高考化学一轮复习 第十章 第3讲 定量实验分析型实验题（含解析）

第3讲　定量实验分析型实验题
热点一　定量测定数据的方法和过程分析数据的测定方法
1．沉淀法
先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。
2．测气体体积法
对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。
量气装置的设计：
下列装置中，A是常规的量气装置，B、C、D是改进后的装置。

3．测气体质量法
将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算。
4．滴定法
即利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原反应滴定等获得相应数据后再进行相关计算。
【典例1】　下列实验方案中，不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是
(　　)
①取a克混合物充分加热，减重b克
②取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体
③取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克
④取a克混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体
⑤取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，用排水法将产生的气体收集在量筒中，读数为b升
⑥取a克混合物于锥形瓶中加适量水溶解，酚酞作指示剂，用c mol·L－1的标准盐酸滴定至终点时，消耗盐酸b升
A．②③ B．④⑤⑥
C．③⑤ D．全部
解析　取a克混合物充分加热，减重b克，根据差量法可求出NaHCO3的质量，从而求出Na2CO3的质量分数，故①正确；取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体氯化钠，列方程组即可求出，②正确；③中，取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克，由于逸出气体中含有H2O，故无法求解；④中由于二者都能与Ba(OH)2溶液反应生成BaCO3沉淀，由Na2CO3→BaCO3、NaHCO3→BaCO3的转化关系，列方程组即可求出混合物中Na2CO3的质量分数，④正确；⑤中由于少量CO2溶于水，无法测定Na2CO3、NaHCO3产生CO2的总体积，⑤不正确；⑥中用酚酞作指示剂，达到滴定终点时，Na2CO3恰好转化为NaHCO3，NaHCO3与盐酸未反应，根据Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3可计算出Na2CO3的质量，⑥正确。
答案　C
【典例2】　碳酸镁晶须是一种新型的吸波隐形材料中的增强材料。
(1)合成该物质的步骤如下：
步骤1：配制0.5 mol·L－1 MgSO4溶液和0.5 mol·L－1 NH4HCO3溶液。
步骤2：用量筒量取500 mL NH4HCO3溶液于1 000 mL四口烧瓶中，开启搅拌器，温度控制在50 ℃。
步骤3：将250 mL MgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中，1 min内滴加完后，用氨水调节溶液pH到9.5。
步骤4：放置1 h后，过滤，洗涤。
步骤5：在40 ℃的真空干燥箱中干燥10 h，得碳酸镁晶须产品(MgCO3·nH2O　n＝1～5)。
回答下列问题：
①步骤3中加氨水后的离子方程式
________________________________________________________________________。
②步骤4为加快过滤速度，常用
________________________________________________________________________(填过滤方法)。

(2)测定合成的MgCO3·nH2O中的n值。
称量1.000 g碳酸镁晶须，放入右图所示的广口瓶中，加入适量水，滴入稀硫酸与晶须反应，生成的CO2被NaOH溶液吸收，在室温下反应4～5 h，反应后期将温度升到30 ℃，最后的烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定，测得CO2的总量；重复上述操作2次。
①图中气球的作用是
________________________________________________________________________
__________________________。
②上述反应后期要升温到30 ℃，主要目的是
________________________________________________________________________
____________________。
③设3次实验测得每1.000 g碳酸镁晶须产生的CO2平均值为a mol，则n值为________________________(用含a的表达式表示)。
(3)称取100 g上述晶须产品进行热重分析，热重曲线如下图。则该条件下合成的晶须中，n＝____________(选填：1、2、3、4、5)。

