专题18 《定量实验》专题训练--2022年高考化学二轮复习专题冲刺(上海专用)
展开高考化学《定量实验》专题训练
1.实验室测定胆矾结晶水含量,不需要的仪器和用品是( A)
A.蒸发皿 B.电子天平 C.研钵 D.干燥器
2.(双选)晶体结晶水含量测定选用胆矾而不选用其它结晶水合物(如FeSO4·7H2O、Na2SO4·10H2O等),原因可能是( CD)
A.胆矾价廉 B.胆矾较其它结晶水合物更易失去结晶水
C.胆矾失水后有较明显的颜色变化,便于观察 D.CuSO4不易在空气中被氧化
【解析】A、演示实验中选择试剂主要考虑操作是否简单,现象是否明显,性质是否稳定等方面,试剂的价格不是主要考虑的元素,所以选用胆矾的原因不是胆矾价廉,故A错误;
B、加热含有结晶水的晶体,一般都容易失去结晶水,所以选用胆矾的原因不是胆矾较其它结晶水合物更易失去结晶水,故B错误;
C、硫酸铜是白色固体,含有结晶水的硫酸铜是蓝色固体,所以胆矾失水后有较明显的颜色变化,便于观察,而Na2SO4•10H2O加热前后颜色没有变化,故C正确;
D、硫酸铜比较稳定,不容易被氧化,便于通过质量差计算结晶水的质量,而硫酸亚铁在空气中容易被氧化,影响测量结晶水含量,故D正确。故选CD。
3.不考虑平行实验,测定硫酸铜晶体中结晶水含量的实验中,称量次数至少要( B )
A.3次 B.4次 C.5次 D.6次
解:测定硫酸铜晶体中结晶水含量的实验中,称量次数至少要进行4次。这4次分别是称量坩埚的质量、坩埚加上样品硫酸铜晶体的质量、充分加热并冷却后坩埚和固体的总质量、再次加热并冷却后坩埚和固体的总质量。
4.测定Cu(NO3)2·nH2O的结晶水含量,下列方案中肯定不可行的是( )
A.称量样品→加热→冷却→称量CuO
B.称量样品→加热→冷却→称量Cu(NO3)2
C.称量样品→加热→用已知质量的无水氯化钙吸收水蒸气并称量
D.称量样品→加NaOH→过滤→加热→冷却→称量CuO
解:Cu(NO3)2受热易分解,其分解反应为:2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑。
A.称量样品→加热→冷却→称量CuO,根据硝酸铜分解的方程式以及氧化铜的质量可测定Cu(NO3)2·nH2O的结晶水含量,故A正确;
B.因硝酸铜易分解,称量样品→加热无法恰好使结晶水合物恰好分解为硝酸铜,故B错误;
C.称量样品→加热→用已知质量的无水氯化钙吸收水蒸气并称量,根据水的质量以及结晶水合物的质量可以求解,故C正确;
D.称量样品→加NaOH将硝酸铜转化为氢氧化铜,→过滤→加热氢氧化铜分解生成氧化铜→冷却→称量CuO,根据铜原子守恒求解无水硝酸铜的质量,据此求解结晶水含量,故D正确;
故答案为B。
5.下列实验操作会引起测定结果偏高的是( A)
A.测定硫酸铜晶体中结晶水含量时,加热时由于温度过高,晶体部分变成黑色粉末
B.测定硫酸铜晶体中结晶水含量时,将盛试样的坩埚放在桌上自行冷却
C.中和滴定往锥形瓶中加入待测液后,再加入少量蒸馏水稀释
D.待测液的滴定管用水洗后,未用待测液润洗2~3次
解:A. 测定硫酸铜晶体中结晶水含量时,加热时由于温度过高,晶体部分变成黑色粉末,是因为硫酸铜分解生成了氧化铜,使得结晶水的质量偏大,测定结果偏高,故A正确;B. 测定硫酸铜晶体中结晶水含量时,将盛试样的坩埚放在桌上自行冷却,会吸收空气中的水蒸气,使得结晶水的质量偏少,测定结果偏低,故B错误;C. 中和滴定往锥形瓶中加入待测液后,再加入少量蒸馏水稀释,锥形瓶中溶质的量不变,对实验结果无影响,故C错误;D. 待测液的滴定管用水洗后,没用待测液润洗2~3次,水的盛放的待测液的浓度减小,测定结果偏低,故D错误;故选A。
