化學實驗設計評價與改進二

1、課時70 化學實驗設計、評價與改進（二）（定性與定量實驗）一、知識回顧與記憶1定性實驗：化學定性實驗要解決的是研究對象“有什么”的問題。其主要任務是確定物質的組成（如由哪些元素組成），只有確定物質的組成后，才能選擇適當?shù)姆治龇椒ㄟM行定量分析?；瘜W實驗中的定性分析，主要有常見分子、離子的檢驗。2定量實驗：化學定量實驗要解決的是研究對象“有多少”的問題。其主要任務是在確定物質組成的前提下，進一步確定物質中各組分的具體含量?；瘜W實驗中的定量分析，常見的有混合物中某一成分含量的測定。【課內練習】1某化學興趣小組對碳銨的成分存在疑問，進行了如下探究。【定性實驗】檢驗碳銨中的陰、陽離子。（1）取少量固體放

2、入試管中，加入鹽酸，把生成的氣體通入澄清石灰水中，有白色沉淀生成。根據(jù)實驗現(xiàn)象，推測碳銨中所含有陰離子可能是和 。（2）檢驗碳銨中陽離子的方法是 。 【定量實驗】測定碳銨中C元素和N元素質量比。 該興趣小組準確稱取ag碳銨，加熱使之分解，并把產(chǎn)物通入堿石灰中，如下圖所示。（3）若灼燒后沒有固體殘余，稱量U形管在實驗前后的質量差為bg。由此測得N元素的質量是g。 （4）為了測定碳銨中碳元素的質量，他們設計的實驗方案是將ag碳銨完全溶解于水，加入過量BaCl2，然后測定生成沉淀質量。該方案是否合理（填“合理”“不合理”），理由是 。二、方法掌握與訓練（定量分析的常用方法） 【課內練習】2純堿樣品中

3、常含有雜質NaCl，請設計實驗測定Na2CO3的質量分數(shù)。方法1：(1)干燥管的作用是_，(2)該裝置的存在缺陷為_方法2：取一定量的純堿試樣，與足量的稀硫酸反應，用如圖所示，排飽和NaHCO3溶液的方法測定生成的CO2體積。(3)能否用水代替飽和NaHCO3溶液，為什么？ (4)使用該裝置前需要檢查氣密性，具體操作為 (5)使用該裝置，讀數(shù)前需要注意的事項有(寫出三項) 方法3： (6)試劑B可以選擇BaCl2溶液或者CaCl2溶液，減少誤差的角度BaCl2溶液較合適，為什么？(7)如何判斷CO32-已沉淀完全？ (8)為什么要洗滌沉淀，如何洗滌沉淀？(9)如何判斷沉淀已經(jīng)洗滌干凈？方法4：

4、滴定序號待測液體積(mL)所消耗鹽酸標準液的體積(mL)滴定前滴定后120.000.5020.60220.004.2027.30320.006.0025.90(10)使用酚酞作為指示劑，滴定終點的現(xiàn)象_(11)已知此時滴定終點的反應為CO32-+H+=HCO3-，則碳酸鈉的質量分數(shù)為_【方法精要】定量實驗是中學化學實驗的重要組成，定量實驗涉及實驗結果的準確性，也是中學化學實驗中要求最高的組成部分。定量測定常用的實驗方法有氣體質量法、氣體體積法、重量法、容量法等多種方法。對于同一個定量實驗，往往可以采用不同的實驗方法。三、能力提升與練習（定量分析中的綜合實驗能力）【例】（2011北京高考）下列實

5、驗方案中，不能測定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3質量分數(shù) A取a克混合物充分加熱，減重b克 B取a克混合物與足量稀鹽酸充分反應，加熱、蒸干、灼燒，得b克固體 C取a克混合物與足量稀硫酸充分反應，逸出氣體用堿石灰吸收，增重b克 D取a克混合物與足量Ba(OH)2溶液充分反應，過濾、洗滌、烘干，得b克固體【能力解析】定量實驗中經(jīng)常要測定混合物的質量分數(shù)，根據(jù)混合物參與反應的情況，該計算一般可以歸納為三類：（1）混合物中只有一種物質會發(fā)生反應，此時直接用關系式進行計算；（2）混合物中有兩種物質會發(fā)生反應，此時可分別將設其為xmol、ymol，聯(lián)立二元一次方程組求解；（3）混合物中的一