答案　(1)①Mg2＋＋NH3·H2O＋HCO===MgCO3↓＋NH＋H2O　②减压过滤(或抽滤)
(2)①暂时储存CO2，有利于CO2被NaOH溶液吸收，且能保持装置中压强相对稳定　②升高温度气体的溶解度减小，使溶解在水中的CO2逸出，便于吸收完全
③(1－84a)/18a
(3)1
解析　(1)①加入氨水促进HCO的电离，适当增大CO的浓度。②加快过滤的方法只能是减压过滤。
(2)①开始产生的CO2速率大于NaOH溶液吸收CO2的速率，气球逐渐胀大，暂时储存CO2，避免产生的CO2使内部压强过大，造成气体泄漏；后期CO2被NaOH吸收时，气球逐渐变小。②使溶解在水中的CO2逸出，便于吸收。
③找出关系：MgCO3·nH2O～CO2
84＋18n 1
1 a
得n＝(1－84a)/18a
(3)从图中看，剩余质量为82.3 g时，减少的质量为失去的结晶水的质量；剩余39.5 g时， 减少的质量为分解出的CO2的质量，列式：100×18n/(84＋18n)＝100－82.3
得n＝1。

1．为测试一铁片中铁元素的含量，某课外活动小组提出下面两种方案并进行了实验(以下数据为多次平行实验测定结果的平均值)：
方案一：将a g铁片完全溶解于过量稀硫酸中，测得生成氢气的体积为580 mL(标准状况)；
方案二：将 g铁片完全溶解于过量稀硫酸中，将反应后得到的溶液用0.020 00 mol·L－1的KMnO4溶液滴定，达到终点时消耗了25.00 mL KMnO4溶液。
请回答下列问题：
(1)配平下面的化学方程式：
KMnO4＋FeSO4＋H2SO4===Fe2(SO4)3＋MnSO4＋K2SO4＋H2O
(2)在滴定实验中不能选择________式滴定管，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(3)根据方案一和方案二测定的结果计算，铁片中铁的质量分数依次为________和________；
(4)若排除实验仪器和操作的影响因素，试对上述两种方案测定结果的准确性做出判断和分析。
①方案一________(填“准确”、“不准确”或“不一定准确”)，理由是________________________________________________________________________；
②方案二________(填“准确”、“不准确”或“不一定准确”)，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)2　10　8　5　2　1　8
(2)碱酸性　KMnO4是强氧化剂，会腐蚀胶管
(3)　
(4)①不一定准确　如果铁片中存在与稀硫酸反应并能生成氢气的其他金属，会导致结果偏高；如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解、但不产生氢气的铁的氧化物，会导致结果偏低；如果上述情况均不存在，则结果准确
②不一定准确　如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其他金属，生成的金属离子在酸性 溶液中能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏高；如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的铁 的氧化物，生成的Fe3＋在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏低；如果上述情况均不存在，则结果准确
解析　(1)分析该氧化还原反应的化合价，找出化合价发生变化的各元素，利用化合价的升降相等，配平化学方程式：
→SO4　SO4→ (SO4)3
(2)由于酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管的胶管，因此不能选择碱式滴定管。
(3)根据方案一中的测量结果计算：
n(Fe)＝n(H2)＝
因此m(Fe)＝ mol×56 g·mol－1＝1.45 g
故铁片中铁的质量分数为；
根据方案二中的测定结果计算：
根据(1)中反应方程式：
2KMnO4～10FeSO4～10Fe
n(Fe)＝5n(KMnO4)
＝5×0.02 mol·L－1×0.025 L
＝0.002 5 mol
铁片中铁的质量分数为
＝。
(4)①方案一不一定准确，因为不能确定Fe片中是否含有和稀硫酸反应放出H2的杂质，若有则测定结果偏高。
②方案二是利用Fe2＋消耗KMnO4的物质的量的多少，求出Fe的质量分数，而铁片中是否含有和酸性KMnO4溶液反应的杂质也不能确定，另外铁片中若有＋3价的Fe的杂质，用KMnO4也测定不出来。因此方案二也不一定准确。
2．铝镁合金是飞机制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的同学，为测定某含镁3%～5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计了下列两种不同实验方案进行探究。填写下列空白：
[方案一]
[实验方案]　将铝镁合金与足量NaOH溶液反应，测定剩余固体质量。
实验中发生反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
[实验步骤]
(1)称取10.8 g铝镁合金粉末样品，溶于体积为V、物质的量浓度为4.0 mol·L－1的NaOH溶液中，充分反应。则NaOH溶液的体积V≥__________mL。
(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将
______________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
[方案二]
[实验方案]　将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体的体积。
[实验步骤]
(1)同学们拟选用下列实验装置完成实验：

