【創(chuàng)新設(shè)計】2021高考化學(xué)(人教版)一輪總復(fù)習(xí)熱點回頭練-12氣體定量測定在實驗中的強化應(yīng)用

熱點回頭專練氣體定量測定在試驗中的強化應(yīng)用(老師用書獨具)1．某試驗小組利用反應(yīng)2CuO＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2CuCl2＋O2測定銅的近似相對原子質(zhì)量，可供選擇的裝置如圖所示。方案一：通過測定反應(yīng)物CuO的質(zhì)量m(CuO)和產(chǎn)物O2的體積V(O2)來測定銅的近似相對原子質(zhì)量。(1)按氣流方向從左到右用膠管(圖中未畫出)將選擇的儀器組合成一套試驗裝置，連接挨次為a→()()→()()→()()→()()→b。(2)裝置B是由干燥管和堿式滴定管改造而成的測量氣體體積的裝置，試驗前滴定管液面初讀數(shù)為V1L，試驗后恢復(fù)到室溫，調(diào)整裝置兩側(cè)液面相平后得到末讀數(shù)為V2L，設(shè)室溫時氣體摩爾體積為VmL·mol－1，且E裝置中CuO的質(zhì)量為m1g，充分反應(yīng)后生成CuCl2的質(zhì)量為m2g，則銅的近似相對原子質(zhì)量的表達式為___________________________________________________[用含m1、V1、V2的代數(shù)式表示]。(3)若氧化銅中混有銅，則測定結(jié)果________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。(4)裝置E在試驗過程中的主要現(xiàn)象是_________________________________。方案二：利用A、D、E、F四套裝置(尾氣由其他的裝置處理)完成測定任務(wù)。(5)你認為測定的物理量有___________________________________________(寫出一組)，按你測定的物理量，寫出銅的近似相對原子質(zhì)量的表達式：___________________________________________________________________________________________________________________________________。解析方案一：通過測定反應(yīng)物CuO的質(zhì)量m(CuO)和產(chǎn)物O2的體積V(O2)來測定銅的近似相對原子質(zhì)量；方案二：通過測定反應(yīng)物CuO的質(zhì)量和產(chǎn)物CuCl2的質(zhì)量來測定銅的近似相對原子質(zhì)量。試驗前要設(shè)計得到純潔的Cl2，裝置A：MnO2＋4HCl(濃)eq\o(=,\s\up7(△))MnCl2＋Cl2↑＋2H2O，得到Cl2中含有HCl和水蒸氣，用裝置D來除去HCl，用裝置F干燥Cl2。在裝置E中發(fā)生反應(yīng)2CuO＋2Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2CuCl2＋O2。當用方案一時，先用裝置C(堿石灰)除去多余的氯氣，再用裝置B測量V(O2)，因此方案一儀器連接挨次為a→ef→ij→gh→cd→b。2CuO～O22M(Cu)＋32 Vmm1 V1－V2eq\f(2M（Cu）＋32,m1)＝eq\f(Vm,V1－V2)，M(Cu)＝eq\f(m1×Vm,2（V1－V2）)－16。CuO～CuCl2M(Cu)＋16 M(Cu)＋71m1 m2eq\f(M（Cu）＋16,m1)＝eq\f(M（Cu）＋71,m2)，可得M(Cu)＝eq\f(71m1－16m2,m2－m1)。答案(1)efijghcd(2)eq\f(m1×Vm,2（V1－V2）)－16(3)偏大(4)固體由黑色變成棕黃色(5)m1、m2eq\f(71m1－16m2,m2－m1)2．某同學(xué)利用氯酸鉀分解制氧氣的反應(yīng)，測定氧氣的摩爾質(zhì)量，試驗步驟如下：①把適量的氯酸鉀粉末和少量二氧化錳粉末混合均勻，放入干燥的試管中，精確?????稱量，質(zhì)量為ag。②裝好試驗裝置。③檢查裝置氣密性。④加熱，開頭反應(yīng)，直到產(chǎn)生肯定量的氣體。⑤停止加熱(如圖所示，導(dǎo)管出口高于液面)。⑥測量收集到的氣體的體積。⑦精確?????稱量試管和殘留物的質(zhì)量為bg。⑧測量試驗室的溫度。⑨把殘留物倒入指定的容器中，洗凈儀器，放回原處，把試驗桌面整理潔凈。⑩處理試驗數(shù)據(jù)，求出氧氣的摩爾質(zhì)量。回答下列問題：(1)如何檢查裝置的氣密性？