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以定量实验为核心,考查实验原理、试剂与仪器的选择、误差分析和计算等多种综合能力。

1.实验步骤补充型

12011·广东卷)某同学进行实验研究时,欲配制1.0mol·L1 Ba(OH)2溶液,但只找到在空气中暴露已久的Ba(OH)2·8H2O试剂(化学式量:315)。在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解,烧杯中存在大量未溶物。为探究其原因,该同学查得Ba(OH)2·8H2O283K293K303K时的溶解度(g/100g H2O)分别为2.53.95.6

1)烧杯中未溶物可能仅为BaCO3,理由是__________________________

2)假设试剂由大量Ba(OH)2·8H2O和少量BaCO3组成。设计实验方案,进行成分检验。写出实验步骤、预期现象和结论。不考虑结晶水的检验;室温时BaCO3饱和溶液的pH9.6

限选试剂及仪器:稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管。

实验步骤

预期现象和结论

步骤1:取适量试剂于洁净烧杯中,加入足量蒸馏水,充分搅拌,静置,过滤,得滤液和沉淀。

 

步骤2:取适量滤液于试管中,滴加稀硫酸。

 

步骤3:取适量步骤1中的沉淀于试管中,________

 

步骤4

 

3)将试剂初步提纯后,准确测定其中Ba(OH)2·8H2O的含量。实验如下:

250mL0.1mol·L1 Ba(OH)2溶液:准确称取w克试样,置于烧杯中,加适量蒸馏水,________,将溶液转入________中,洗涤,定容,摇匀。

滴定:准确量取25.00mL所配Ba(OH)2溶液于锥形瓶中,滴加指示剂,将________0.0200.050.19801.5mol·L1盐酸装入50mL酸式滴定管,滴定至终点,记录数据。重复滴定2次。平均消耗盐酸VmL

计算Ba(OH)2·8H2O的质量分数=____________(只列出算式,不做运算)。

4)室温下,________(填不能配制1.0mol·L1 Ba(OH)2溶液。

解析:本题考察常见的实验步骤的设计、仪器和试剂的选择、一定物质的量浓度的配制以及有关计算。

1Ba(OH)2属于强碱,易吸收空气中的水蒸气和CO2形成难溶的BaCO3沉淀,因此长时间暴露在空气中时Ba(OH)2就有可能转化为BaCO3

2Ba(OH)2易溶于水,所以滤液中含有Ba2+,因此滴加稀硫酸使会产生白色沉淀BaSO4;要想验证沉淀为BaCO3,可以利用其能与酸反应产生能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体;为进一步证明试剂是是否还有Ba(OH)2·8H2O,可以取步骤1中的滤液,用pH计测其pH值,若pH9.6,即证明滤液不是纯BaCO3溶液,即证明是由大量Ba(OH)2·8H2O和少量BaCO3组成,假设成立。

3由于试样中含有难溶性的BaCO3,因此加水溶解后要过滤,且冷却后在转移到250ml容量瓶中;Ba(OH)2溶液的浓度约为0.1mol·L1,体积是25ml,由于酸式滴定管的容量是50ml,因此盐酸的浓度至少应该是0.1mol·L1的,若盐酸的浓度过大,反应过快,不利于控制滴定终点,所以选择0.1980mol·L1的盐酸最恰当。消耗盐酸的物质的量是0.1980×V×103mol,所以2500ml溶液中含有Ba(OH)2的物质的量是mol,故w克试样中Ba(OH)2的质量是(0.1980×V×103/2×250/25×315g,故Ba(OH)2·8H2O的质量分数=×100%。

4)若配制1L 1.0mol·L1Ba(OH)2溶液,则溶液中溶解的Ba(OH)2·8H2O的质量是315g,所以此时的溶解度约是(315/1000×10031.5g/100g H2O,而在常温下Ba(OH)2·8H2O3.9g/100g H2O,显然不可能配制出1.0mol·L1 Ba(OH)2溶液。

