1、 第 3 讲 定 量 实验 分 析 型 实 验 题 热点一 定 量测 定数 据的 方法和 过程 分析 数据 的测 定方法 1 沉 淀法 先将某 种成 分转 化为 沉淀 ，然后 称量 纯净 、干 燥的 沉淀的 质量 ，再 进行 相关 计算 。 2 测 气体 体积 法 对于产 生气 体的 反应 ，可 以通过 测定 气体 体积 的方 法测定 样品 纯度 。 量气装 置的 设计 ： 下列装 置中 ，A 是 常规 的 量气装 置 ，B 、C 、D 是 改 进后的 装置 。 3 测 气体 质量 法 将生成的 气体 通入足 量的 吸收剂中 ，通 过称量 实验 前后吸收 剂的 质量 ， 求得 所吸收气 体 的
2、质量 ，然 后进 行相 关计 算 。 4 滴 定法 即利用滴 定操 作原理 ，通 过酸碱中 和滴 定 、沉 淀滴 定和氧化 还原 反应滴 定等 获得相应 数 据后再 进行 相关 计算 。 【典例 1】 下列 实验 方 案中 ， 不能 测定 Na 2 CO 3 和 NaHCO 3 混 合物中 Na 2 CO 3 质 量分 数的 是 ( ) 取a 克混 合物 充分 加热 ，减重b 克 取a 克混 合物 与足 量稀 盐酸充 分反 应 ， 加热 、蒸干 、灼烧 ， 得b 克固 体 取a 克混 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 克 取a 克混 合物 与足
3、量 Ba(OH) 2 溶 液充 分反 应 ， 过滤 、洗涤 、烘干 ， 得b 克固 体 取 a 克 混合 物与 足量 稀 硫酸充 分反 应 ， 用排 水法 将产生 的气 体收 集在 量筒 中 ，读 数为 b 升 取a 克混 合物 于锥 形瓶 中加适 量水 溶解 ， 酚酞 作 指示剂 ， 用c mol L 1 的标 准盐酸 滴定 至终点 时 ， 消耗 盐 酸b 升 A B C D 全部 解析 取a 克混 合物 充分 加热， 减重b 克 ，根 据差 量法可 求出 NaHCO 3 的质量，从而求 出 Na 2 CO 3 的质 量分 数， 故 正确 ； 取a 克 混合 物与 足量稀 盐酸 充分 反应
4、， 加 热、 蒸 干、 灼烧， 得b 克固 体氯 化钠 ，列方 程组 即可 求出 ， 正确； 中 ，取a 克 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 克 ，由于 逸出 气体 中含 有 H 2 O，故 无法 求解； 中 由于 二者 都能 与 Ba(OH) 2 溶液 反应生 成 BaCO 3 沉 淀， 由 Na 2 CO 3 BaCO 3 、 NaHCO 3 BaCO 3 的转化 关 系， 列方 程组 即可 求出 混合 物中 Na 2 CO 3 的 质量 分数 ， 正确 ； 中由 于少 量 CO 2 溶 于水 ，无法 测 定 Na 2 CO 3 、NaHC
5、O 3 产生 CO 2 的总 体积 ， 不正 确； 中用 酚酞 作指 示剂 ，达 到滴定 终点 时，Na 2 CO 3 恰 好转化为 NaHCO 3 ，NaHCO 3 与盐酸 未反应 ，根 据 Na 2 CO 3 HCl=NaCl NaHCO 3 可 计 算出 Na 2 CO 3 的 质量 ， 正 确。 答案 C 【典 例 2】 碳 酸镁 晶须 是一种 新型 的 吸 波隐 形材 料中的 增强 材料 。 (1) 合成该 物质 的步 骤如 下 ： 步骤 1 ：配制 0.5 mol L 1MgSO 4 溶 液和 0.5 mol L 1NH 4 HCO 3 溶液 。 步骤 2 ： 用量 筒量 取 50
6、0 mL NH 4 HCO 3 溶 液于 1 000 mL 四口烧瓶中 ， 开 启搅 拌 器 ， 温度 控制 在 50 。 步骤 3 ：将 250 mL MgSO 4 溶液 逐滴 加入 NH 4 HCO 3 溶液中 ，1 min 内滴 加完 后 ，用氨 水 调节溶 液 pH 到 9.5 。 步骤 4 ：放置 1 h 后 ，过滤，洗涤 。 步骤 5： 在 40 的真 空干 燥箱中 干 燥 10 h ， 得 碳酸 镁晶须 产品(MgCO 3 nH 2 O n1 5) 。 回答下 列问 题 ： 步骤 3 中 加氨 水后 的离 子方程 式 _ 。 步骤 4 为 加快 过滤 速度 ，常用 _( 填 过滤