你认为最简易的装置其连接顺序是A接(　)(　)接(　)(　)接(　)(填接口字母，可不填满)。

(2)仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。于是他们设计了如图所示的实验装置。
①装置中导管a的作用是
________________________________________________________________________。
②实验前后量气管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL，则产生氢气的体积为__________mL。
③若需确定产生氢气的量，还需测定的数据是
________________________________________________________________________。
答案　方案一：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(1)97　(2)偏高
方案二：(1)E　D　G
(2)①使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下；滴入锥形瓶的稀硫酸的体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差　②(V1－V2)　③实验时的温度和压强
解析　方案一：将铝镁合金与足量NaOH溶液反应，镁不和NaOH溶液反应，铝发生反应：2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。
(1)假设合金中镁的质量分数最少为3%，则10.8 g铝镁合金粉末样品中含有铝10.476 g，其物质的量是0.388 mol，根据反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑知，需要n(NaOH)＝n(Al)＝0.388 mol，V(NaOH)＝0.388 mol/4.0 mol·L－1＝0.097 L。
(2)过滤后，金属镁的表面会沾有其他离子，如果没有洗涤，称量后的固体的质量将大于镁的实际质量，所测得镁的质量分数将偏高。
方案二：
(1)很明显，该同学采用排水法来测量产生氢气的体积，故A应连接E，D连接G。(最后读数时要调节广口瓶和量筒中的液面高度，F接口的导管太短)。(2)①用导管a连接后，滴入锥形瓶的稀硫酸的体积等于进入分液漏斗的气体体积，从而消除由于加入稀硫酸引起的氢气体积误差。②量气管的0刻度在上，故产生氢气的体积为(V1－V2) mL。③若需确定产生氢气的量，还需知道实验时的温度和压强。
热点二　实验数据的处理与分析实验数据统计与整理的一般方法
1．数据的表格化

项目1
项目2
项目3
项目4…
1




2




3




(1)根据实验原理确定应记录的项目：所测的物理量。
(2)应注意数据的有效数字及单位和必要的注释。
(3)设计的表格要便于数据的查找、比较，便于数据的计算和进一步处理，便于反映数据间的联系。
2．数据的图像化
图像化是用直线图或曲线图对化学实验结果加以处理的一种简明化形式。它适用于一个量的变化引起另一个量的变化的情况。图像化的最大特点是鲜明、直观、简单、明了。
【典例】　[2012·广东理综，31(1)(2)(3)]碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50 mol·L－1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L－1 K2S2O8、0.10 mol·L－1 Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知：S2O＋2I－===2SO＋I2 (慢)
I2＋2S2O===2I－＋S4O (快)
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的________________耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色，S2O与S2O初始的物质的量需满足的关系为n(S2O)∶n(S2O)________________。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
实验序号
体积V/mL
K2S2O8溶液
水
KI溶液
Na2S2O3溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
Vx
4.0
4.0
2.0
表中Vx＝______________，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知某条件下，浓度c(S2O)～反应时间t的变化曲线如图所示，若保持其他条件不变，请在坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O)～t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。