6.学生在实验室分组实验测定硫酸铜晶体里结晶水含量时,出现了三种情况:①晶体中含有受热不分解的杂质;②晶体尚带蓝色便停止加热;③晶体受热失去全部结晶水后,没有放入干燥器中冷却。其中能使实验结果偏低的是( D )
A.①和② B.①和③ C.②和③ D.①、②和③
解:①晶体中含有受热不分解的杂质,导致硫酸铜固体质量偏大,结晶水的质量偏小,计算结果偏低,符合题意,①正确;
②晶体尚带蓝色便停止加热,导致剩余硫酸铜固体质量偏大,结晶水的质量偏小,计算结果偏低,符合题意,②正确;
③晶体受热失去全部结晶水后,没有放入干燥器中冷却,导致硫酸铜固体吸潮,质量偏大,结晶水的质量偏小,计算结果偏低,符合题意,③正确;
综上所述,答案为D。
7.实验用含有杂质(FeO、Fe2O3)的废CuO制备胆矾晶体经历下列过程,Fe3+在pH=5时早已完全沉淀。其分析错误的是( A)
A.用18.4mol/L浓硫酸配制溶解所用4.00mol/L的稀硫酸,玻璃仪器一般只有4种
B.利用Cu(OH)2替代CuO也可调试溶液pH,不影响实验结果
C.洗涤晶体:向滤出晶体的漏斗中加少量冷水浸没晶体,自然流下,重复2-3次
D.若要测定所得硫酸铜晶体中结晶水的数目,实验中要用到坩埚、坩埚钳和干燥器等
解:A、用浓硫酸配制溶液,需要的玻璃仪器有:量筒、玻璃棒、胶头滴管、烧杯、容量瓶等4种玻璃仪器,故说法错误;B、Cu(OH)2难溶于水,和酸也能反应,不产生新的杂质,可以代替,不影响实验结果,故说法正确;C、洗涤晶体:向原过滤器中加水,没过沉淀,待水流完后,重复操作2-3次故说法正确;D、对坩埚和药品进行加热,直至恒重,在干燥器冷却,防止冷却时吸收空气水蒸气,故说法正确。
8.某温度下,氯化镁饱和溶液质量分数为40%,在足量的此溶液中加入4.6g无水氯化镁,最终析出结晶水合物40.6g,则该结晶水合物的化学式是( C)
A.MgCl2·7H2O B.MgCl2·2H2O C.MgCl2·6H2O D.MgCl2·5H2O
9.某结晶水合物化学式X·nH2O,其相对分子质量为M,在25℃时,A g该结晶水合物溶于B g水中即可达到饱和,形成密度为D g/cm3的饱和溶液V mL,下列表达式中不正确的是( D)
A.该饱和溶液的质量分数为 B.溶质X在25℃时的溶解度为g
C.该饱和溶液的密度为g/cm3 D.该饱和溶液的物质的量浓度为
解:某结晶水合物化学式X·nH2O,其相对分子质量为M,在25℃时,A g该结晶水合物溶于B g水中即可达到饱和,所以该饱和溶液的密度为g/cm3。A g该结晶水合物的物质的量为,其中含X的质量为g,由溶液的密度为D g/cm3和溶液体积为V mL,可以求出饱和溶液的质量为(A+B)g=VDg,所以该饱和溶液的质量分数为 。设溶质X在25℃时的溶解度为S,则有 = ,解之得S=g。该饱和溶液的物质的量浓度。综上所述,D不正确,本题选D。
10.在200mL 0.5mol/L NaOH溶液中,加入一定量SO3,在一定条件下蒸发所得溶液,析出不含结晶水的固体物质只有5.0g,该固体物质成分可能是( C )
A.Na2SO4 B.NaHSO4 C.NaOH和Na2SO4 D.Na2SO4和NaHSO4
【解析】该实验得到的固体可能含有没有完全反应的NaOH、NaOH与SO32:1 反应生成的Na2SO4、NaOH与SO31:1 反应生成的NaHSO4中的一种或两种,但是不可能同时是NaOH与NaHSO4的混合物。根据Na离子总物质的量为0.2L×0.5mol/L=0.1mol,所以当固体完全是NaOH时,NaOH为0.1mol,质量为4 g;当固体完全是Na2SO4时,Na2SO4为0.05mol,质量为7.1 g;
当固体完全是NaHSO4时,NaHSO4为0.1mol,质量为12 g。由于最后得到固体质量为5.0g,所以固体为NaOH与Na2SO4的混合物。正确答案C。
11.如下图分别是温度计、量筒、滴定管的一部分,下述读数(虚线刻度)及说法正确的是( B )
