專題二十物質(zhì)的制備與定量分析化學(xué)（浙江選考專用）考點(diǎn)一考點(diǎn)一 物質(zhì)的制備與合成物質(zhì)的制備與合成考點(diǎn)清單知識(shí)梳理知識(shí)梳理一、常見氣體的制備1.氣體發(fā)生裝置的類型根據(jù)反應(yīng)原理、反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)所需條件等因素來選擇發(fā)生裝置。(1)固體或固體混合物加熱制備氣體如圖所示,可制備NH3等。使用該實(shí)驗(yàn)裝置要注意:a.試管口應(yīng)稍向下傾斜,以防產(chǎn)生的水蒸氣在管口冷凝后倒流而引起試管破裂;b.鐵夾應(yīng)夾在距試管口約1/3處;c.膠塞上的導(dǎo)管伸入試管里面不能太長(zhǎng),否則會(huì)妨礙氣體的導(dǎo)出。(2)塊狀固體與液體的混合物在常溫下反應(yīng)制備氣體可用啟普發(fā)生器制備,當(dāng)制取氣體的量不多時(shí),也可采用簡(jiǎn)易裝置,如圖所示。可制備的氣體有:H2、CO2、H2S等。實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意:a.在用簡(jiǎn)易裝置時(shí),如用長(zhǎng)頸漏斗,漏斗下端管口應(yīng)伸入液面以下,否則起不到液封的作用;b.加入的液體反應(yīng)物(如酸)要適量。(3)固體與液體或液體與液體的混合物加熱制備氣體實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的裝置,也可用于制HCl(g),要正確使用分液漏斗,如圖所示。實(shí)驗(yàn)室制備CH2 CH2時(shí)要正確使用溫度計(jì),莫忘加碎瓷片。2.幾種氣體的制備原理(1)O2:2H2O2 2H2O+O2(2)CO2:CaCO3+2HCl(稀) CaCl2+CO2+H2O(3)H2:Zn+H2SO4(稀) ZnSO4+H2(4)Cl2:MnO2+4HCl(濃) MnCl2+Cl2+2H2O3.氣體的收集(1)排水集氣法難溶或微溶于水、與水不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體,都可用排水集氣法收集。(2)排空氣集氣法不與空氣的成分發(fā)生反應(yīng),且其密度與空氣密度相差較大的氣體,都可用排空氣集氣法收集。排空氣集氣法又可分為向上排空氣法 和向下排空氣法 。4.氣體的凈化與干燥(1)氣體的凈化與干燥裝置氣體的凈化與干燥常用干燥管(球形管、U形管)、洗氣瓶,如圖所示。(2)氣體凈化選擇氣體吸收劑應(yīng)根據(jù)氣體的性質(zhì)和雜質(zhì)的性質(zhì)來確定,所選用的吸收劑只能吸收氣體中的雜質(zhì),而不能與被提純的氣體反應(yīng)。一般情況下:易溶于水的氣體雜質(zhì)可用水來吸收;酸性雜質(zhì)可用堿性物質(zhì)來吸收;堿性雜質(zhì)可用酸性物質(zhì)來吸收;水分可用干燥劑來吸收;能與雜質(zhì)反應(yīng)生成沉淀(或可溶物)的物質(zhì)也可作為吸收劑。(3)氣體干燥劑常用的氣體干燥劑按酸堿性可分為三類:1)酸性干燥劑,如濃硫酸、五氧化二磷、硅膠。酸性干燥劑能夠干燥酸性或中性氣體,如CO2、SO2、NO2、HCl、H2、Cl2、O2、CH4等氣體。2)堿性干燥劑,如生石灰、堿石灰、固體NaOH。堿性干燥劑可以用來干燥堿性或中性氣體,如NH3、H2、O2、CH4等氣體。3)中性干燥劑,如無水氯化鈣,可以干燥中性或酸性氣體,如O2、H2、CH4、HCl等。在選用干燥劑時(shí),一般堿性氣體不能選用酸性干燥劑,酸性氣體不能選用堿性干燥劑,有還原性的氣體不能選用有氧化性的干燥劑,能與氣體反應(yīng)的物質(zhì)不能選作干燥劑,如不能用CaCl2來干燥NH3(因生成 CaCl28NH3),不能用濃硫酸干燥 NH3、H2S、HBr、HI等。(4)氣體凈化與干燥的注意事項(xiàng)一般情況下,采用溶液作除雜試劑,先除雜后干燥;若用加熱除雜,則是先干燥后加熱。對(duì)于有毒、有害的尾氣必須用適當(dāng)?shù)娜芤杭右晕?或點(diǎn)燃),使其變?yōu)闊o毒、無害、無污染的物質(zhì)。如尾氣Cl2、SO2、Br2(蒸氣)等可用NaOH溶液吸收;尾氣H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收;尾氣CO可用點(diǎn)燃法處理。二、乙酸乙酯的制取(1)反應(yīng)原理:CH3COOH+CH3CH2OH CH3COOCH2CH3+H2O。(2)制備裝置:如下圖。(3)a試管藥品加入順序:乙醇濃硫酸乙酸。(4)a試管中加碎瓷片或沸石的作用:防暴沸。(5)濃硫酸的作用:作催化劑和吸水劑。(6)b試管中飽和Na2CO3溶液的作用:降低乙酸乙酯的溶解度,使之容易分層析出;吸收乙酸,溶解乙醇,使之進(jìn)入水層而除去。(7)長(zhǎng)導(dǎo)管的作用:導(dǎo)氣和冷凝。(8)為防止倒吸,導(dǎo)管只通到飽和Na2CO3溶液的液面上方,不插入液面以下。三、其他物質(zhì)的制備1.幾種重要?dú)怏w的制備原理(1)NO2:Cu+4HNO3(濃) Cu(NO3)2+2NO2+2H2O(2)NO:3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O(3)C2H2:CaC2+2H2O(4)C2H4:C2H5OH CH2CH2+H2O(5)NH3:2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2NH3+2H2O2.硝酸鉀晶體的制備(1)實(shí)驗(yàn)原理制備KNO3是利用不同物質(zhì)的溶解度隨溫度改變而發(fā)生不同變化的原理。在NaNO3和KCl的混合溶液中,同時(shí)存在Na+、K+、Cl-和N四種離子。升高溫度,NaCl的溶解度幾乎沒有改變,而KNO3的溶解度卻增大得很快。加熱蒸發(fā)溶劑,NaCl先達(dá)到飽和,NaCl先結(jié)晶,過濾分離。然后,冷卻降溫,KNO3達(dá)到飽和,析出大量晶體,得到粗產(chǎn)品。初次結(jié)晶得到的晶體中常會(huì)混有可溶性雜質(zhì)。將所得晶體溶于少量溶劑中,然后再進(jìn)行蒸發(fā)(或冷卻)結(jié)晶、過濾,如此反復(fù)的操作稱為重結(jié)晶。重結(jié)晶作為提純固態(tài)物質(zhì)的常用方法,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中占據(jù)著重要地位。