五年高考真题精编——定量实验设计与评价

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1.【2015浙江理综化学】(15分)某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的测定和碘的制取。实验(一)碘含量的测定取0.0100mol·Lˉ1的AgNO3标准溶液装入滴定管,取100.00mL海带浸取原液至滴定池,用电势滴定法测定碘含量。测得的电动势(E)反映溶液中c(Iˉ)的变化,部分数据如下表:V(AgNO3)/mL15.0019.0019.8019.9820.0020.0221.0023.0025.00E/mV-225-200-150-10050.0175275300325实验(二)碘的制取另制海带浸取原液,甲、乙两种实验方案如下:已知:3I2+6NaOH=5NaI+NaIO3+3H2O。请回答:(1)实验(一)中的仪器名称:仪器A,仪器B。(2)①根据表中数据绘制滴定曲线:②该次滴定终点时用去AgNO3溶液的体积为mL,计算得海带中碘的百分含量为%。(3)①分液漏斗使用前须检漏,检漏方法为。②步骤X中,萃取后分液漏斗内观察到的现象是。③下列有关步骤Y的说法,正确的是。A.应控制NaOH溶液的浓度和体积B.将碘转化成离子进入水层C.主要是除去海带浸取原液中的有机杂质D.NaOH溶液可以由乙醇代替④实验(二)中操作Z的名称是。(4)方案甲中采用蒸馏不合理,理由是。【答案】(1)坩埚500mL容量瓶(2)①②20.00mL0.635%(3)①向分液漏斗中加入少量水,检查旋塞处是否漏水;将漏斗倒转过来,检查玻璃塞是否漏水②液体分上下两层,下层呈紫红色③AB④过滤(4)主要由于碘易升华,会导致碘的损失【解析】考点:本题主要是考查定量实验、实验设计与评价、实验流程分析与应用,涉及仪器识别、仪器选择与使用、物质的分离与提纯实验操作等2.【2015四川理综化学】(13分)(NH4)2SO4是常见的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。[查阅资料](NH4)2SO4在260℃和400℃时分解产物不同。[实验探究]该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)实验1:连接装置A-B-C-D,检查气密性,按图示加入试剂(装置B盛0.5000mol/L盐酸70.00mL)。通入N2排尽空气后,于260℃加热装置A一段时间,停止加热,冷却,停止通入N2。品红溶液不褪色,取下装置B,加入指示剂,用0.2000mol/LNaOH溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗NaOH溶液25.00mL。经检验滴定后的溶液中无SO42-。(1)仪器X的名称是________________。(2)滴定前,下列操作的正确顺序是_________(填字母编号)。a.盛装0.2000mol/LNaOH溶液b.用0.2000mol/LNaOH溶液润洗c.读数、记录d.查漏、清洗e.排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面(3)装置B内溶液吸收气体的物质的量是__________mol实验2:连接装置A-D-B,检查气密性,按图示重新加入试剂。通入N2排尽空气后,于400℃加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物,停止加热,冷却,停止通入N2。观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置D内溶液中有SO32-,无SO42-。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。(4)检验装置D内溶液中有SO32-,无SO42-的实验操作和现象是__________.(5)装置B内溶液吸收的气体是____________.(6)(NH4)2SO4在400℃分解的化学方程式是______________________.【答案】(1)圆底烧瓶(2)dbaec(3)0.03mol(4)取少量装置D内溶液于试管中,滴加BaCl2溶液,生成白色沉淀;加入足量稀盐酸后沉淀完全溶解,放出无色刺激性气体(5)NH3(6)3(NH4)2SO4△4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑考点:实验设计与评价3.【2014年高考北京卷第27题】(12分)碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体,再用测碳、测硫装置进行测定。(1)采用装置A,在高温下x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。①气体a的成分是____________________。②若钢样中硫以FeS形式存在,A中反应:3FeS+5O2=======高温1______+3______。(2)将气体a通入测硫酸装置中(如右图),采用滴定法测定硫的含量。①H2O2氧化SO2的化学方程式:_________________。②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗zmLNaOH溶液,若消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为y克,则该钢样中硫的质量分数:_________________。(3)将气体a通入测碳装置中(如下图),采用重量法测定碳的含量。①气体a通过B和C的目的是_____________________。②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是__________________。【答案】(1)①CO2、SO2、O2;②Fe3O4;SO2(2)①H2O2+SO2=H2SO4;②zy/x(3)①除去SO2对CO2测定的干扰②吸收CO2气体前后吸收瓶的质量考点:本题主要是考查物质检验实验方案设计与探究4.【2014年高考福建卷第25题】(15分)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验:实验一焦亚硫酸钠的制取采用右图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置II中有Na2S2O5晶体析出,发生的反应为:Na2SO3+SO2=Na2S2O5(1)装置I中产生气体的化学方程式为。(2)要从装置II中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是。(3)装置III用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为(填序号)。实验二焦亚硫酸钠的性质Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。(4)证明NaHSO3溶液中HSO3-的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是(填序号)。a.测定溶液的pHb.加入Ba(OH)2溶液c.加入盐酸d.加入品红溶液e.