A.③是滴定管,读数是2.5 mL B.②为量筒,读数是2.5 mL
C.①是量筒,读数为2.5 mL D.②是温度计,读数是2.5 ℃
12.下列有关中和滴定的部分操作顺序正确的是(B )
①标准溶液润洗滴定管,②往滴定管中注入标准溶液,③检查滴定管是否漏水,④滴定,⑤洗涤滴定管,⑥调整滴定管中液面在“0”或“0”以下刻度,⑦记数。
A.⑤①②③④⑥⑦ B.③⑤①②⑥⑦④
C.③⑤②⑦①⑥④ D.②⑥⑦①③⑤④
13.下列有关中和滴定的实验操作的说法错误的是(C)
A.中和滴定时盛待测的锥形瓶中有少量水对滴定结果无影响
B.在酸碱中和滴定实验中,滴定管都需要润洗,否则引起误差
C.滴定时,左手控制滴定管的活塞,右手握持锥形瓶,边滴加振荡,眼睛注视滴定管中的液面
D.在酸碱中和滴定实验中,滴定前仰视或俯视读数会引起误差
14.实验室用0.100 mol/L Na2C2O4溶液标定KMnO4溶液浓度的步骤为:
①取10.00 mL KMnO4溶液酸化。
②用标准液滴定至滴定终点,平均消耗标准液体积为25.00 mL。
下列说法正确的是( D )
A.“酸化”可用盐酸
B.滴定终点的现象为溶液恰好变为红色,半分钟不变色
C.KMnO4溶液的浓度为0.004mol/L
D.滴定反应中转移电子的数目为3.01×1021个
【解析】高锰酸钾能氧化氯化氢,不能用盐酸酸化高锰酸钾溶液,故A错误;滴定终点的现象为溶液恰好变为无色,半分钟不变色,故B错误;根据Na2C2O4与KMnO4反应的物质的量比为5:2,KMnO4溶液的浓度为25×0.1×25×10 =0.1 mol·L-1,故C错误;滴定反应中转移电子的数目为0.025L×0.1mol·L-1×2×6.02×1023= 3.01×1021,故D正确。
15.在100mL某一元弱酸的溶液中,以0.50mol/L氢氧化钠溶液滴定后得滴定曲线如图所示。
下列叙述正确的是(C)
A.该弱酸在滴定前的浓度是0.001mol/L
B.该弱酸稀释10倍后pH为4
C.滴定选用的指示剂最好是酚酞
D.滴定选用的指示剂最好是甲基橙
解:A、由图开始时,弱酸的pH=3,用NaOH滴定该弱酸溶液达到终点pH范围是在7~11,变色范围最合适的指示剂是酚酞,用去NaOH的体积是20 mL,该弱酸滴定前的浓度是20×0.5/100=0.10mol·L-1,故A错误;
B、滴定前该弱酸的pH=3,溶液在稀释过程中会继续电离,该弱酸稀释10倍后,pH小于4,故B错误;
C、用NaOH滴定该弱酸溶液达到终点pH范围是在7~11,变色范围最合适的指示剂是酚酞,故C正确;
D、NaOH滴定该弱酸溶液达到终点pH范围是在7~11,变色范围最合适的指示剂是酚酞,故D错误;故选C。
16.实验室用标准盐酸溶液测定某NaOH溶液的浓度,用甲基橙作指示剂,下列操作中可能使测定结果偏低的是( A)
A.锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变橙色,立即记下滴定管液面所在刻度
B.滴定结束后,滴定管尖嘴处有一悬挂液滴
C.取NaOH溶液时先平视读数,后俯视读数
D.盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2次~3次
17.某烧碱溶液中含有少量杂质(不与盐酸反应),现用盐酸标准液中和滴定测定其浓度下列操作会导致实验结果偏高的是(C)
A.滴加盐酸的过程中,未充分振荡,刚看到溶液变色,立刻停止滴定
B.读取盐酸体积时,滴定前仰视,滴定后俯视
C.盛标准盐酸的滴定管尖嘴,滴定前有气泡,滴定后无气泡
D.若滴定前用蒸馏水洗涤锥形瓶后,均未经润洗就进行滴定
18.一定物质的量浓度溶液的配制和酸碱中和滴定是中学化学中两个典型的定量实验。若要配制
