-1草酸溶液混合,发现开始一段时间反应速率较慢,溶液褪色不明显,半分钟后,反应速率加快,溶液快速褪色。(1)已知酸性溶液中KMnO4的还原产物是Mn2+,H2C2O4的氧化产物是CO2。写出上述反应的化学方程式:_________________________________。 
5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4══10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O
Mn2+对反应有催化作用,Mn2+浓度逐渐增大,反应速率加快
该反应是放热反应,温度逐渐升高,反应速率加快
向反应液中加入少量的浓硫酸
向反应液中加入MnSO4溶液
反应开始时加热反应液
(3)草酸晶体的组成可用H2C2O4·xH2O表示。为了测定x的值,首先称取W g草酸晶体,配制成100.00 mL水溶液。取25.00 mL所配制的草酸溶液置于锥形瓶内,加入适量稀硫酸后,用浓度为a ml·L-1的KMnO4溶液滴定。①滴定过程中高锰酸钾溶液应放在__________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。 ②若滴定时消耗V mL KMnO4溶液,则草酸溶液的物质的量浓度是______ ml·L-1。 ③x=__________(用含a、V、W的代数式表示)。 
(4)已知20 ℃时H2C2O4·2H2O的溶解度是9.5 g。该温度下用H2C2O4·2H2O __________(填“能”或“不能”)配制1.0 ml·L-1草酸溶液(忽略溶解过程中溶液体积的变化)。 
解析:若要配制1.0 ml·L-1草酸溶液,则在100 g水(体积约100 mL)中大约需要溶解12.6 g H2C2O4·2H2O。而H2C2O4·2H2O在20 ℃时的溶解度仅为9.5 g,所以不能用H2C2O4·2H2O配制1.0 ml·L-1草酸溶液。
题组1　前沿模拟演练1.(2026·山东德州期中)实验室中通过NaClO与Na2[Cu(OH)4]在强碱条件下制备高铜酸钠并测定产品中铜含量的部分实验装置如图所示(夹持装置略)。已知:高铜酸钠(NaCuO2)为难溶于水的黑色固体,高温下易分解,是一种强氧化剂。在酸性环境中不稳定,生成Cu2+和O2。
(1)制备高铜酸钠①实验过程涉及如下操作,请排序:a→____________→e→粗产品。 a.打开K1,向装置C中通入Cl2b.过滤c.关闭K1d.洗涤e.干燥f.打开K2,向C中加入Na2[Cu(OH)4]溶液至出现大量棕黑色固体②B中的试剂为__________,装置C中采用冰水浴,目的是__________。 ③写出C中制备NaCuO2的化学方程式: ___________________________________________________________。 ④制备的NaCuO2中可能有少量Cu(OH)2,下列可以证明Cu(OH)2是否存在的试剂为__________ (填字母)。 A.饱和食盐水　　B.稀盐酸　　C.浓氨水
防止NaCuO2高温分解
2Na2[Cu(OH)4]+NaClO══2NaCuO2↓+NaCl+2NaOH+3H2O
解析:①打开K1,向装置丙中通入Cl2,一段时间后,关闭K1、打开K2,向C中加入Na2[Cu(OH)4]溶液至出现大量棕黑色固体,过滤、洗涤、干燥得粗产品,故顺序为a→c→f→b→d→e;②装置B中盛放的试剂是饱和氯化钠溶液,用来除去Cl2中混有的HCl气体;根据题意,NaCuO2为难溶于水的黑色固体,高温下易分解,故C装置中冰水浴的目的是防NaCuO2高温分解;③NaClO与Na2[Cu(OH)4]在强碱条件下制备NaCuO2,利用守恒原理可写出反应的化学方程式;④NaCuO2为难溶于水的黑色固体,含有少量Cu(OH)2的NaCuO2在饱和食盐水中无现象,无法证明Cu(OH)2的存在,A不符合题意;Cu(OH)2溶于盐酸得到蓝色溶液,NaCuO2在酸性环境中不稳定,生成Cu2+和O2,同样得到蓝色溶液,盐酸无法证明Cu(OH)2的存在,B不符合题意;过量浓氨水将Cu(OH)2转化为深蓝色的[Cu(NH3)4]2+,可以证明Cu(OH)2的存在,C符合题意。
(2)测定粗产品中铜的含量常温常压下取x g粗产品于锥形瓶中,加入足量稀硫酸,反应开始前量气管的读数为a mL;反应结束冷却到室温后量气管的读数为b mL。已知:常温常压下气体摩尔体积约为V L·ml-1。