解析　解答本题时，要围绕实验目的(探究反应条件对化学反应速率的影响)进行分析与处理。
(1)淀粉溶液遇I2显蓝色，溶液由无色变为蓝色时，溶液中有I2，说明Na2S2O3消耗尽。为确保能观察到蓝色，溶液中Na2S2O3要耗尽。由题给离子反应可得关系式：S2O～I2～2S2O，则有n(S2O)∶n(S2O)<2∶1时，能观察到蓝色。
(2)实验的目的是探究K2S2O8溶液的浓度对化学反应速率的影响，故应保证每组实验中其他物质的浓度相等，即溶液的总体积相等(即为20.0 mL)，从而可知Vx＝2.0。

(3)降低温度时，化学反应速率减慢，c(S2O)变化减慢。加入催化剂时，化学反应速率加快，c(S2O)变化加快，c(S2O)～t的变化曲线如图所示。
答案　(1)Na2S2O3　<2　(2)2.0　保证反应物K2S2O8的浓度改变，而其他物质的浓度不变
(3)如图所示


题组一　实验数据的筛选与取舍
1．某样品是由碳酸钠与氯化钠组成的固体混合物，现欲测定样品中碳酸钠的质量分数。
某同学称取10.00 g样品，配成1 000 mL溶液，用______(填仪器名称)量取25.00 mL放入锥形瓶中，加入甲基橙作指示剂，用0.150 0 mol·L－1标准盐酸溶液滴定至终点，平行测定三次，有关实验数据记录如下表，则样品中碳酸钠的质量分数为__________。
实验编号
待测液体积(mL)
标准液体积(mL)
滴定前读数
终点时读数
1
25.00
0.00
30.02
2
25.00
0.20
33.80
3
25.00
1.40
31.38
答案　碱式滴定管(或25 mL移液管)　95.40%
解析　碳酸钠溶液呈碱性，应选用碱式滴定管(或25 mL移液管)。第2组测定体积为离群值，应舍去，用1、3组求体积的平均值。
＝＝30.00 mL，依据方程式：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，n(Na2CO3)＝××0.150 0 mol·L－1×30×10－3 L＝0.09 mol，所以w(Na2CO3)＝×100%＝95.40%。
2．[2011·新课标全国卷，26(1)(2)]0.80 g CuSO4·5H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。

请回答下列问题：
(1)试确定200 ℃时固体物质的化学式
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
(要求写出推断过程)。
(2)取270 ℃所得样品，于570 ℃灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为________________________；把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为________，其存在的最高温度是________。
答案　(1)CuSO4·H2O
CuSO4·5H2OCuSO4·(5－n)H2O＋nH2O
　 250　　　　　　　　　　　　　　18n
　 0.80 g0.80 g－0.57 g＝0.23 g
可列式：＝，求得n≈4,200 ℃时产物为CuSO4·H2O晶体。
(2)CuSO4CuO＋SO3↑　CuSO4·5H2O　102 ℃
解析　(1)分析CuSO4·5H2O受热脱水过程的热重曲线可知，200 ℃时和113 ℃时的产物相同，可根据113 ℃时样品质量确定脱水产物，设113 ℃时产物为CuSO4·(5－n)H2O，则有
CuSO4·5H2OCuSO4·(5－n)H2O＋nH2O
　 250　　　　　　　　　　　　　　　18n
　 0.80 g0.80 g－0.57 g＝0.23 g
可列式：＝，求得n≈4,200 ℃时产物为CuSO4·H2O晶体。
(2)根据灼烧产物是黑色粉末可知分解生成CuO，则具有氧化性的另一产物为SO3，所以灼烧时反应方程式为CuSO4CuO＋SO3↑，CuO溶于稀硫酸得CuSO4溶液，结晶时又生成CuSO4·5H2O，由脱水过程的热重曲线可知其存在的最高温度为102 ℃。
题组二　实验数据的合理组合
3．现有一份CuO和Cu2O的混合物，用H2还原法测定其中的CuO质量x g，实验中可以测定以下数据：①W：混合物的质量(g)、②W(H2O)：生成水的质量(g)、③W(Cu)：生成Cu的质量(g)、④V(H2)：标准状况下消耗H2的体积(L)。
(已知摩尔质量：Cu：64 g·mol－1、CuO：80 g·mol－1、Cu2O：144 g·mol－1、H2O：18 g·mol－1)
(1)为了计算x至少需要测定上述4个数据中的________个，这几个数据的组合共有________种。请将这些组合一一填入下列空格中。
说明：①选用W、W(H2O)、W(Cu)、V(H2)表示，不必列出具体算式。
②每个空格中填一种组合，有几种组合就填几种，不必填满。