3O(2)實(shí)驗(yàn)步驟1)制備KNO3粗品稱取20 g NaNO3和17 g KCl放入100 mL小燒杯中,加入35 mL蒸餾水,加熱至沸攪拌溶解后,繼續(xù)加熱蒸發(fā),有晶體(NaCl)逐漸析出。當(dāng)溶液體積減小到約為原來的一半時(shí),迅速趁熱過濾。濾液盛于預(yù)置2 mL蒸餾水(防止NaCl析出)的小燒杯中,自然冷卻、結(jié)晶。待濾液冷卻至室溫,進(jìn)行減壓過濾,盡量抽干,稱重。計(jì)算理論產(chǎn)量和產(chǎn)率。2)KNO3提純留下約0.1 g粗產(chǎn)品,其余按粗產(chǎn)品 水=2 1(質(zhì)量比)的比例混合,配成溶液,加熱、攪拌,待晶體全部溶解后停止加熱(若溶液沸騰時(shí),晶體還未全部溶解,可再加入少量蒸餾水使其溶解)。待溶液冷卻至室溫后抽濾,得到純度較高的KNO3晶體。3)檢驗(yàn)純度分別取0.1 g粗產(chǎn)品和重結(jié)晶后得到的KNO3晶體放入兩支小試管中,各加入2 mL蒸餾水配成溶液。向溶液中分別滴入1滴 1 molL-1 HNO3溶液酸化,再各滴入2滴0.1 molL-1 AgNO3 溶液,觀察現(xiàn)象。3.硫酸亞鐵銨的制備(1)制備原理1)將金屬鐵溶于稀硫酸,制備硫酸亞鐵:Fe+H2SO4 FeSO4+H2。2)向制得的硫酸亞鐵溶液中加入等物質(zhì)的量的硫酸銨,經(jīng)加熱濃縮、冷卻后析出溶解度較小的硫酸亞鐵銨晶體。FeSO4+(NH4)2SO4+6H2O (NH4)2Fe(SO4)26H2O(2)實(shí)驗(yàn)步驟1)鐵屑的凈化取一只小燒杯,放入約5 g鐵屑,向其中注入15 mL 1 molL-1 Na2CO3溶液,浸泡數(shù)分鐘后,用傾析法分離并洗滌鐵屑,晾干。2)制取硫酸亞鐵溶液用托盤天平稱取4.2 g洗凈的鐵屑,放入潔凈的錐形瓶中,向其中加入25 mL 3 molL-1 H2SO4溶液,加熱并不斷振蕩錐形瓶。反應(yīng)過程中應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充水使溶液體積基本保持不變,待反應(yīng)基本完全后,再加入1 mL 3 molL-1 H2SO4溶液,趁熱過濾,將濾液轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中。3)制備硫酸亞鐵銨晶體稱取9.5 g (NH4)2SO4晶體,配成飽和溶液,倒入制得的硫酸亞鐵溶液中,攪拌,小火加熱,在蒸發(fā)皿中蒸發(fā)濃縮至溶液表面出現(xiàn)晶膜為止。將溶液靜置,自然冷卻,即有硫酸亞鐵銨晶體析出。抽濾,并用少量酒精洗去晶體表面附著的水分。4)計(jì)算產(chǎn)率取出晶體,用干凈的濾紙吸干,稱重并計(jì)算產(chǎn)率。5)產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗(yàn)取少量晶體于一支試管中,加入幾滴硫氰化鉀溶液,觀察溶液顏色。4.阿司匹林的合成(1)實(shí)驗(yàn)原理阿司匹林又叫乙酰水楊酸,是由水楊酸(鄰羥基苯甲酸)和乙酸酐合成的。水楊酸分子中含羥基(OH)和羧基(COOH)。本實(shí)驗(yàn)采用硫酸(磷酸或碳酸鈉)作催化劑,以乙酸酐為乙?；噭?與水楊酸的酚羥基發(fā)生酰化作用形成酯,反應(yīng)如下:+ +CH3COOH引入?；脑噭┙絮；噭?常用的乙?；噭┯幸阴Ｂ?、乙酸酐、冰醋酸。本實(shí)驗(yàn)選用經(jīng)濟(jì)合理且反應(yīng)較快的乙酸酐作酰化試劑。(2)實(shí)驗(yàn)步驟1)乙酰水楊酸的合成r32102(CH)MCO O向150 mL干燥錐形瓶中加入2 g水楊酸、5 mL乙酸酐和5滴濃硫酸,振蕩,待其溶解后置于8590 水浴中加熱510 min,取出,冷卻至室溫,即有乙酰水楊酸晶體析出(如未出現(xiàn)結(jié)晶,可以用玻璃棒摩擦瓶壁并將錐形瓶置于冰水中冷卻,促使晶體析出)。向錐形瓶中加50 mL水,繼續(xù)在冰水浴中冷卻使其結(jié)晶完全。2)抽濾制得乙酰水楊酸粗產(chǎn)品減壓過濾,用濾液淋洗錐形瓶,直至所有晶體被收集到布氏漏斗中。抽濾時(shí)用少量冷水洗滌晶體幾次,繼續(xù)抽濾,盡量將溶劑抽干。然后將粗產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至表面皿上,在空氣中風(fēng)干。3)乙酰水楊酸的提純將粗產(chǎn)品置于100 mL燒杯中,攪拌并緩慢加入25 mL飽和碳酸氫鈉溶液,加完后繼續(xù)攪拌23 min,直到?jīng)]有二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生為止。過濾,少量的水楊酸聚合物留在沉淀中,用510 mL蒸餾水洗滌沉淀,合并濾液,不斷攪拌。慢慢加入15 mL 4 molL-1鹽酸,將燒杯置于冰水中冷卻,即有晶體析出。抽濾,用冷水洗滌晶體12次,再抽干水分。4)計(jì)算產(chǎn)率將晶體轉(zhuǎn)移至表面皿上,干燥后稱其質(zhì)量,計(jì)算產(chǎn)率?？键c(diǎn)二考點(diǎn)二 物質(zhì)的定量分析物質(zhì)的定量分析知識(shí)梳理知識(shí)梳理1.配制一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的溶液(1)實(shí)驗(yàn)儀器:天平、量筒、燒杯、玻璃棒、試劑瓶。(2)實(shí)驗(yàn)步驟計(jì)算:先算出所需溶質(zhì)和溶劑的質(zhì)量,然后把溶劑的質(zhì)量換算成體積。如溶質(zhì)是液體時(shí),要換算出液體的體積。稱量(或量取):用天平稱取所需固體溶質(zhì);用量筒量取所需液體溶質(zhì)、溶劑。溶解:先將固體或液體溶質(zhì)放入燒杯中,再將量取的溶劑緩緩倒入燒杯里,用玻璃棒攪拌使溶質(zhì)完全溶解。裝瓶:把配好的溶液經(jīng)冷卻后轉(zhuǎn)移到潔凈的試劑瓶中,貼好標(biāo)簽即可。2.一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制(詳見專題二)3.酸堿中和滴定(1)滴定原理用已知濃度的酸(或堿) 測(cè)定未知濃度的堿(或酸) 的濃度的方法叫中和滴定。它是定量分析的一種,計(jì)算原理是H+OH- H2O (寫離子方程式)。(2)中和滴定操作儀器:酸式滴定管、堿式滴定管、滴定管夾、錐形瓶、洗瓶、鐵架臺(tái)等。藥品:標(biāo)準(zhǔn)液、待測(cè)液、指示劑。