6、種物質可轉化成另一種物質，此時可運用差量法進行計算。選項C，逸出的氣體中除CO2外，還含有水蒸氣，無法計算。答案：C【課內練習】3現(xiàn)有 3份由碳酸鈉和碳酸氫鈉組成的不同混合物。(1)取樣品 1.9克溶于水，與足量BaCl2溶液充分反應，將所得沉淀過濾、洗滌、干燥并稱重，得到1.97g沉淀，則碳酸鈉的質量分數(shù)為_。(2)取樣品 29.6克，與足量鹽酸充分反應，得到6.72升氣體(標況)，則碳酸鈉的質量分數(shù)為_。(3)取樣品27.2克，加熱至質量不再改變，剩余固體重為21.0g，則碳酸鈉的質量分數(shù)為_。課后達標練習1（2011莆田）某化學興趣小組擬采用下圖裝置甲電解飽和氯化鈉溶液，并用電解產(chǎn)生的H

7、2還原CuO粉末來測定Cu的相對原子質量Ar(Cu)，同時檢驗氯氣的氧化性，圖中夾持和加熱儀器已略去。（1）寫出裝置甲中反應的離子方程式： 。（2）為完成上述實驗，正確的連接順序為a連 ，b連 （填寫連接的字母）。（3）裝置乙中第一個廣口瓶內的溶液不能是（） A.淀粉碘化鉀溶液B. NaOH溶液C. FeCl2與KSCN混合溶液D. Na2SO3溶液（4）在對硬質玻璃管里的氧化銅粉末加熱前，需進行的操作為 。（5）裝置丙中廣口瓶內盛放的試劑為 ，作用是 。（6）為了測定Cu的相對原子質量，某同學通過實驗測得丙裝置反應前后如下數(shù)據(jù)：樣品質量為m 1g、反應后硬質玻璃管中剩余固體質量為m 2g、反

8、應前后U型管及其中固體質量差為m 3g、反應前后洗氣瓶及其中液體質量差為m 4g。 請選擇理論上誤差最小的一組數(shù)據(jù)計算Ar(Cu)，Ar(Cu)= 。 如果選用其他組數(shù)據(jù)進行計算，會導致Ar(Cu) （填“偏大”、“偏小”或“不受影響”），理由是 。2（2011龍巖）某研究性小組擬用下述方案測定一份亞硫酸鈉試樣的氧化變質程度。 方案一根據(jù)試樣與足量70%硫酸反應產(chǎn)生的SO2氣體體積來測定。（1）請從圖中選用適當?shù)难b置，裝置的連接順序是（填接口字母）_。 （2）按圖連接好儀器，進行氣密性檢查的操作是_。 （3）甲裝置中發(fā)生反應的化學方程式為_ （4）稱取2.0g試樣，測得氣體體積112mL(標況

9、)，則Na2SO3的質量分數(shù)為_。方案二根據(jù)試樣與鋇鹽溶液反應產(chǎn)生硫酸鋇沉淀的質量來測定。流程如下：（5）操作2名稱是_，其操作方法是_。若缺少該操作，測得的Na2SO3質量分數(shù)_（填偏大、偏小或不變）。 （6）甲、乙兩同學開展實驗時，分別按下表敘述開展“操作1”（其余操作相同且符合實驗規(guī)范要求），并得到表中所示的沉淀質量和亞硫酸鈉質量分數(shù)(Na2SO3%)的計算表達式：操作1沉淀質量Na2SO3%計算表達式甲先往溶液中加入足量鹽酸，再滴入足量BaCl2b克（1-142b/233a）×100%乙先往溶液中加入足量Ba(NO3)2，再滴入足量鹽酸c克（1-142c/233a）×