(2)从上述组合中选出一个含W的求x的计算式：
________________________________________________________________________。
(3)以上数据组合中易于取得的一组是
________________________________________________________________________。
答案　(1)2　5
W、W(H2O)
W、W(Cu)
W、V(H2)
W(H2O)、W(Cu)
W(Cu)、V(H2)



(2)可从以下三组中任选一组
①＋＝
②＋＝
③＋＝
(3)W和W(Cu)
解析　本题是考查学生根据实验试题的要求，设计实验方案的能力及数据处理能力，而且本题是数学知识与化学结合的一个题目。本题想解决的是CuO和Cu2O二元混合物的质量组成，要通过列二元一次方程组的方法求解，所以需要获得两个数据。将题中所给数据进行排列组合，有下列6种组合。
W、W(H2O)
W、W(Cu)
W、V(H2)
W(H2O)、W(Cu)
W(H2O)、V(H2)
W(Cu)、W(H2)


在6种组合中不难看出V(H2)、W(H2O)一组不能成立，因为这一组仅与氧元素有关而与铜元素无关，不能形成两个有效的二元一次方程，无法求出CuO和Cu2O的量，所以实际只有5组数据组合是合理的。但在这5种组合中，结合氢气要过量的特点，W(H2)这一数据在获得上有一定的困难。测W(H2O)易受空气中的水及CO2的干扰，并且装置复杂，数据合理，但不简易。W及W(Cu)在获取上是最容易且可靠的。
4．在0 ℃、1.01×105 Pa时进行下列实验：甲、乙、丙三位同学各取30.0 mL同浓度的盐酸，加入相同组成的镁铝合金粉末，测定产生气体的体积，有关数据列表如下：
实验序号
甲
乙
丙
合金质量(mg)
510
765
918
气体体积(mL)
560
672
672
试求：(1)盐酸的物质的量浓度是多少？
(2)合金中各成分的质量分数。
答案　(1)2.0 mol·L－1
(2)Mg的质量分数为47.1%，Al的质量分数为52.9%
解析　依据表格数据可知，甲同学实验盐酸过量。乙、丙实验中合金过量，盐酸完全反应。
(1)按乙、丙中产生氢气的体积计算n(HCl)
2HCl　　～　　H2
n(HCl)＝2×＝0.06 mol
c(HCl)＝＝2.0 mol·L－1
(2)甲中盐酸过量，合金完全反应
用甲组数据计算：n(H2)＝＝0.025 mol
设合金中Mg、Al的物质的量分别为x、y
Mg～H2　　　Al～H2
x x y y
，解得
w(Mg)＝×100%＝47.1%
w(Al)＝×100%＝52.9%