1)準(zhǔn)備過程檢查滴定管是否漏水用水洗滌玻璃儀器用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗裝標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管裝標(biāo)準(zhǔn)液、趕盡氣泡并調(diào)整液面取一定體積的待測(cè)液于錐形瓶中并加入指示劑。2)滴定操作左手控制活塞或球珠,右手腕旋動(dòng)錐形瓶,眼睛注視錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色的變化。滴定速度:先快后慢,當(dāng)接近終點(diǎn)時(shí),應(yīng)滴一滴,搖一搖。終點(diǎn):最后一滴剛好使指示劑顏色發(fā)生明顯的改變,且半分鐘內(nèi)不變化,讀出V標(biāo)并記錄。3)誤差分析(以鹽酸滴定氫氧化鈉溶液為例)a.引起測(cè)定結(jié)果偏高的操作:滴定前酸式滴定管尖嘴有氣泡;錐形瓶用蒸餾水洗凈后又用待測(cè)液潤(rùn)洗;酸式滴定管用蒸餾水洗過后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗;讀數(shù)時(shí)先俯視后仰視。b.引起測(cè)定結(jié)果偏低的操作:堿式滴定管用蒸餾水洗凈后未用待測(cè)液進(jìn)行潤(rùn)洗;取液時(shí)堿式滴定管尖嘴部分未充滿液體;讀數(shù)時(shí)先仰視后俯視;滴定過程中錐形瓶里的液體搖出瓶外或判斷終點(diǎn)過早。c.無誤差操作:錐形瓶用蒸餾水沖洗干凈后,直接用來盛放待測(cè)液;為了方便觀察終點(diǎn),滴定前有時(shí)用蒸餾水將錐形瓶?jī)?nèi)待測(cè)液稀釋,接近終點(diǎn)時(shí)應(yīng)該用蒸餾水沖洗錐形瓶?jī)?nèi)壁。d.定量分析:c標(biāo)V標(biāo)=c未V未,c未=c標(biāo)V標(biāo)/V未,c標(biāo)、V未都是已知的,視為定值,c未取決于V標(biāo)。4.食醋總酸含量的測(cè)定食醋分釀造醋和配制醋兩種。食醋的總酸含量是指每100 mL 食醋中含酸(以醋酸計(jì))的質(zhì)量,也稱食醋的酸度。(1)食醋的總酸含量的測(cè)定原理CH3COOH+NaOH CH3COONa+H2O(2)NaOH溶液濃度的標(biāo)定1)配制NaOH飽和溶液,放置一段時(shí)間后,吸取上層清液,稀釋到約0.1 mol/L,即可得NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液。2)用鄰苯二甲酸氫鉀(HOOCC6H4COOK)作為基準(zhǔn)物質(zhì),以酚酞作為指示劑,標(biāo)定上述NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液。m為消耗鄰苯二甲酸氫鉀的質(zhì)量,M為鄰苯二甲酸氫鉀的相對(duì)分子質(zhì)量。m/M=c(NaOH)V(NaOH)c(NaOH)=(3)指示劑的選擇(NaOH)mM V1)滴定開始時(shí),溶液的pH通常變化緩慢,當(dāng)接近滴定終點(diǎn)時(shí),pH出現(xiàn)突變,稱為滴定突躍。2)用NaOH溶液滴定CH3COOH溶液時(shí),宜選用的指示劑是酚酞。(4)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理m(CH3COOH)=c(NaOH)V(NaOH)M(CH3COOH)100 mL食醋中所含醋酸的質(zhì)量為:m(CH3COOH)=c(NaOH)V(NaOH)M(CH3COOH) (100 mL食醋中取出V mL,配成250 mL稀溶液,從中移取25 mL滴定)根據(jù)3次接近的平行測(cè)定值,可計(jì)算食醋中總酸含量的平均值。5.鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的測(cè)定(1)原理100V25025本實(shí)驗(yàn)利用鍍鋅鐵皮被腐蝕前后的質(zhì)量差(m)以及鋅的密度()和鍍鋅鐵皮單側(cè)的面積(S:可通過測(cè)量鐵片的長(zhǎng)與寬求出)來測(cè)定鍍鋅鐵皮的鋅鍍層厚度:h=。用電子天平來稱量與酸反應(yīng)前后鐵皮的質(zhì)量(分別為m1、m2),兩者之差就是鋅鍍層的質(zhì)量m=m1-m2。(2)步驟a.取三塊鍍鋅鐵皮(A、B、C,截自同一塊鍍鋅鐵皮),分別量出它們的長(zhǎng)度與寬度。b.用電子天平(精度0.001 g)分別稱量三塊鍍鋅鐵皮(A、B、C)的質(zhì)量。c.將鍍鋅鐵皮A放入燒杯中,加入約40 mL 6 molL-1鹽酸(或40 mL 1 4稀硫酸)。反應(yīng)時(shí)用玻璃棒小心翻動(dòng)鍍鋅鐵皮,使鐵皮兩邊鋅鍍層都充2mS分反應(yīng),到反應(yīng)速率突然減小時(shí)(產(chǎn)生氣泡的速率變得極慢),立即將未反應(yīng)的鐵片取出,用自來水沖洗掉附著的酸液。d.將鐵片放在石棉網(wǎng)上,用酒精燈小火烘干,冷卻后用電子天平稱量。e.分別用B、C重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟c、d。(3)數(shù)據(jù)處理取三次測(cè)量的平均值m,h=。6.定量分析的一般思路2mS在這部分知識(shí)的復(fù)習(xí)中,一是要通過對(duì)教材中典型定量實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí),領(lǐng)會(huì)定量實(shí)驗(yàn)的基本原理和數(shù)據(jù)處理、誤差分析的基本方法;二是要將化學(xué)計(jì)算的知識(shí)(特別是以物質(zhì)的量為核心的計(jì)算)與實(shí)驗(yàn)問題相結(jié)合,提高計(jì)算的能力;三是要通過典型例題的分析和訓(xùn)練,提高合理取舍、提煉實(shí)驗(yàn)有效數(shù)據(jù)的能力。定量實(shí)驗(yàn)分析時(shí),除考慮實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范外,還應(yīng)關(guān)注以下幾方面對(duì)測(cè)定精度的影響:(1)關(guān)注定量分析中的有效數(shù)字的處理,考慮儀器的精度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。(2)測(cè)量氣體的體積或物質(zhì)的質(zhì)量時(shí),考慮雜質(zhì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。