___________________________________________________________________________________________________________。(2)以下是測量收集到的氣體體積必需包括的幾個步驟：①調(diào)整量筒內(nèi)外液面高度使之相同；②使試管和量筒內(nèi)的氣體都冷卻至室溫；③讀取量筒內(nèi)氣體的體積。這三步操作的正確挨次是________(請?zhí)顚懖襟E代號)。(3)測量收集到的氣體體積時，如何使量筒內(nèi)外液面的高度相同？________________________________________________________________。(4)假照試驗中得到的氧氣體積是cL(已換算為標準狀況)，水蒸氣的影響忽視不計，氧氣的摩爾質(zhì)量的計算式為(含a、b、c，不必化簡)M(O2)＝_______________________________________________________________。解析解答定量試驗題的一般方法為先看試驗?zāi)康?，再分析試驗的反?yīng)原理和計算原理。該試驗的反應(yīng)原理為2KClO3eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5(△))2KCl＋3O2↑計算原理為M(O2)＝eq\f(m（O2）,n（O2）)，m(O2)＝ag－bg，n(O2)＝eq\f(V標準（O2）,22.4L·mol－1)＝eq\f(cL,22.4L·mol－1)，所以，該試驗的關(guān)鍵在于精確?????測定氧氣的體積。而氣體的體積取決于兩個因素：一是溫度，二是壓強。這就要求讀數(shù)時，氣體溫度要與室溫全都，量筒內(nèi)外壓強全都。在弄清原理后，再考慮試驗的每一步操作。答案(1)將導(dǎo)管的出口浸入水槽的水中，手握住試管，有氣泡從導(dǎo)管口逸出，放開手后，有少量水進入導(dǎo)管，并形成穩(wěn)定的液柱，表明裝置不漏氣(2)②①③(3)漸漸將量筒上下移(4)eq\f(22.4L·mol－1×（ag－bg）,cL)3．某課外愛好小組為探究某種合金(含Mg、Al)中鋁的含量，設(shè)計如圖裝置進行試驗。(1)如何檢查該裝置的氣密性？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)寫出該合金與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式：_______________________________________________________________________________________。(3)使足量氫氧化鈉溶液與ag合金(固體M)充分反應(yīng)，進入量氣管的氣體體積為VmL(已換算成標準狀況，下同)。若a＝0.036，V＝22.4，該合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)是________。(4)若將裝置中的氫氧化鈉溶液替換為足量的鹽酸，與ag合金粉末充分反應(yīng)，則進入量氣管內(nèi)的氣體體積________(填“>”、“<”或“＝”)VmL；利用測得的氣體體積能否對合金中的Al含量進行計算？________(填“能”或“否”)。解析(3)合金中只有Al可以和NaOH溶液反應(yīng)，依據(jù)反應(yīng)2OH－＋2Al＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑，計算得參與反應(yīng)的Al為0.018g，可以求出合金中鋁的質(zhì)量分數(shù)為50%；(4)Mg和Al都可以與鹽酸反應(yīng)放出氫氣，故改為鹽酸后產(chǎn)生的氣體體積比原來大，依據(jù)鎂和鋁與鹽酸的反應(yīng)可以列出方程組計算出合金中Al和Mg的質(zhì)量。答案(1)安裝好裝置并在量氣管中加水，向上(或向下)移動水準管，靜置片刻。若水準管中液面與量氣管液面維持肯定的高度差，說明裝置氣密性良好(2)2OH－＋2Al＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑(3)50%(4)>能4．飽和氯水與石灰石反應(yīng)是制取較濃HClO溶液的方法之一。某愛好小組進行了如下試驗探究。試驗一：定性爭辯。①在試管中加入過量的塊狀碳酸鈣，再加入約20mL飽和氯水(如圖所示)，充分反應(yīng)，有少量氣泡產(chǎn)生，溶液淺黃綠色褪去；②過濾，將濾液滴在有色布條上，發(fā)覺濾液比氯水的漂白性更強；③為了確定反應(yīng)產(chǎn)物，將濾液分為三份，分別進行以下試驗：第一份與石灰水混合，馬上產(chǎn)生大量白色沉淀；其次份與稀鹽酸混合，馬上產(chǎn)生大量無色氣體；第三份濾液加熱，看到濾液變渾濁且有大量無色氣體產(chǎn)生。