　定量化学实验数据的加工处理策略
实验所得的数据，可分为有用、有效数据，正确、合理数据，错误、无效数据，及无用、多余数据等。能从大量的实验数据中找出有用、有效、正确、合理的数据是实验数据分析处理题的一个重要能力考查点，也是近年来命题变化的一个重要方向。
对实验数据筛选的一般方法和思路为“五看”：一看数据是否符合测量仪器的精度特点，如用托盘天平测得的质量的精度为0.1 g，若精度值超过了这个范围，说明所得数据是无效的；二看数据是否在误差允许范围内，若所得的数据明显超出误差允许范围，要舍去；三看反应是否完全，是否是过量反应物作用下所得的数据，只有完全反应时所得的数据，才能进行有效处理和应用；四看所得数据的测试环境是否一致，特别是气体体积数据，只有在温度、压强一致的情况下才能进行比较、运算；五看数据测量过程是否规范、合理，错误和违反测量规则的数据需要舍去。
(1)表格型题的解题要点在于通过审题，获取有用信息，然后对表格中数据进行比较分析，依据物质的性质、变化规律进行解答。
(2)直角坐标系题的解题要点在于解题时要求学生首先弄清楚自变量和因变量到底是什么，注意理解起点、终点、转折点的含义。然后根据所学知识分析概念、图像、数值三者之间的关系。
练出高分
1．(2013·南平适应性检测)某化学兴趣小组用如图装置进行“市售锌粒和硫酸反应制取氢气的条件选择”的探究：当B中的化学反应趋于平稳后，每间隔一分钟收集一次氢气。不同条件下，每分钟收集到氢气的体积如下表：

实验序号
硫酸浓度
饱和硫酸铜溶液体积/mL
B中反应达到平稳的时间/min
第1分钟收集氢气体积/mL
第2分钟收集氢气体积/mL
第3分钟收集氢气体积/mL
……
1
20%
0
5.4
6.1
11.9
13.7
……
2
20%
0.5
2.5
23.9
32.1
33.5
……
3
30%
0.5
1.1
60.7
89.9
90.1
……
4
a%
3.0
0.8
55.7
66.0
61.4
……
请回答：
(1)关闭K2、打开K1，观察到________，说明B反应达到平稳。
(2)实验1、2是对比探究实验，分析上表，说明该对比探究实验的目的是________________________________________________________________________。
(3)细口瓶C的容积为V (mL)，为了使加入的锌(质量b g)不浪费，在C中还留有2/5体积的水时，则V＝________[用含b的代数关系式表示，气体摩尔体积是Vm(mL·mol－1)]。
(4)实验4是探究饱和硫酸铜溶液的体积对实验的影响，a值应为________(填选项)。
A．20 B．30 C．27 D．40
(5)分析上表，市售锌粒和硫酸反应制取氢气的条件应该选择实验________(填实验序号)。
(6)从实验后的废液中回收皓矾(ZnSO4·7H2O)所需的实验操作步骤是________、蒸发浓缩、 __________、过滤、洗涤、晾干。
(7)查资料得知：Cu＋＋Cl－===CuCl↓。湿法冶锌工艺中，硫酸锌溶液中常含有少量的氯离子，往其中加硫酸铜溶液和金属锌，可除去氯离子，其离子反应方程式是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)A中冒出均匀(或连续)的气泡
(2)滴加0.5 mL的饱和硫酸铜溶液对生成氢气速率的影响(或其他合理答案)　(3)bVm/39(或0.025 6bVm)
(4)B　(5)3　(6)过滤　冷却结晶
(7)Zn＋2Cu2＋＋2Cl－===2CuCl↓＋Zn2＋
解析　(1)装置B中硫酸与锌反应制备氢气，关闭K2，打开K1，则生成的氢气进入装置A中，当烧杯中逸出的气泡均匀时表明B生成氢气的反应达到平稳。(3)Zn与硫酸反应制备氢气的化学方程式中，Zn和H2的计量系数相同，故b g÷65 g·mol－1＝V÷Vm，即V＝bVm/39。(4)对比实验2、实验3和实验4的第1分钟、第2分钟、第3分钟收集的气体，相同时间内实验4收集的气体比实验2多，但比实验3少。为了测定饱和硫酸铜溶液的体积对实验的影响，需要固定硫酸的浓度，该硫酸浓度应为30%。(5)实验3反应速率最大，故应该选择实验3的条件。(6)反应后的废液中往往含有不溶解的物质，故先过滤，除去不溶物，然后蒸发浓缩、冷却结晶，再过滤、洗涤、晾干即得皓矾。
2．某课外活动小组设计了以下实验方案验证Ag与浓HNO3反应的过程中可能产生NO。其实验流程图如下：