(3)測(cè)量氣體的體積時(shí),考慮溫度、壓強(qiáng)等因素對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響。(4)測(cè)量沉淀的質(zhì)量時(shí),考慮含水或加熱分解導(dǎo)致的誤差。方法方法1 物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)的解題策略物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)的解題策略1.制備實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路及一般方法整個(gè)過程如下圖所示:目標(biāo)產(chǎn)品選擇原料設(shè)計(jì)反應(yīng)路徑設(shè)計(jì)反應(yīng)裝置控制反應(yīng)條件分離、提純產(chǎn)品2.物質(zhì)制備實(shí)驗(yàn)應(yīng)考慮的幾個(gè)重要因素(1)根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品的組成來確定原料及反應(yīng)原理,設(shè)計(jì)反應(yīng)路徑。(2)根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)、性質(zhì)及反應(yīng)條件(直接加熱、水浴加熱等),確定突破方法發(fā)生裝置。(3)根據(jù)生成物的純度要求選用適當(dāng)?shù)膬x器(如洗氣瓶、干燥管等)。(4)根據(jù)生成物與雜質(zhì)的性質(zhì)特點(diǎn),選用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)產(chǎn)物進(jìn)行分離、提純。3.設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)遵循的原則(1)條件合適,操作方便。(2)原理正確,步驟簡(jiǎn)單。(3)原料豐富,價(jià)格低廉。(4)產(chǎn)物純凈,污染物少。即從多種路線中選出一種最佳的制備途徑,合理地選擇化學(xué)儀器與藥品,設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作步驟。例例1 (2017浙江11月選考,31,10分)【加試題】某興趣小組用鋁箔制備Al2O3、AlCl36H2O及明礬大晶體,具體流程如下:已知:AlCl36H2O易溶于水、乙醇及乙醚;明礬在水中的溶解度如下表。溫度/010203040608090溶解度/g3.003.995.908.3911.724.871.0109請(qǐng)回答:(1)步驟中的化學(xué)方程式 ;步驟中生成Al(OH)3的離子方程式 。(2)步驟,下列操作合理的是 。A.坩堝洗凈后,無需擦干,即可加入Al(OH)3灼燒B.為了得到純Al2O3,需灼燒至恒重C.若用坩堝鉗移動(dòng)灼熱的坩堝,需預(yù)熱坩堝鉗D.坩堝取下后放在石棉網(wǎng)上冷卻待用E.為確保稱量準(zhǔn)確,灼燒后應(yīng)趁熱稱重(3)步驟,選出在培養(yǎng)規(guī)則明礬大晶體過程中合理的操作并排序 。迅速降至室溫用玻璃棒摩擦器壁配制90 的明礬飽和溶液自然冷卻至室溫選規(guī)則明礬小晶體并懸掛在溶液中央配制高于室溫1020 的明礬飽和溶液(4)由溶液A制備AlCl36H2O的裝置如下圖:通入HCl的作用是抑制AlCl3水解和 。步驟,抽濾時(shí),用玻璃纖維替代濾紙的理由是 ;洗滌時(shí),合適的洗滌劑是 。步驟,為得到純凈的AlCl36H2O,宜采用的干燥方式是 。解析解析(1)步驟中鋁箔溶于NaOH溶液的化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2;步驟中生成Al(OH)3的離子方程式為Al+CO2+2H2O Al(OH)3+HC。(2)步驟灼燒Al(OH)3得到Al2O3,涉及的儀器有坩堝、坩堝鉗、泥三角、酒精燈等,坩堝洗凈后,需要干燥后才可使用,A錯(cuò)誤;灼燒至質(zhì)量不再發(fā)生變化,說明Al(OH)3已完全分解,坩堝內(nèi)固體只有Al2O3,B正確;使用坩堝鉗移動(dòng)灼熱的坩堝時(shí),需先預(yù)熱坩堝鉗,C正確;坩堝取下后不能直接放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上冷卻,應(yīng)放在石棉網(wǎng)2O3O上冷卻待用,D正確;加熱后的固體應(yīng)冷卻后再稱量,且Al2O3在空氣中不吸潮,故不需要趁熱稱重,E錯(cuò)誤。(3)由表格中的數(shù)據(jù)可知,明礬晶體的溶解度隨溫度升高而增大,考慮到影響晶體顆粒大小的因素,為了得到規(guī)則的明礬大晶體,應(yīng)控制生成晶體的速度較慢,故應(yīng)先配制高于室溫1020 的明礬飽和溶液,然后選規(guī)則明礬小晶體并懸掛在溶液中央,最后自然冷卻至室溫。(4)通入HCl的作用除了抑制AlCl3水解外,還有增大Cl-的濃度以降低AlCl3溶解度,促使AlCl36H2O晶體析出。大量HCl的通入使溶液呈強(qiáng)酸性,會(huì)腐蝕濾紙,故用玻璃纖維替代濾紙。洗滌AlCl36H2O晶體時(shí),為抑制AlCl3水解及減少AlCl3的溶解,選用的洗滌劑是濃鹽酸。干燥AlCl36H2O晶體時(shí),為了防止晶體失去結(jié)晶水,宜采用的干燥方式是減壓干燥或低溫干燥。答案答案(1)2Al+2NaOH+2H2O 2NaAlO2+3H2Al+CO2+2H2O Al(OH)3+HC(2)BCD(3)(4)增加c(Cl-),有利于AlCl36H2O結(jié)晶溶液具有強(qiáng)酸性濃鹽酸 減壓干燥(或低溫干燥)1-1實(shí)驗(yàn)室用共沉淀法制備納米級(jí)Fe3O4的流程如下:2O3O該方法的關(guān)鍵為促進(jìn)晶粒形成,并控制晶體生長(zhǎng)。試回答下列問題:(1)該反應(yīng)原理的離子方程式可表示為 。(2)反應(yīng)溫度需控制在50 ,其方法是 ,溫度偏低造成產(chǎn)量低的原因可能是 。(3)在攪拌的過程中還需加入10 mL正丙醇,其作用是 。(4)黑色糊狀物轉(zhuǎn)移至燒杯中,用傾析法洗滌,檢驗(yàn)洗凈的操作是 。答案答案(1)Fe2+2Fe3+8OH- Fe3O4+4H2O(2)水浴加熱溫度低時(shí)反應(yīng)緩慢(3)降低Fe3O4的溶解度(或使Fe3O4易達(dá)到飽和,促進(jìn)晶粒形成)(4)取最后的傾出液,測(cè)其pH為中性(或滴加KSCN溶液,溶液不變血紅色;或加入稀硝酸酸化的硝酸銀溶液,不產(chǎn)生沉淀),則已洗凈解析解析(2)100 以下,一般采用水浴加熱,水浴加熱有兩大好處,一個(gè)是受熱均勻,另一個(gè)是溫度容易控制。