1 mol/L的稀硫酸标准溶液,用其滴定某未知浓度的NaOH溶液。下列有关说法错误的是( C )
A.实验中用到的滴定管和容量瓶使用前都需要检漏
B.如果实验需用85 mL的稀硫酸标准溶液,配制时可选用100 mL容量瓶
C.用甲基橙作指示剂,滴定终点时,溶液颜色从红色变为橙色
D.酸式滴定管用蒸馏水洗涤后,即装入标准浓度的稀硫酸滴定,会导致测定的NaOH溶液浓度偏大
【解析】A.容量瓶有瓶塞,配制时需要摇匀,所以使用前必须检查是否漏水;滴定管有旋塞或者橡胶管,使用前必须检查是否漏液,故A正确;B.由于实验室中没有85mL容量瓶,所以需要选用100mL容量瓶配制1mol/L的溶液,故B正确;C.甲基橙变色范围为3.1~4.4,颜色变化为:红→橙→黄,用稀硫酸标准液滴定氢氧化钠溶液,滴定前溶液为黄色,当甲基橙由黄色变成橙色,且半分钟不褪色时,说明达到了滴定终点,如果溶液颜色从橙色变为红色,说明滴入的标准液过量,严重影响测定结果,故C错误;D.滴定管在盛放酸或者碱溶液时必须润洗,否则会将待装液稀释,如:酸式滴定管用蒸馏水洗涤后,即装入标准浓度的稀硫酸,导致标准液浓度减小,滴定时消耗的标准液体积偏大,测得的NaOH溶液的浓度将偏大,故D正确;故选C。
19.滴定中,指示剂的选择或滴定终点颜色变化有错误的是( D )
提示: I2+Na2S→2NaI+S↓
选项
滴定管中的溶液
锥形瓶中的溶液
指示剂
滴定终点颜色变化
A
NaOH溶液
CH3COOH溶液
酚酞
无色→浅红色
B
HCl溶液
氨水
甲基橙
黄色→橙色
C
酸性KMnO4溶液
K2SO3溶液
无
无色→浅紫红色
D
碘水
Na2S溶液
淀粉
蓝色→无色
20.常温下,用浓度为0.100mol/L的NaOH溶液滴定20.00mL浓度均为0.100mol/L的三种酸HX、
HY、HZ滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是( C)
A.在相同温度下,同浓度的三种酸酸性强弱顺序:HX
C.将上述HX、HY溶液等体积混合后,用NaOH溶液滴定至HX恰好完全反应时:
c(X-)>c(Y-)>c(OH-)>c(H+)
D.HY与HZ混合,达到平衡时:c(H+)=c(Y-)+c(Z-)+c(OH-)
【解析】A、氢氧化钠体积为0时,0.1000mol•L-1的三种酸HX、HY、HZ的pH分别为4、3、1,故酸性大小为HX<HY<HZ,故导电性HZ>HY>HX,故A正确;B、当NaOH溶液滴到10mL时,溶液中c(HY)≈c(Y-),即Ka(HY)≈c(H+)=10-PH=10-5,故B正确;C、HX恰好完全反应时,HY早已经完全反应,所得溶液为NaX和NaY混合液,酸性HX<HY,NaY水解程度小于NaX,故溶液中c(X-)<c(Y-),c(X-)>c(Y-)>c(OH-)>c(H+),故C错误;D、HY与HZ混合,溶液中电荷守恒为c(H+)=c(Y-)+c(Z-)+c(OH-);故D正确;故选C。
21.常温下,取浓度均为0.1mol/L的HX溶液和ROH溶液各20mL,分别用0.1mol/L NaOH溶液、0.1mol/L盐酸进行滴定。滴定过程中溶液的pH随滴加溶液的体积变化关系如图所示。下列说法正确的是(B)
A.HX为强酸,ROH为弱碱
B.滴定前,ROH溶液中存在:c(ROH)>c(OH-)>c(R+)>c(H+)
C.曲线Ⅱ滴定至V=10mL时,存在:2c(OH-)-c(H+)=c(HX)-c(X-)
D.滴定至V=40mL的过程中,两种溶液中由水电离出的c(H+)·c(OH-)不变