(1)测定硝酸的物质的量反应结束后，从下图B装置中所得100 mL溶液中取出25.00 mL溶液，用0.1 mol·L－1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示剂，滴定前后的滴定管中液面的位置如右上图所示。
在B容器中生成硝酸的物质的量为__________，则Ag与浓硝酸反应过程中生成的NO2的物质的量为____________。

(2)测定NO的体积
①从上图所示的装置中，你认为应选用________装置进行Ag与浓硝酸反应实验，选用的理由是
________________________________________________________________________。
②选用上图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置，其合理的连接顺序是__________________(填各导管口编号)。
③在读取量筒内液体体积之前，应进行的操作________________________________________________________________________。
(3)气体成分分析
若实验测得NO的体积为112.0 mL(已折算到标准状况)，则Ag与浓硝酸反应的过程中________(填“有”或“没有”)NO产生，作此判断的依据是________________________________________________________________________。
答案　(1)0.008 mol　0.012 mol
(2)①A　因为A装置可以通入N2将装置中的空气排尽，防止NO被空气中O2氧化　②123547　③液体冷却到室温，并使集气瓶和量筒内液面相平
(3)有　因为NO2与水反应生成的NO的体积小于收集到的NO的体积
解析　本题根据Ag和浓HNO3反应原理，考查了酸碱中和滴定及气体成分的分析方法。
(1)根据图示消耗NaOH溶液的体积为20.00 mL，n(HNO3)＝20.00×10－3 L×0.1 mol·L－1×4＝0.008 mol。n(NO2)＝×3＝0.012 mol。
(2)装置A可以利用N2排尽装置内的气体，防止NO被氧化，所以选用装置A。
其装置顺序为A→B→C→E，为了减少误差，在读取NO体积时，一是要冷却到室温；二是量筒内液面应和集气瓶内液面相平。
(3)根据
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
0．012 mol 0.004 mol
V(NO)＝0.004 mol×22.4 L·mol－1＝0.089 6 L<0.112 L，所以有NO产生。
3．目前流行的关于生命起源假设的理论认为，生命起源于约40亿年前的古洋底的热液环境，这种环境系统中普遍存在铁硫簇结构，如Fe2S2、Fe4S4、Fe8S7等，这些铁硫簇结构参与了生命起源的相关反应。某化学兴趣小组在研究某铁硫簇结构的组成时，设计了下列实验。
【实验Ⅰ】　确定硫的质量：

