二、定量实验:
化学定量分析
定量分析是分析化学的一个分支学科,主要任务是在待测物组分已知的基础上进行的对各组分相对含量的测定,是分析化学中最重要的内容之一。化学法定量分析作为经典的定量分析方法,以分析方便、迅速、准确的特点,被广泛使用。
酸碱滴定 滴定分析法 络合滴定法 氧化还原滴定法
例 1:(含量分析)下列实验方案中,不能测定Na2CO3和NaHCO3混合物中Na2CO3质量分数的是A、取a g混合物充分加热,减重b g
B、 取a g混合物与足量稀盐酸充分反应,加热、蒸干、灼烧,得b g固体 C、取a g混合物与足量稀硫酸充分反应,逸出气体用碱石灰吸收,增重b g D、取a g混合物与足量Ba(OH)2溶液充分反应,过滤、洗涤、烘干,得b g固体
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沉淀法 重量分析法 气体法 电解法 沉淀滴定法 例2:(含量分析)某化学兴趣小组设计以下实验方案,测定某已部分变质的小苏打样品中Na2CO3 的质量分数。
[方案一]称取一定质量样品,置于坩埚中加热至恒重后,冷却,称量剩余固体质量,计算。 (1)坩埚中发生反应的化学方程式为: (2)实验中,需加热至恒重的目的是
[方案二] 称取一定质量样品,置于小烧杯中,加适量水溶解;向小烧杯中加入足量Ba(OH)2溶液,过滤,洗涤、干燥沉淀,称量固体质量,计算。(已知:Ba2++OH-+HCO3-==BaCO3↓+H2O) (1)过滤操作中,除了烧杯、漏斗外,还要用到的玻璃仪器为 (2)实验中判断沉淀是否完全的方法是
[方案三]按如下图所示装置进行实验: (1)D装置的作用是 分液漏斗中 (填“能”或“不能”)用盐酸代替稀硫酸进行实验
(2)实验前称取17.90g样品,实验后测得C装
置增重
8.80g,则样品中Na2CO3的质量分数为
(3)根据此实验测得的数据,测定结果有误差,因为实验装置还存在一个明显缺陷是: 练习1:(含量分析)有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物,某同学设计如下实验,通过测量反应前后C、D装置质量的变化,测定该混合物中各组分的质量分数。
(1)实验时,B中发生反应的化学方程: 。 (2)装置C、D中盛放的试剂分别为:C D 。(供选试剂为:浓硫酸、无水CaCl2、碱石灰)
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空气 样品 a 弹簧夹 b 碱石灰 A
B
C
D
碱石灰 E
(3)E装置中的仪器名称是 ;它在该实验中的主要作用是: (4)若将A装置换盛放NaOH溶液的洗气瓶,则测得NaCl的含量将(填“偏高”、“偏低”、“无影响”)。
(5)反应前,在B装置中通入空气可减少实验误差,操作方法是:
练习2:(组成分析)碱式碳酸铜可表示为:xCuCO3·yCu(OH) 2·zH2O,测定碱式碳酸铜组成的方法有多种。
(1)现采用氢气还原法,请回答如下问题:
①写出xCuCO3·yCu(OH) 2·zH2O与氢气反应的化学方程式 ; ②试验装置用下列所有仪器连接而成,按氢气流方向的连接顺序是(填入仪器接口字母编号): (a)→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→(l)
③称取23.9g某碱式碳酸铜样品,充分反应后得到12.7g残留物,生成4.4g二氧化碳和7.2g水。该样品的结晶水质量为 g,化学式为 ;
(2)某同学以氮气代替氢气,并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成,你认为是否可行?请说明理由。 。
练习3、. (定量实验)某校化学兴趣小组为测定混合物各组分的质量比,实验过程中所加试剂和
操作涉骤如下表所示(各步操作中,反应均完全)。
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试回答下列问题:
(1)实验Ⅰ中D 的成分是___________称量后_________(填“能”或“不能”)通过计算得到 A中各组分的质量比.