【解析】常温下,0.1mol/L的HX溶液的PH=3,0.1mol/L的ROH溶液PH=11,所以HX为弱酸、ROH为弱碱,故A错误;根据电荷守恒,滴定前,ROH溶液中存在c(ROH)>c(OH-)>c(R+)>c(H+),故B正确;曲线Ⅱ是用氢氧化钠溶于滴定HX,滴定至V=10mL时,溶质是等浓度的HX、NaX,根据物料守恒和电荷守恒,存在2c(OH-)-2c(H+)=c(HX)-c(X-),故C错误;滴定至V=40mL的过程中盐酸、氢氧化钠均过量,两种溶液中由水电离出的c(H+)·c(OH-)先增大后减小,故D错误。
22.滴定分数是指滴定过程中标准溶液与待测溶液中溶质的物质的量之比。用0.10mol/L NaOH溶液滴定0.10mol/L H2C2O4(草酸)溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是(C)
A.H2C2O4属于二元弱酸
B.若用NaOH标准溶液滴定NaHC2O4溶液,可用酚酞作指示剂
C.图中①处:c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(OH-)
D.图中②处:c(Na+)>c(C2O42-)>c(OH-)>c(HC2O4-)>c(H+)
【解析】A. 根据图像,0.10mol·L-1H2C2O4(草酸)溶液的pH为2,说明草酸为完全电离,H2C2O4属于二元弱酸,故A正确;B. 根据图像,滴定分数为1时,恰好反应生成NaHC2O4溶液,溶液显酸性,滴定分数为2时,恰好反应生成Na2C2O4溶液,溶液显碱性,因此若用NaOH标准溶液滴定NaHC2O4溶液,滴定终点,溶液显碱性,可用酚酞作指示剂,故B正确;C. 图中①处,恰好反应生成NaHC2O4溶液,根据电荷守恒, c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)+c(OH-),故C错误;D. 图中②处,恰好反应生成Na2C2O4溶液,水解显碱性,则c(Na+)>c(C2O42-)>c(OH-)>c(HC2O4-)>c(H+),故D正确;故选C。
23.测定气体摩尔体积的实验中,以下情况不影响测定结果的是( D)
A.镁条表面的氧化膜未完全擦去 B.镁带中含有不与酸反应的杂质
C.反应后没有用注射器抽气 D.硫酸过量,镁全部反应
【解析】A. 镁条表面的氧化膜未完全擦去,生成氢气的体积必然减小,气体摩尔体积减小;
B. 镁带中含有不与酸反应的杂质,生成氢气的体积必然减小,气体摩尔体积减小;
C. 反应后没有用注射器抽气,液体量瓶内的液面必然高于储气瓶内的液面,从而使储气瓶内气体的压强大于大气压强,量取的气体体积减小,气体摩尔体积减小;
D. 硫酸过量,镁全部反应,气体摩尔体积不受影响,符合题意,故答案为D。
24.下图所示实验装置用于测定气体摩尔体积,相关叙述正确的是(D)
A.用CCl4代替水,测得氢气的体积更准确
B.反应结束,读取气体体积时,若量气管液面高于水准管液面,则测得的结果偏小
C.必须待体系温度降低到0 ℃时才可进行读数
D.上提水准管,量气管液面高度不断改变,说明装置漏气
25.在测定1mol气体体积的实验中,若镁条中含有不与稀硫酸反应的杂质,其他步骤均无误差,则测定结果会(B)
A.偏大 B.偏小 C.不影响 D.都有可能
【解析】据反应原理:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,生成氢气的量由参加反应的镁的质量来确定。如果镁条中混有不与稀硫酸反应的杂质,将造成生成气体的量减小,则对应的测定的1mol气体的体积会减小。
26.在“测定1mol气体体积”的实验中,我们通常选择的测量气体是氢气,反应是镁和稀硫酸反应。图中的A、B、C三部分能组成气体摩尔体积测定装置,下列说法不正确的是( D)
A.装置A、C的名称分别是气体发生器、液体量瓶
B.装置A、B、C装置接口的连续顺序是1→3→2→4
C.本实验中有两次针筒抽气,需要记录的是第二次抽出气体的体积。