按图连接装置，检查好装置的气密性后，在硬质玻璃管A中放入1.0 g铁硫簇结构(含有部分不反应的杂质)，在试管B中加入50 mL 0.100 mol·L－1的酸性KMnO4溶液，在试管C中加入品红溶液。通入空气并加热，发现固体逐渐转变为红棕色。待固体完全转化后，将B中溶液转移至250 mL 容量瓶，洗涤试管B后定容。取25.00 mL该溶液用0.01 mol·L－1的草酸(H2C2O4)溶液滴定剩余的KMnO4。记录数据如下：
滴定次数
待测溶液体积/mL
草酸溶液体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
1
25.00
1.50
23.70
2
25.00
1.02
26.03
3
25.00
0.00
24.99
相关反应：①2MnO＋2H2O＋5SO2===2Mn2＋＋5SO＋4H＋
②2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
【实验Ⅱ】　确定铁的质量：
将实验Ⅰ硬质玻璃管A中的残留固体加入稀盐酸中，充分搅拌后过滤，在滤液中加入足量的NaOH溶液，过滤后取滤渣，经充分灼烧得0.6 g固体。
试回答下列问题：
(1)判断滴定终点的方法是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)试管C中品红溶液的作用是
________________________________________________________________________。
有同学提出，撤去C装置对实验没有影响，你的看法是________(选填“同意”或“不同意”)，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)根据实验Ⅰ和实验Ⅱ中的数据可确定该铁硫簇结构的化学式为
________________________________________________________________________。
【问题探究】　滴定过程中，细心的小明发现该KMnO4溶液颜色褪去的速率较平常滴定时要快得多。为研究速率加快的原因，小明继续进行了下列实验，实验数据如下表：
编号
温度/℃
酸化的H2C2O4溶液/mL
KMnO4溶液/mL
溶液褪色时间/s
1
25
5.0
2.0
40
2
25
5.0(另加少量可溶于水的MnSO4粉末)
2.0
4
3
60
5.0
2.0
25
(4)分析上述数据，滴定过程中反应速率较快的一种可能原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)当滴入最后一滴草酸溶液时，锥形瓶中溶液由浅红色变为无色，且半分钟内不变化
(2)验证SO2是否被酸性KMnO4溶液完全吸收　同意　当B中溶液颜色不变化，即可证明SO2已被酸性KMnO4溶液完全吸收
(3)Fe3S4
(4)Mn2＋对反应起到催化作用(或反应放热使温度升高)，加快反应速率
解析　(3)第1次滴定时H2C2O4溶液体积误差较大，舍去，第2、3次取平均值，V(H2C2O4)＝25.00 mL。与H2C2O4反应的KMnO4的物质的量为0.01 mol·L－1×0.025 L×＝0.000 1 mol，与SO2反应的KMnO4的物质的量为0.05 L×0.100 mol·L－1－10×0.000 1 mol＝0.004 mol，n(SO2)＝0.004 mol×＝0.01 mol，n(S)＝0.01 mol；0.6 g 固体为Fe2O3，n(Fe)＝×2 mol＝0.007 5 mol，＝＝，所以该铁硫簇结构的化学式为Fe3S4。(4)对比实验1、2知，Mn2＋可使反应速率加快；对比实验1、3知，温度升高，反应速率加快。
4．手持技术又称掌上技术，是由数据采集器、传感器和配套的软件组成的定量采集各种常见数据并能与计算机连接的实验技术系统。某研究小组利用手持技术，获得8.34 g FeSO4·7H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如下图所示。

请回答下列问题：
(1)试确定78 ℃时固体物质M的化学式：
________________________________________________________________________。
(2)取适量380 ℃时所得的样品P，隔绝空气加热至650 ℃，得到一种固体物质Q，同时有两种无色气体生成且两种气体的组成元素相同，摩尔质量相差16，写出该反应的化学方程式： ________________________________________________________。
(3)某兴趣小组用如图所示装置设计实验，验证(2)中生成的气态物质，并测定已分解的P的质量(不考虑装置内空气的影响)。

①试剂X的名称是__________________。
②按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：c→__________________。
③充分反应后，利用装置Ⅲ中圆底烧瓶内混合物测定已分解的P的质量，其操作步骤为，第一步：向圆底烧瓶中逐滴加入氯化钡溶液，直至沉淀完全；第二步：过滤混合物，在过滤器上将沉淀洗净后，烘干并冷却至室温，称重；第三步：继续烘干、冷却并称量直至连续两次称量的质量差不超过0.1 g为止。若最终得到沉淀的质量为W g，则已分解的P的质量为________ g(填计算式)。
④上述测得已分解的P的质量比实际分解质量要小，原因是_______________________________________________________。
答案　(1)FeSO4·4H2O
(2)2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑
(3)①品红溶液(或酸性高锰酸钾溶液)(其他合理答案均可)
②a→b→f→e→d
③(其他合理答案均可)
④实验装置中仍有一部分气体残留
解析　根据图中所给数据可以计算出78 ℃及380 ℃时的固体产物分别为FeSO4·4H2O和FeSO4。实验设计部分的解题关键是要弄清楚实验原理、目的，并根据二氧化硫、三氧化硫的有关性质进行解题。