溫度偏低時(shí)產(chǎn)量較低的可能原因是反應(yīng)緩慢。(4)取最后的傾出液,測(cè)其pH為中性;或滴加KSCN溶液,溶液不變血紅色;或加入稀硝酸酸化的硝酸銀溶液,不產(chǎn)生沉淀,則已洗凈。方法方法2 常見定量實(shí)驗(yàn)和分析方法常見定量實(shí)驗(yàn)和分析方法1.重量法通過測(cè)定反應(yīng)產(chǎn)物(如沉淀)的質(zhì)量達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。例?堿式碳酸銅可表示為xCuCO3yCu(OH)2zH2O,測(cè)定堿式碳酸銅組成的方法有多種。(1)現(xiàn)采用氫氣還原法,請(qǐng)回答如下問題:寫出xCuCO3yCu(OH)2zH2O與氫氣反應(yīng)的化學(xué)方程式: ;實(shí)驗(yàn)裝置用下列所有儀器連接而成,按氫氣流方向的連接順序是(填入儀器接口字母編號(hào)):(a)()()()()()()()()()()(l)稱取23.9 g某堿式碳酸銅樣品,充分反應(yīng)后得到12.7 g殘留物,生成4.4 g二氧化碳和7.2 g水。該樣品中的結(jié)晶水質(zhì)量為 g,化學(xué)式為 。Mr(Cu)=63.5(2)某同學(xué)以氮?dú)獯鏆錃?并用上述全部或部分儀器來測(cè)定堿式碳酸銅的組成,你認(rèn)為是否可行?請(qǐng)說明理由: 。解析解析(1)堿式碳酸銅與H2的反應(yīng)實(shí)質(zhì)是:利用氧化還原反應(yīng)原理,把金屬Cu還原出來,碳元素轉(zhuǎn)變成CO2,氫元素轉(zhuǎn)變成水。儀器連接時(shí),洗氣瓶導(dǎo)管要“長(zhǎng)進(jìn)短出”,其中的水用來除去揮發(fā)出的HCl。殘留物一定是Cu,則n(Cu)=0.2 mol,根據(jù)題意,n(CO2)=n(CuCO3)112.7 g63.5 g mol=0.1 mol,所以,m(CuCO3)=123.5 gmol-1n(CuCO3)=12.35 g,mCu(OH)2=97.5 gmol-1n(Cu)-n(CuCO3)=9.75 g,m(結(jié)晶水)=23.9 g-12.35 g-9.75 g=1.8 g,故該堿式碳酸銅的化學(xué)式為CuCO3Cu(OH)2H2O。(2)根據(jù)反應(yīng)xCuCO3yCu(OH)2zH2O (x+y)CuO+xCO2+(y+z)H2O,依據(jù)原子守恒和質(zhì)量守恒,即可得出答案。答案答案(1)xCuCO3yCu(OH)2zH2O+(x+y)H2 (x+y)Cu+xCO2+(x+2y+z)H2Ok jg f(或h i)d e(或e d)h i(或g f)b c(或c b)1.8CuCO3Cu(OH)2H2O(2)可行,根據(jù)反應(yīng)xCuCO3yCu(OH)2zH2O (x+y)CuO+xCO2+(y+z)14.4 g44 g molH2O,通過測(cè)定堿式碳酸銅樣品、CuO、CO2和H2O的質(zhì)量(或其中任意三個(gè)的質(zhì)量),即可計(jì)算出其組成2.氣體體積法通過測(cè)定生成氣體的體積達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹＠?某研究性學(xué)習(xí)小組借助AD裝置完成有關(guān)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一收集NO氣體。(1)用裝置A收集NO氣體,正確的操作是 (填序號(hào))。a.從口進(jìn)氣,用排水法集氣b.從口進(jìn)氣,用排空氣法集氣c.從口進(jìn)氣,用排水法集氣d.從口進(jìn)氣,用排空氣法集氣實(shí)驗(yàn)二為了探究鍍鋅薄鐵板上鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(Zn)和鍍層厚度,查詢得知鋅易溶于強(qiáng)堿:Zn+2NaOH Na2ZnO2+H2。據(jù)此,截取面積為S的雙面鍍鋅薄鐵板試樣,剪碎、稱得質(zhì)量為m1 g。用固體燒堿和水作試劑,擬出下列實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。方案甲:通過測(cè)量試樣與堿反應(yīng)生成氫氣的體積來實(shí)現(xiàn)探究目標(biāo)。(2)選用B和 (填裝置標(biāo)號(hào))兩個(gè)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(3)測(cè)得充分反應(yīng)后生成氫氣的體積為V L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),(Zn)= 。(4)計(jì)算鍍層厚度,還需檢索的一個(gè)物理量是 。(5)若裝置B中的恒壓分液漏斗改為普通分液漏斗,測(cè)量結(jié)果將 (填“偏大”“偏小”或“無影響”)。方案乙:通過稱量試樣與堿反應(yīng)前后的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)探究目標(biāo)。選用裝置C做實(shí)驗(yàn),試樣經(jīng)充分反應(yīng),濾出不溶物、洗滌、烘干,稱得其質(zhì)量為m2g。(6)(Zn)= 。方案丙:通過稱量試樣與堿反應(yīng)前后儀器、試樣和試劑的總質(zhì)量(其差值即為H2的質(zhì)量)實(shí)現(xiàn)探究目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)同樣使用裝置C。(7)從實(shí)驗(yàn)誤差角度分析,方案丙 方案乙(填“優(yōu)于”“劣于”或“等同于”)。解析解析(1)NO易與O2反應(yīng),不能用排空氣法收集;用排水法集氣應(yīng)遵循“短管進(jìn)、長(zhǎng)管出”的原則,故選c。(2)題目所給量氣裝置只有D。(3)由關(guān)系式:ZnH2可知:m(Zn)= g,則(Zn)=100%。(4)由m=V、V=2Sh可推知答案。(5)使用恒壓分液漏斗時(shí),部分氣體會(huì)擴(kuò)散到橡膠管及分液漏斗上部,若改用普通分液漏斗,則不存在此種情況,故改用普通分液漏斗后測(cè)得的H2體積偏大,則測(cè)量結(jié)果將偏大。(6)m(Zn)=(m1-m2)g,則(Zn)=100%。