(2)实验II 填写的内容中明显错误的是________, 其原因________________________
(3)对实验Ⅲ进行设计,并将相应内容填入Ⅲ中对应的空格内,最终能得出A中各组分的质量比为:(用含字母的表达式表示)____________________________ 答案. ⑴BaCl2、NaCl ⑵D D中不仅含有NaCl,还有Na2CO3
⑶过量NaOH溶液(等合理答案) Mg(OH)2 Na2SO4 和 NaOH A 、C (A-(120C/58)):(120C/58)
练习4.(16分)电镀厂曾采用有氰电镀工艺,处理有氰电镀的废水时,可在催化剂TiO2作用下,先用NaClO将CN-离子氧化成CNO-,再在酸性条件下继续被NaClO氧化成N2和CO2。环保工作人员在密闭系统中用下图装置进行实验,以证明处理方法的有效性,并通过测定二氧化碳的量确定CN-被处理的百分率。
将浓缩后含CN-离子的污水与过量NaClO溶液的混合液共200 mL(其中CN-的浓度为0.05 mol·L-1)倒入甲中,塞上橡皮塞,一段时间后,打开橡皮塞和活塞,使溶液全部放入乙中,关闭活塞。回答下列问题: ⑴甲中反应的离子方程式为 , 乙中反应的离子方程式为 。
⑵乙中生成的气体除N2和CO2外,还有HCl及副产物Cl2等。丙中加入的除杂试剂是饱和食盐水,其作用是 ,丁在实验中的作用是 ,装有碱石灰的干燥管的作用是
。
-
⑶戊中盛有含Ca(OH)2 0.02mol的石灰水,若实验中戊中共生成0.82 g沉淀,则该实验中测得CN被处理的百分率等于 。该测得值与工业实际处理的百分率相比总是偏低,简要说明可能的原因
。请提出一个能提高准确度的建议(要有
可操作性,且操作简单) 。
答案.⑴CN-+ClO- CNO-+Cl- 2CNO-+2H+ +3ClO- N2↑+2CO2↑+3Cl-+H2O
⑵除去HCl气体 去除Cl2 防止空气中CO2进入戊中影响测定准确度
⑶ 82% ①装置乙、丙、丁中可能滞留有CO2;②CO2产生的速度较快未与戊中的澄清石灰水充分反应 ;
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③Cl2、HCl在丙、丁中未吸收完全。(三点中任意答两点即可,每答对一点给1分,共2分)
建议一:不将甲中溶液一次全部加入乙中,改为分次加入,控制CO2的产生速度;
建议二:乙中瓶塞改为三孔塞,增加的那个孔中插入一根导管到液面以下,反应结束后缓缓通入除去CO2的空气,使装置中滞留的CO2尽可能多的与Ca(OH)2反应。
建议三:将戊中澄清石灰水改为浓度较大的NaOH溶液,反应结束后向戊中加入足量CaCl2后测沉淀质量。等等(三点中任意答一点即可) (每空2分,共16分)
练习5.(14分)某工业铁红中混有一种黑色的铁的氧化物杂质,为了解杂质的成分及测定铁红的纯度,化学兴趣小组的同学进行了实验探究。请你参与过程分析与交流。 [查阅资料] ①铁的常见氧化物
氧化亚铁(FeO)黑色固体,ω(Fe)=77.8%; 氧化铁(Fe2O3)红色固体,俗称铁红, ω(Fe)=70.0%;四氧化三铁(Fe3O4)黑色固体,俗称磁性氧化铁,ω(Fe)=72.4%。 ②草酸(乙二酸H2CO4)在浓H2SO4存在下受热分解的化学方程式为: [实验准备] ①实验的装置图如下
②药品及试剂
a、草酸 b、工业铁红 c、NaOH溶液 d、澄清石灰水 e、浓H2SO4 f、盐酸 [实验及数据]
取不同质量的样品进行实验,所得实验数据如下:
讨论与分析]
(1)兴趣小组的同学拟以纯净的CO还原铁的氧化物,所设计的实验装置中D、E、F应分别盛放的试剂为 、 、 、(填写序号,下同),其作用依次是 。
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