粗产品中铜元素的质量分数为__________%,若反应结束后读取量气管中气体的体积时,液面左低右高,测得铜元素的质量分数__________ (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 
题组2　高考真题集训2.(2025·甘肃卷)某兴趣小组按如下流程由稀土氧化物Eu2O3和苯甲酸钠制备配合物Eu(C7H5O2)3·xH2O,并通过实验测定产品纯度和结晶水个数(杂质受热不分解)。已知Eu3+在碱性溶液中易形成Eu(OH)3沉淀。Eu(C7H5O2)3·xH2O在空气中易吸潮,加强热时分解生成Eu2O3。
(1)步骤①中,加热的目的为____________________________________。 (2)步骤②中,调节溶液pH时需搅拌并缓慢滴加NaOH溶液,目的为_______________________________; pH接近6时, 为了防止pH变化过大,还应采取的操作为_____________________________________。 (3)下图所示玻璃仪器中,配制一定物质的量浓度的苯甲酸钠溶液所需的仪器名称为_______________。 
加快反应速率,促进Eu2O3溶于稀盐酸中
防止碱性过强,形成Eu(OH)3沉淀
逐滴滴加NaOH溶液,并随时监测pH
(4)准确称取一定量产品,溶解于稀硝酸中,萃取生成的苯甲酸,蒸去有机溶剂,加入一定量的NaOH标准溶液,滴入1~2滴酚酞溶液,用HCl标准溶液滴定剩余的NaOH。滴定终点的现象为_____________________________________________________________________________________________。 实验所需的指示剂不可更换为甲基橙,原因为___________________________________________________________________________________。 
当滴入最后半滴HCl标准溶液时,溶液由浅红色变为无色,且在半分钟内不复原
甲基橙的变色范围是3.1~4.4,
若用甲基橙作为指示剂,误差较大
加热失去配合物吸潮的水
解析:(1)步骤①的目的是将Eu2O3溶解于稀盐酸中,加热的目的是加快反应速率,促进Eu2O3溶于稀盐酸中。(2)依据题干信息“Eu3+在碱性溶液中易形成Eu(OH)3沉淀”,步骤②中,调节溶液pH时需搅拌并缓慢滴加NaOH溶液,防止溶液碱性过强,形成Eu(OH)3沉淀。pH接近6时,为防止pH变化过大,还应采取的操作为逐滴滴加NaOH溶液,并随时监测pH。(3)配制一定物质的量浓度的溶液时,所需的玻璃仪器有容量瓶和烧杯等。(4)实验原理是先用过量NaOH中和苯甲酸,再用HCl标准溶液滴定剩余的NaOH。滴定终点的现象为当滴入最后半滴HCl标准溶液时,溶液由浅红色变为无色,并在半分钟内不复原。甲基橙的变色范围是3.1~4.4,而该滴定终点时溶液中含有NaCl和苯甲酸钠(呈弱碱性),若用甲基橙作为指示剂,误差较大。
3.(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 ml·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______________ 。 
当加入最后半滴KIO3碱性标准溶液后,溶液由无色变为浅蓝色后,30 s内不变色
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
解析:由题中信息可知,利用“燃烧—碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验中,将氧气经干燥、净化后通入管式炉中将钢铁中的硫氧化为SO2,然后将生成的SO2导入含碘的溶液中吸收,通过消耗KIO3碱性标准溶液的体积来测定钢铁中硫的含量。(1)取20.00 mL 0.100 0 ml·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(标准溶液中KIO3的浓度为0.002 0 ml·L-1),需要用碱式滴定管或移液管量取20.00 mL 0.100 0 ml·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。