(7)H2會(huì)帶出部分水蒸氣造成較大誤差,故方案丙劣于方案乙。答案答案(1)c(2)D(3)100%(4)金屬鋅的密度(5)偏大6522.4V16522.4Vm121mmm16522.4Vm(6)100%(7)劣于3.滴定法通過測(cè)定消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,進(jìn)而計(jì)算出待測(cè)物質(zhì)的濃度或含量。例例4“凱氏定氮法”是通過測(cè)定含氮量(氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù))來估算奶制品中蛋白質(zhì)含量的一種方法。(1)三聚氰胺的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下,關(guān)于它的下列說法正確的是 (填字母序號(hào))?？珊?jiǎn)寫為121mmmA.屬于有機(jī)物B.屬于高分子化合物C.分子式為C3H6N6D.三聚氰胺的含氮量高于蛋白質(zhì)的含氮量(2)試寫出氰胺的電子式: 。(3)某課題小組同學(xué)用“凱氏定氮法”測(cè)定液態(tài)奶含氮量,先將N元素轉(zhuǎn)化為銨鹽,實(shí)驗(yàn)過程如下:液態(tài)奶 (NH4)2SO4溶液 NH3 (NH4)2B4O7溶液用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定步驟:.在燒杯中加入液態(tài)奶10.00 mL和輔助試劑,加熱充分反應(yīng);.將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移到大試管中;.按如圖裝置用水蒸氣將NH3吹出,并用H3BO3溶液吸收(加熱裝置未畫出);.取下錐形瓶,滴加指示劑,用0.100 0 molL-1標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定;.重復(fù)測(cè)定兩次;.再用10.00 mL蒸餾水代替液態(tài)奶進(jìn)行上述操作作為參照。數(shù)據(jù)記錄如下:回答下列問題:滴定時(shí)(NH4)2B4O7重新轉(zhuǎn)化為H3BO3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。步驟的實(shí)驗(yàn)裝置中必須加熱的儀器是 實(shí)驗(yàn)編號(hào)樣品和輔助試劑消耗鹽酸體積(mL)110.00 mL液態(tài)奶、0.2 g催化劑、20 mL濃硫酸33.45210.00 mL液態(tài)奶、0.2 g催化劑、20 mL濃硫酸33.55310.00 mL液態(tài)奶、0.2 g催化劑、20 mL濃硫酸33.50410.00 mL蒸餾水、0.2 g催化劑、20 mL濃硫酸1.50(填儀器名稱),使用酸式滴定管前檢查是否漏水的方法是 。計(jì)算10.00 mL液態(tài)奶中的含氮量為 mgmL-1。步驟中操作滴定管的以下圖示中,正確的是 (填編號(hào))。解析解析(1)三聚氰胺的分子式為C3H6N6,屬于有機(jī)物,相對(duì)分子質(zhì)量小,不屬于高分子化合物,其含氮量約為66.7%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于蛋白質(zhì)的含氮量。(2)根據(jù)三聚氰胺的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可以寫出氰胺的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:NH2CN,其電子式見答案。(3)遵循強(qiáng)酸制弱酸規(guī)律;考查常用儀器及基本操作;由題中信息得關(guān)系式NHCl,則10.00 mL液態(tài)奶中氮元素的質(zhì)量為(33.50-1.50)10-3 L0.100 0 molL-114 gmol-1=0.044 8 g,所以液態(tài)奶中的含氮量為4.480 mgmL-1。答案答案(1)ACD(2) (3)(NH4)2B4O7+2HCl+5H2O 4H3BO3+2NH4Cl圓底燒瓶關(guān)閉活塞,向酸式滴定管中加入適量的水,固定在滴定管夾上,靜置一段時(shí)間若無水滴下,將活塞旋轉(zhuǎn)180,一段時(shí)間后無水滴下,則滴定管不漏水4.480A備備 課課 資資 料料化學(xué)定量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理策略化學(xué)實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)可分為有用、有效數(shù)據(jù),正確、合理數(shù)據(jù),錯(cuò)誤、無效數(shù)據(jù),無用、多余數(shù)據(jù)等,能從大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中篩選出有用、有效、正確、合理的數(shù)據(jù),并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和解釋,有助于從實(shí)驗(yàn)事實(shí)中抽象、概括出一般規(guī)律,有助于形成化學(xué)概念、理論和定律,使我們對(duì)實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生一個(gè)飛躍。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選的一般方法和思路:一看數(shù)據(jù)是否符合測(cè)量?jī)x器的精度,如用托盤天平測(cè)得的質(zhì)量精確度為0.1 g,若精確度超過了這個(gè)范圍,說明所得數(shù)據(jù)是無效的;二看數(shù)據(jù)是否在允許的誤差范圍內(nèi),若所得的數(shù)據(jù)明顯超出誤差允許范圍,要舍去;三看反應(yīng)是否完全,是否是在過量反應(yīng)物的作用下所得的數(shù)據(jù);四看所得數(shù)據(jù)與測(cè)試環(huán)境是否一致,特別是氣體體積數(shù)據(jù),只有在溫度、壓強(qiáng)一致的情況下才能進(jìn)行比較、運(yùn)算;五看數(shù)據(jù)測(cè)量的過程是否規(guī)范、合理,錯(cuò)誤和違反測(cè)量規(guī)則的數(shù)據(jù)需要舍去。1.