答案:

1)由于Ba(OH)2·8H2O与收空气中的CO2反,所取试剂大部分已变质为BaCO3,未变质的Ba(OH)2·8H2O在配制溶液时能全部溶解。

2

实验步骤

预期现象和结论

步骤1:取适量试剂于洁净烧杯中,加入足量蒸馏水,充分搅拌,静置,过滤,得滤液和沉淀。

 

步骤2:取适量滤液于试管中,滴加稀硫酸。

出现白色沉淀,说明该试剂中有Ba2+存在

步骤3:取适量步骤1中的沉淀于是试管中,滴加稀盐酸,连接带塞导气管将产生的气体导入澄清石灰水中

澄清石灰水变混浊。说明该试剂中含有BaCO3

步骤4:取步骤1中的滤液于烧杯中,用pH计测定其pH值。

pH值明显大于9.6,说明该试剂中含有Ba(OH)2

3搅拌溶解 250ml容量瓶中 ② 0.1980 ×100%。

4)不能。

2.实验基本操作型

22011·福建卷)化学兴趣小组对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行以下探究:

查得资料:该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成;牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生。

I摩擦剂中氢氧化铝的定性检验

取适量牙膏样品,加水充足搅拌、过滤。

1)往滤渣中加入过量NaOH溶液,过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是________

2)往(1)所得滤液中先通入过量二氧化碳,再加入过量稀盐酸。观察的现象是_____

牙膏样品中碳酸钙的定量测定

利用下图所示装置图中夹持仪器略去进行实验,充分反应后,测定C中生成的BaCO3沉淀质量,以确定碳酸钙的质量分数。

依据实验过程回答下列问题:

3)实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌BC中的反应物外,还有:___________

4C中反应生成BaCO3的化学方程式是______________________________

5)下列各项措施中,不能提高测定准确度的是___________________填标号

a.在加入盐酸之前,应排净装置内的CO2气体

b.滴加盐酸不宜过快

c.在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置

d.在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置

6)实验中准确称取8.00g样品三份,进行三次测定,测得BaCO3平均质量为3.94g。则样品中碳酸钙的质量分数为________

7)有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量,只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差,一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高,原因是__________

解析:

1)氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式书写,要求基础,Al(OH)3OH[Al(OH)4]Al(OH)3OHAlO22H2O

2)生成的是NaAlO2溶液,通入CO2气体有Al(OH)3白色沉淀生成,并且生成NaHCO3,加入盐酸有CO2气体产生、Al(OH)3沉淀溶解。学生完整描述实验现象要比较扎实的基本功。

3)实验过程中需持续缓缓通入空气,把生成的CO2全部排入C中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收。这样设问学生经常接触。

4CO2Ba(OH)2BaCO3↓+H2O,基础简单的方程式书写。

5)在加入盐酸之前,应排净装置内的CO2气体,会影响测量,滴加盐酸不宜过快,保证生成的CO2完全被吸收。在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置,因为整个装置中不需要干燥,有水分不会影响CO2吸收。在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置,C瓶中是足量Ba(OH)2,可以吸收CO2中的HCl,而不影响CO2吸收,所以不需要除去CO2中的HCl,选cd

6BaCO3质量为3.94gnBaCO30.0200mol,则nCaCO3=0.0200mol,质量为2.00g,则样品中碳酸钙的质量分数为25%。此问计算比较简单。

7Ba(OH)2溶液还吸收了水蒸气、氯化氢气体等,造成质量偏大,所以可以回答B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中。

答案:

1Al(OH)3OH[Al(OH)4]Al(OH)3OHAlO22H2O

2)通入CO2气体有白色沉淀生成;加入盐酸有气体生成、沉淀溶解

3)把生成的CO2气体全部排入C中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收

4CO2Ba(OH)2BaCO3↓+H2O

5cd

625%

7B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C

    
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