D.塞上A加料口的橡皮塞,C中导管液面会有所上升,上升的液柱1分钟内不下降,可以确认气密性良好
27.CaSO4·2H2O受热会逐步失去结晶水。取纯净的CaSO4·2H2O固体3.44 g进行加热,测定固体质量随温度的变化情况如下图所示。C点对应的固体的化学式是________________。
T3~T4温度段加热固体所产生的气体是形成酸雨的主要物质之一,则D~E段发生反应的化学方程式为____________________。
【答案】2CaSO4·H2O。2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑
28.用0.1mol/L NaOH溶液分别滴定体积均为20.00mL浓度均为0.1mol/L的盐酸和醋酸溶液,得到滴定过程中溶液pH随加入NaOH溶液体积而变化的两条滴定曲线。
(1)滴定醋酸的曲线是 (填“I”或“II”)。
(2)V1和V2的关系:V1 V2(填“>”、“=”或“<”)。
(3)M点对应的溶液中,各离子的物质的量浓度由大到小排序是____________________________。
解:(1)I。(2)<。 (3)c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
29.室温下,用0.10mol/L KOH溶液滴定10.00mL 0.10mol/L H2C2O4(二元弱酸)溶液,所得滴定曲线如图(混合溶液的体积可看成混合前溶液的体积之和)。回答下列问题:
(1)点①所示溶液中,Kw=_____________。
(2)点②所示溶液中的电荷守恒式为_____________________。
(3)点③所示溶液中所有离子的浓度由大到小排序为__________________________________。
(4)点④所示溶液中的物料守恒式为________________________________________。
解:(1)1×10-14 ;
(2)[K+]+[H+]=[HC2O4-]+2[C2O42-]+[OH-];
(3)[K+]>[HC2O4-]>[H+]>[C2O42-]>[OH-]
(4)2[K+]=3[H2C2O4]+3[HC2O4-]+3[C2O42-]
30.为测定某碳酸氢钠样品纯度(含有少量氯化钠),学生设计了如下几个实验方案(每个方案均称取m1 g样品),请回答每个方案中的问题。
[方案Ⅰ]选用重量法进行测定:可用下图中的装置进行实验。
(1)A装置中NaOH溶液的作用是__________________,若直接向试样溶液中鼓入空气会导致实验测定结果_____________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(2)该方案需直接测定的物理量是______________________________________。
[方案Ⅱ]选用气体体积法进行测定:可用如图中的装置进行实验,为了减小实验误差,量气管中加入饱和NaHCO3溶液。
(3)通过实验,测得该试样中碳酸氢钠质量分数偏低,产生这种现象的原因可能是___________。
a.测定气体体积时未冷却至室温
b.测定气体体积时水准管的液面高于量气管的液面
c.Y型管中留有反应生成的气体
d.气体进入量气管前未用浓硫酸干燥
[方案Ⅲ]选用滴定法进行测定:
(4)称取m1g样品,配成100 mL溶液,取出20 mL,用c mol·L-1的标准HCl溶液滴定,消耗体积为VmL,则该试样中碳酸氢钠质量分数的计算表达式为:______________________。
解:(1) 吸收空气中的CO2 偏高
(2)装置C反应前后质量
(3)b
(4)×100%