對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理取舍在一組重復(fù)實(shí)驗(yàn)中,明顯偏離大多數(shù)測(cè)定數(shù)據(jù)的個(gè)別數(shù)據(jù)(離群值),在中學(xué)階段一般屬于未估計(jì)到的某種因素引起的異常值,這種數(shù)據(jù)應(yīng)舍棄,在去掉了離群值之后,其他比較集中的數(shù)據(jù)在中學(xué)階段一般用計(jì)算平均值的方法來對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。例例1某實(shí)驗(yàn)小組擬用酸堿中和滴定法測(cè)定食醋的總酸量(g/100 mL),請(qǐng)你參與本實(shí)驗(yàn)并回答相關(guān)問題。(有關(guān)實(shí)驗(yàn)藥品:市售食用白醋樣品500 mL、0.100 0 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液、蒸餾水、0.1%甲基橙溶液、0.1%酚酞溶液、0.1%石蕊溶液).實(shí)驗(yàn)步驟:(1)用滴定管吸取10 mL市售白醋樣品,置于100 mL容量瓶中,加蒸餾水(事先煮沸除去CO2并迅速冷卻)稀釋至刻度線,搖勻即得待測(cè)食醋溶液。(2)用酸式滴定管取待測(cè)食醋20.00 mL于 中,并加入幾滴指示劑。(3)盛裝NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液,靜置后,讀取數(shù)據(jù),記錄為NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的初讀數(shù)。(4)滴定并記錄NaOH的終讀數(shù),重復(fù)滴定23次。.實(shí)驗(yàn)記錄及數(shù)據(jù)處理:滴定次數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1234V(樣品)/mL20.0020.0020.0020.00V(NaOH)/mL(初讀數(shù))0.000.200.100.00V(NaOH)/mL(終讀數(shù))14.9815.2015.1215.95V(NaOH)/mL(消耗)14.9815.0015.0215.95則c(樣品)= mol/L;樣品總酸量= g/100 mL。.交流與討論:(1)甲同學(xué)在處理數(shù)據(jù)過程中計(jì)算得:V(NaOH)(平均消耗)=(14.98+15.00+15.02+15.95) mL=15.24 mL。分析他的計(jì)算是否合理,如果不合理請(qǐng)說明理由。(2)乙同學(xué)用0.100 0 mol/L NaOH溶液滴定另一市售白醋樣品溶液時(shí),滴定過程中使用pH計(jì)將溶液的pH變化情況記錄如下表。14V(NaOH)/mL0.0010.0018.0019.8019.9820.0020.0220.2022.00溶液pH2.884.705.706.747.748.729.7010.7011.70請(qǐng)畫出pH-V(NaOH溶液)圖。由表和圖可知:在允許的誤差范圍(0.1%)內(nèi),pH突變(滴定突躍)范圍為 ,所以可選擇 作指示劑。解析解析 .待測(cè)溶液應(yīng)置于錐形瓶中。.依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合反應(yīng)CH3COOH+NaOH CH3COONa+H2O,實(shí)驗(yàn)1、2、3平均消耗氫氧化鈉溶液的體積=(14.98+15.00+15.02) mL3=15.00 mL;由c(待測(cè))20.0010-3 L=0.100 0 mol/L15.0010-3 L得c(待測(cè))=0.075 0 mol/L,故c(樣品)=0.075 0 mol/L=0.750 mol/L;樣品總酸量=100=4.5 g/100 mL。.(1)甲同學(xué)在處理數(shù)據(jù)過程中的計(jì)算不合理,因?yàn)榈?組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差太大應(yīng)舍去。(2)依據(jù)題表數(shù)據(jù)按照描點(diǎn)法畫出圖像(見答案)。依據(jù)圖像和圖表數(shù)據(jù)分析可知pH突變范圍是7.749.70,醋酸溶液和氫氧化鈉溶液恰好反應(yīng)生成的醋酸鈉溶液呈堿性,酚酞的變色范圍為8.210.0,所以指示劑應(yīng)選用酚酞。100 mL10 mL0.750mol 60 g / mol1 000 mL答案答案 .錐形瓶.0.7504.5.(1)不合理,因?yàn)榈?組數(shù)據(jù)與前3組數(shù)據(jù)相差較大,屬異常(離群)值,應(yīng)舍去。(2)如圖所示7.749.70酚酞2.對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理篩選實(shí)驗(yàn)測(cè)得的各種數(shù)據(jù),不一定都是解決問題所必需的,這時(shí)就需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選,從中得到解決問題所需的數(shù)據(jù)。例例2在0 、1.01105 Pa時(shí)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):甲、乙、丙三位同學(xué)各取30.0 mL同濃度的鹽酸,加入同一鎂鋁合金粉末,測(cè)定產(chǎn)生氣體的體積,有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:實(shí)驗(yàn)序號(hào)甲乙丙合金質(zhì)量(mg)510765918氣體體積(mL)560672672試求:(1)鹽酸中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度是多少?(2)合金中各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解析解析對(duì)比甲、乙、丙三組數(shù)據(jù),在乙組中合金質(zhì)量大于甲組中合金質(zhì)量,且氣體體積也大于甲組氣體體積,說明甲組中的鹽酸過量;丙組中加入的合金比乙組多,但放出的氣體和乙一樣多,可知丙組中合金過量,乙組中放出672 mL氣體需合金的質(zhì)量是:672 mL=612 mg,故乙組中的合金也過量。(1)求鹽酸的濃度時(shí)應(yīng)按乙組或丙組的數(shù)據(jù)來計(jì)算。