經(jīng)檢測，上述試驗中產(chǎn)生的無色氣體均為CO2。請回答：(1)反應(yīng)后所得的溶液漂白性比氯水強的緣由是________________________________________________________________________________________。(2)依據(jù)上述試驗可推知：濾液中的溶質(zhì)除CaCl2、HClO外，還有________(填寫溶質(zhì)的化學(xué)式)。試驗二：定量爭辯。在圓底燒瓶底部，用一塑料網(wǎng)包住塊狀石灰石(過量)與150mL飽和氯水反應(yīng)，按下圖所示裝置試驗，待不再產(chǎn)生氣泡后，將塑料網(wǎng)中剩余的石灰石提出液面，將裝置密封后再加熱，煮沸燒瓶中的液體，量筒中的氣體不再增加時停止試驗。請回答：(3)試驗結(jié)束后檢測到量筒中收集到的氣體除CO2外還有O2，請寫出Ⅰ中產(chǎn)生O2的化學(xué)反應(yīng)方程式______________________________________________。(4)為削減用裝置Ⅲ收集氣體過程中CO2因溶解而造成的損失，請你對裝置Ⅲ進行改進(水槽中仍為水)，最簡潔的方法是____________________________。解析(1)由于次氯酸的酸性弱于碳酸的酸性，但強于HCO3－的酸性，所以碳酸鈣只與鹽酸反應(yīng)，與氯水中的次氯酸是不反應(yīng)的。即CaCO3消耗了氯水中的鹽酸，使可逆反應(yīng)Cl2＋H2OHCl＋HClO的平衡向右移動，HClO濃度增大，所以漂白性增加。(2)第一份濾液與石灰水混合，馬上產(chǎn)生大量白色沉淀，其次份與稀鹽酸混合，馬上產(chǎn)生大量CO2，因此可以推斷白色沉淀是碳酸鈣，所以濾液中還存在的溶質(zhì)是碳酸氫鈣。(3)次氯酸不穩(wěn)定，受熱易分解生成氧氣和氯化氫，反應(yīng)方程式為2HClOeq\o(=,\s\up7(△))2HCl＋O2↑。(4)氣體的溶解度隨溫度的上升而降低，所以要減小CO2溶解帶來的損耗，可以將水槽中的水換為熱水。答案(1)CaCO3消耗了氯水中的鹽酸，使可逆反應(yīng)Cl2＋H2OHCl＋HClO的平衡向右移動，HClO濃度增大(2)Ca(HCO3)2(3)2HClOeq\o(=,\s\up7(△))2HCl＋O2↑(4)將水槽中的水換為熱水(答案合理即可)5．有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物，某同學(xué)設(shè)計如下試驗，通過測量反應(yīng)前后C、D裝置質(zhì)量的變化，測定該混合物中各組分的質(zhì)量分數(shù)。(1)加熱前通入空氣的目的是_______________________________________，操作方法為_______________________________________________。(2)裝置A、C、D中盛放的試劑分別為：A_______________，C____________，D____________。(3)若將A裝置換成盛放NaOH溶液的洗氣瓶，則測得的NaCl的含量將________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”，下同)；若B中反應(yīng)管右側(cè)有水蒸氣冷凝，則測定結(jié)果中NaHCO3的含量將________；若撤去E裝置，則測得Na2CO3·10H2O的含量將________。(4)若樣品質(zhì)量為wg，反應(yīng)后C、D增加的質(zhì)量分別為m1g、m2g，由此可知混合物中NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)為________(用含w、m1、m2的代數(shù)式表示)。解析(2)A、C、D都是U形管，不能盛液體試劑，只能盛固體試劑。A處試劑必需同時吸取CO2和水蒸氣。故A處盛的是堿石灰；C、D兩處分別吸取水蒸氣和CO2，故C處可盛無水硫酸銅(或無水CaCl2、P2O5等)，D處可盛堿石灰。(3)若A裝置盛放NaOH溶液只吸取CO2，不吸取水蒸氣，則混合物中產(chǎn)生水蒸氣的Na2CO3·10H2O和NaHCO3的總質(zhì)量在計算中會增大，因此測得的NaCl的含量會偏低；若B中反應(yīng)管右側(cè)有水蒸氣冷凝，則水蒸氣總質(zhì)量減小，Na2CO3·10H2O和NaHCO3的總質(zhì)量在計算中會減小，但是NaHCO3的質(zhì)量是依據(jù)CO2的質(zhì)量進行計算，所以測得的NaHCO3的含量