【解析】(1)由于装置中一定有残留的CO2气体,因此为了将装置中的CO2全部被C中的碱石灰吸收,需要通入空气。但由于空气中也含有CO2,因此要利用氢氧化钠溶液吸收空气中的CO2,即A装置中NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2;若直接向试样溶液中鼓入空气,则C装置增重增加,导致实验测定结果偏高。
(2)根据碳原子守恒可知CO2的物质的量即是样品中碳酸氢钠的物质的量,所以该方案需直接测定的物理量是装置C反应前后质量。
(3)a、测定气体体积时未冷却至室温,由于温度高气体体积变大,导致测定结果偏高,a错误;b、测量时,量气管量气之后保持水准管要和量气管液面相平,这样测出来的气体体积才是当时大气压下的体积,量气管的两次读数差就是生成气体体积,因此测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面,则测得气体体积小于实际体积,所以测定结果偏小,b正确;c、反应前装置中也含有空气,因此Y型管中留有反应生成的气体不会影响测定结果,c错误;d、气体进入量气管前气体不必要用浓硫酸干燥,d错误,答案选b。
(4)根据方程式NaHCO2+HCl=NaCl+H2O+CO2↑可知,20ml中碳酸氢钠的物质的量是0.001cVmol,则原样品中碳酸氢钠的物质的量是×0.001cVmol,因此样品中碳酸氢钠的纯度是×100%。
31.某Na2CO3样品中混有一定量的Na2SO4(设均不含结晶水),某实验小组设计如下方案测定样品中Na2CO3的质量分数。
(1)甲同学通过测定二氧化碳的质量来测定碳酸钠的质量分数,实验装置如图:
①主要实验步骤有:a.向装置中通入空气;b.称量干燥管B与装入碱石灰的总质量;c.打开分液漏
斗活塞,使稀硫酸与样品充分反应。合理的步骤是_______________________(可重复)。
②按气体从左向右的流向,干燥管A的作用是____________,干燥管C的作用是______________。
(2)乙同学利用图ⅰ、ⅱ、ⅲ三个仪器组装一套装置完成Na2CO3质量分数的测定,其中样品已称量完毕,ⅲ中装有CO2难溶于其中的液体。
①ⅱ中盛装的是_______________。
A.浓硫酸 B.饱和NaHCO3溶液 C.10mol·L−1盐酸 D.2mol·L−1硫酸
②用橡胶管连接对应接口的方式是:A接________,B接_________,C接__________。
③在测量气体体积时,组合仪器与ⅳ装置相比更为准确,主要原因是________________________。组合仪器相对于ⅳ装置的另一个优点是________________________。
解:
(1)①反应前先向装置中通入空气,除去装置中的二氧化碳,此时要测出干燥管B与所盛碱石灰的总质量,然后才能使样品与酸开始反应。充分反应后,再通入空气使反应生成的二氧化碳气体被干燥管B充分吸收,最后称量一下干燥管B的总质量,可求出反应生成的二氧化碳的质量,进一步求出样品中碳酸钠的质量分数。故操作顺序为: abcab。
②按气体从左向右的流向,干燥管A的作用是除去空气中的二氧化碳 ,干燥管C的作用是防止空气中的水分和二氧化碳被干燥管B吸收。
(2)ⅰ、ⅱ、ⅲ三个仪器的连接方式如下:
①ⅱ中盛装的应该是能与碳酸钠反应生成二氧化碳的液体,应从酸中选择,不选C是由于盐酸浓度太大,易挥发,故选D;
②根据实验原理的分析,用橡胶管连接对应接口的方式是:A接D,B接E,C接F。
③在测量气体体积时,ⅰ、ⅱ、ⅲ组合仪器装置与ⅳ相比更为准确,是由于组合仪器装置的气体发生部分相当于一个恒压装置,液体可以顺利滴下,并且滴下的酸的体积没有计入气体体积,减小了实验误差。
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