即2HClH2,n(HCl)=2n(H2)=2=0.060 0 mol,c(HCl)=2.00 mol/L。510 mg560 mL0.672 L22.4 L/ mol0.060 0mol0.030 0 L(2)求合金中各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)應(yīng)按甲組數(shù)據(jù)來計(jì)算。設(shè)甲組合金中的鎂為x mol,鋁為y mol,則有24x+27y=0.510,x+y=,聯(lián)立解得:x=y=0.010 0,(Mg)=100%47.1%,(Al)52.9%。答案答案(1)2.00 mol/L(2)Mg:47.1%,Al:52.9%3.對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理組合從實(shí)驗(yàn)測(cè)得的大量數(shù)據(jù)中篩選出的數(shù)據(jù),有的可能是等效數(shù)據(jù),有的需用于解決幾個(gè)問題,這就需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行合理分配和組合。例例3現(xiàn)有一份CuO和Cu2O的混合物,用H2還原法測(cè)定其中CuO的質(zhì)量為x g。實(shí)驗(yàn)中可以測(cè)定如下數(shù)據(jù):W混合物的質(zhì)量(g),生成H2O320.56022.40.010 0mol24 g / mol0.510 g2H OW的質(zhì)量(g),WCu生成Cu的質(zhì)量(g),消耗的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積(L)(已知摩爾質(zhì)量:Cu64 g/mol、CuO80 g/mol、Cu2O144 g/mol、H2O18 g/mol)。(1)為了計(jì)算x,至少需要測(cè)定上述四個(gè)數(shù)據(jù)中的 個(gè),這幾個(gè)數(shù)據(jù)的組合共有 種,請(qǐng)將這些組合一一填入下表中:說明:選用W、WCu、表示,不必列出具體計(jì)算式。每個(gè)空格中填一種組合,有幾種組合就填幾種,不必填滿。2HV2H OW2HV (2)從上述組合中選出一個(gè)含W的求x的計(jì)算式:x= 。解析解析欲測(cè)定雙組分混合物中各物質(zhì)的含量,用聯(lián)立求解法顯然需要2個(gè)數(shù)據(jù)。從可以測(cè)定的四個(gè)數(shù)據(jù)中任取兩個(gè)不同數(shù)據(jù)共有組合:=6種,但考慮到組合、實(shí)際上只能列出一個(gè)方程,無法求出x的值,即、為等效數(shù)據(jù),應(yīng)排除,故有效組合只有5種。所確定的5種組合中含W的組合有3種:W、,W、WCu,W、,任選其一列方程組即可求出x。答案答案(1)2524C2H OW2HV2H OW2HV2H OW2HV4.對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納概括通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與綜合、比較與評(píng)價(jià)、歸納與演繹,從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律和事物的本質(zhì)。例例4一定溫度下,在一固定容積的密閉容器中,反應(yīng):mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)達(dá)到化學(xué)平衡。(1)若同等倍數(shù)地增大A、B的物質(zhì)的量濃度,要使A與B的轉(zhuǎn)化率都減小,則m+n與p+q之間必須滿足的關(guān)系是m+n p+q(填“”或“”或“=”)。(2)設(shè)初始時(shí)加入的A、B的物質(zhì)的量濃度分別為a mol/L和b mol/L,C、D均為0,平衡時(shí)C的物質(zhì)的量濃度為c mol/L,當(dāng)反應(yīng)方程式中m=n=p=q= 1時(shí),該可逆反應(yīng)達(dá)成的平衡體系具有某些特殊性,改變初始時(shí)加入的A、B的物質(zhì)的量濃度,測(cè)出A的轉(zhuǎn)化率數(shù)據(jù)如下表:請(qǐng)結(jié)合反應(yīng)分析上述數(shù)據(jù),總結(jié)規(guī)律填空:若實(shí)驗(yàn)中保持b不變而增大a,則A的轉(zhuǎn)化率 ,B的轉(zhuǎn)化率 ;(填“增大”“減小”或“不變”)當(dāng)a=4,c=1.5時(shí),b= ;平衡時(shí)a、b、c之間滿足的關(guān)系式為 。實(shí)驗(yàn)編號(hào)初始加入的A、B的物質(zhì)的量濃度(mol/L)A的轉(zhuǎn)化率ab130.7520%234.560%31.54.575%解析解析(1)同等倍數(shù)地增大A、B的物質(zhì)的量濃度,A與B的轉(zhuǎn)化率都減小,意味著增大壓強(qiáng)化學(xué)平衡向左移動(dòng),則m+np+q。(2)由實(shí)驗(yàn)2、3數(shù)據(jù)可知,保持b不變而增大a,A的轉(zhuǎn)化率減小,B的轉(zhuǎn)化率增大。由三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可分別計(jì)算出三組實(shí)驗(yàn)中各物質(zhì)的平衡濃度如下表:實(shí)驗(yàn)編號(hào)物質(zhì)的平衡濃度(mol/L)ABCD12.40.150.60.621.22.71.81.830.3753.3751.1251.125對(duì)上表平衡濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)規(guī)律:反應(yīng)物平衡濃度乘積=生成物平衡濃度乘積,故平衡時(shí)a、b、c之間滿足的關(guān)系式為(a-c)(b-c)=c2,運(yùn)用此關(guān)系式將a=4,c=1.5代入其中得b=2.4。答案答案(1)(2)減小增大2.4(a-c)(b-c)=c2 或ab=(a+b)c或1/a+1/b=1/c5.對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析,從實(shí)驗(yàn)事實(shí)中概括出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。