用蓝色石蕊试纸检测(5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是。实验三葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定(6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下:(已知:滴定时反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI)①按上述方案实验,消耗标准I2溶液25.00mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为g·L-1。②在上述实验过程中,若有部分HI被空气氧化,则测得结果(填“偏高”“偏低”或“不变”)。【答案】(1)Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O或Na2SO3+2H2SO4=2NaHSO4+SO2↑+H2O(2)过滤(3)d(4)a、e(5)取少量Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解,滴加足量盐酸,振荡,再滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成(6)①0.16②偏低考点:本题主要是考查物质制备实验方案设计与探究5.【2014年高考江苏卷第21B题】[实验化学]磷酸铁(FePO4·2H2O,难溶于水的米白色固体)可用于生成药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料,实验室可通过下列实验制备磷酸铁。(1)称取一定量已除去油污的废铁屑,加入稍过量的稀硫酸,加热、搅拌,反应一段时间后过滤,反应加热的目的是。(2)向滤液中加入一定量H2O2氧化Fe2+。为确定加入H2O2的量,需先用K2Cr2O7标准溶液滴定滤液中的Fe2+,离子方程式如下:①在向滴定管注入K2Cr2O7标准溶液前,滴定管需要检漏、和。②若滴定xmL滤液中的Fe2+,消耗amol·L—1K2Cr2O7标准溶液bmL,则滤液中c(Fe2+)=mol·L—1③为使滤液中的Fe2+完全被H2O2氧化,下列实验条件控制正确的是(填序号)。A.加入适当过量的H2O2溶液B.缓慢滴加H2O2溶液并搅拌C.加热,使反应在较高温度下进行D.用氨水调节pH=7(3)将一定量的Na2HPO4溶液(溶液显碱性)加入到含有Fe3+的溶液中,搅拌、过滤、洗涤、干燥得到FePO4·2H2O。若反应得到的FePO4·2H2O固体呈棕黄色,则磷酸铁中混有的杂质可能为。【答案】(1)加快反应速率(2)①用蒸馏水洗净用重铬酸钾标准液润洗2——3次②6ab/x③AB(3)氢氧化铁考点:本题主要是考查实验化学有关内容,涉及实验化学中滴定管的使用,简单的氧化还原反应计算,实验条件的控制原理等内容6.【2014年高考天津卷第9题】(18分)Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水。在中性或碱性环境中稳定。I.制备Na2S2O3•5H2O反应原理:Na2SO3(aq)+S(s)Na2S2O3(aq)实验步骤:①称取15gNa2SO3加入圆底烧瓶中,再加入80ml蒸馏水。另取5g研细的硫粉,用3ml乙醇润湿,加入上述溶液中。②安装实验装置(如图所示,部分加持装置略去),水浴加热,微沸60分钟。③趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O3•5H2O,经过滤,洗涤,干燥,得到产品。回答问题:(1)硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是。(2)仪器a的名称是,其作用是。(3)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是,检验是否存在该杂质的方法是。(4)该实验一般控制在碱性环境下进行,否则产品发黄,用离子方程式表示其原因:。II.测定产品纯度准确称取Wg产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.1000mol•L‾1碘的标准溶液滴定。反应原理为:2S2O32‾+I2=S4O62-+2I‾(5)滴定至终点时,溶液颜色的变化:。(6)滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为mL。产品的纯度为(设Na2S2O3•5H2O相对分子质量为M)。III.Na2S2O3的应用(7)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO42‾,常用作脱氧剂,该反应的离子方程式为。【答案】(1)使硫粉易于分散到溶液中(2)冷凝管冷凝回流(3)Na2SO4取少量产品溶于过量稀盐酸,过滤,向滤液中加BaCl2溶液,若有白色沉淀,则产品中含有Na2SO4(4)S2O32‾+2H+=S↓+SO2↑+H2O(5)由无色变为蓝色(6)18.10(7)S2O32‾+4Cl2+5H2O=2SO42‾+8Cl‾+10H+考点:本题考查实验基本仪器和基本操作、离子的检验、滴定实验及计算、离子方程式的书写。7.【2014年高考新课标Ⅱ卷第28题】(15分)某小组以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄色晶体X。为测定其组成,进行如下实验。①氨的测定:精确称取wgX,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用V1mLc1mol·L—1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶,用c2mol·L—1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2mLNaOH溶液。②氯的测定:准确称取样品X,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。回答下列问题:(1)装置中安全管的作用原理是。(2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时,应使用式滴定管,可使用的指示剂为。(3)样品中氨的质量分数表达式为。(4)测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好测定结果将(填“偏高”或“偏低”)。(5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是;滴定终点时,若溶液中c(Ag+)=2.0×10—5mol·L—1,c(CrO42—)为mol·L—1。(已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10—12)(6)经测定,样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1:6:3,钴的化合价为,制备X的化学方程式为;X的制备过程中温度不能过高的原因是。【答案】(1)当A中压力过大时,安全管中液面上升,使A瓶中压力稳定(2)碱酚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