10、;100%_（填“甲”或“乙”）的“Na2SO3%計算表達式”有問題，因為_。高考原題實戰(zhàn)1(2011福建高考)化學興趣小組對某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進行以下探究：查得資料：該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其它成分遇到鹽酸時無氣體生成。.摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗  取適量牙膏樣品，加水成分攪拌、過濾。（1）往濾渣中加入過量NaOH溶液，過濾。氫氧化鋁與NaOH溶液反應的離子方程式是_。（2）往（1）所得濾液中先通入過量二氧化碳，再加入過量稀鹽酸。觀察到的現(xiàn)象是_。.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定利用下圖所示裝置（圖中夾持儀器略去）進行實驗，充分反應后，測定C中生成的Ba

11、CO3沉淀質量，以確定碳酸鈣的質量分數(shù)。依據(jù)實驗過程回答下列問題：（3）實驗過程中需持續(xù)緩緩通入空氣。其作用除了可攪拌B、C中的反應物外，還有：_。（4）C中反應生成BaCO3的化學方程式是_。（5）下列各項措施中，不能提高測定準確度的是_（填標號）。a.在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的CO2氣體b.滴加鹽酸不宜過快c.在AB之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置d. 在BC之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置（6）實驗中準確稱取8.00g樣品三份，進行三次測定，測得BaCO3平均質量為3.94g 。則樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)為_。（7）有人認為不必測定C中生成的BaCO3質量，只要測定裝置C在吸收CO2

12、前后的質量差，一樣可以確定碳酸鈣的質量分數(shù)。實驗證明按此方法測定的結果明顯偏高，原因是 。課時70課內練習1（1）HCO3、CO32（2）取少量碳銨放入試管中，加入濃NaOH溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗生成的氣體，石蕊試紙變藍色即證明碳銨中含有NH4。（3）（4）不合理，因為碳銨中可能含有HCO3，不能與BaCl2產(chǎn)生沉淀，所測得碳元素質量分數(shù)不準確。2（1）防止空氣中的水蒸氣與二氧化碳進入U型管 (2) 缺少“鼓氣”裝置不能保證反應產(chǎn)生的CO2被完全吸收（3）不可以，因為CO2可溶于水（4）關閉漏斗活塞，微熱錐形瓶，若量氣管液面下降，說明氣密性良好（5）冷卻至室溫；調節(jié)兩液面相平；視

13、線與凹液面的最低處相切（6）所得的BaCO3的沉淀質量較大，相對誤差比較?。?）靜置，往上層清夜繼續(xù)滴加BaCl2溶液，若無新沉淀生成，則CO32-已沉淀完全（8）如果沒有洗滌沉淀，會造成沉淀質量偏大 向漏斗加蒸餾水至浸沒沉淀，待水流完，重復2-3次（9）取最后一次洗滌液，滴加AgNO3溶液，若無新沉淀生成，則沉淀已洗滌干凈。(10)溶液由紅色變?yōu)闊o色，而且半分鐘不變色（11）10.6/m 2（1）aedh（2）關閉分液漏斗活塞，將右側導管放入水中，用手捂熱錐形瓶，若導管口有氣泡冒出，松開手后，導管內形成一段水柱，則證明氣密性良好（3）Na2SO3+H2SO4(濃)= Na2SO4 +SO2+

14、H2O（4）31.5%（5）洗滌用玻璃棒引流，往漏斗的沉淀中加蒸餾水，至浸沒沉淀（液面不超過濾紙邊沿），待液體流出后，重復操作23次偏?。?）乙；先加足量的Ba(NO3)2，再滴入足量鹽酸，產(chǎn)生的BaSO3沉淀也會被硝酸氧化為BaSO4沉淀。3（1）55.8% （2）71.6% （3）38.3%課后達標練習1（1）2Cl+2H2O2OH +H2+Cl2（2）f；c（3）BD（4）檢驗氫氣的純度，防止發(fā)生爆炸（5）濃硫酸干燥H2，防止硬質玻璃管炸裂（6） 偏小空氣中的H2O通過e導管口進入U型管造成m3偏大2（1）aedh（2）關閉分液漏斗活塞，將右側導管放入水中，用手捂熱錐形瓶，若導管口有氣泡冒出，松開手后，導管內形成一段水柱，則證明氣密性良好（3）Na2SO3+H2SO4(濃)= Na2SO4 +SO2+H2O（4）31.5%（5）洗滌 用玻璃棒引流，往漏斗的沉淀中加蒸餾水，至浸沒沉淀（液面不超過濾紙邊沿