7、方 法) 。 (2) 测定合 成 的 MgCO 3 nH 2 O 中的n 值。 称量 1.000 g 碳 酸镁 晶须 ， 放入右 图所 示的 广口 瓶中 ， 加 入适 量水 ， 滴 入稀 硫 酸与晶 须反 应 ， 生 成的 CO 2 被 NaOH 溶液吸 收 ， 在室 温下 反应 4 5 h， 反应 后期 将温 度升 到 30 ， 最后的 烧杯 中的 溶液 用已 知浓度 的盐 酸滴 定 ， 测得 CO 2 的 总量 ；重 复上 述操 作 2 次 。 图中 气球 的作 用是 _ _ 。 上述 反应 后期 要升 温 到 30 ， 主 要目 的 是 _ _ 。 设 3 次实验测得每 1.000 g
8、碳酸镁晶须产生的 CO 2 平均值为 a mol ， 则 n 值为 _( 用含a 的 表达 式表 示) 。 (3) 称取 100 g 上述 晶须 产 品进行 热重 分析 ， 热 重曲 线如下 图 。 则该 条件 下合 成的晶 须中 ， n_(选填 ：1 、2、3 、4 、5) 。 答案 (1) Mg 2 NH 3 H 2 O HCO 3 =MgCO 3 NH 4 H 2 O 减 压过 滤( 或 抽滤) (2) 暂时 储 存 CO 2 ， 有利于 CO 2 被 NaOH 溶 液吸 收 ， 且能 保持 装置 中压 强相 对稳定 升高温 度气 体的 溶解 度减 小 ，使 溶解 在水 中 的 CO 2
9、 逸出， 便于 吸收 完全 (184a)/18a (3)1 解析 (1) 加 入氨 水促 进 HCO 3 的电 离， 适 当增 大 CO 2 3 的浓度。 加快 过滤 的方 法只能 是减压 过滤 。 (2) 开始 产生 的 CO 2 速 率 大于 NaOH 溶液 吸 收 CO 2 的速率 ，气 球逐 渐胀 大， 暂时储 存 CO 2 ， 避免 产生 的 CO 2 使 内部压 强过 大 ， 造 成气 体 泄漏 ； 后 期 CO 2 被 NaOH 吸收时 ， 气 球逐渐 变小 。 使溶 解在 水中 的 CO 2 逸出 ，便 于吸 收。 找出 关系 ：MgCO 3 nH 2 O CO 28418n
10、1 1 a 得n(1 84a)/18a (3) 从图中 看， 剩余 质量 为 82.3 g 时， 减少 的质 量为 失 去的结 晶水 的质 量； 剩余 39.5 g 时，减少的 质量 为分 解出的 CO 2 的质 量， 列式 ：100 18n/(8418n) 100 82.3 得n1。 1 为测试 一铁 片中 铁元 素 的含量 ， 某课 外活 动小 组 提出下 面两 种方 案并 进行 了实验( 以下 数 据为多 次平 行实 验测 定结 果的平 均值) ： 方案一 ： 将a g 铁 片完 全溶 解于过 量稀 硫酸 中 ， 测得 生 成氢气 的体 积 为 580 mL( 标准状况) ； 方案二 ：
11、 将 a 10g 铁 片完 全溶 解于过 量稀 硫酸 中 ， 将反 应后得 到的 溶液 用 0.020 00 mol L 1 的 KMnO 4 溶液 滴定 ，达 到终点 时消 耗了 25.00 mL KMnO 4 溶液 。 请回答 下列 问题 ： (1) 配平下 面的 化学 方程 式 ： KMnO 4 FeSO 4 H 2 SO 4 = Fe 2 (SO 4 ) 3 MnSO 4 K 2 SO 4 H 2 O (2) 在滴定 实验 中不 能选 择_ 式 滴定 管 ， 理由 是 _ _ ； (3) 根 据 方 案 一 和 方 案 二 测 定 的 结 果 计 算 ， 铁 片 中 铁 的 质 量 分
12、 数 依 次 为_ 和 _ ； (4) 若排除 实验 仪器 和操 作 的影响 因素 ， 试 对上 述两 种方案 测定 结果 的准 确性 做出判 断和 分析。 方 案 一 _( 填 “ 准确 ” 、 “ 不 准 确 ” 或 “ 不 一 定 准 确 ”) ， 理 由 是 _ ； 方 案 二 _( 填 “ 准确 ” 、 “ 不 准 确 ” 或 “ 不 一 定 准 确 ”) ， 理 由 是 _ _ 。 答案 (1)2 10 8 5 2 1 8 (2) 碱酸性 KMnO 4 是强 氧 化剂 ， 会腐 蚀胶管 (3) 1.45 a1.40 a(4) 不一 定准 确 如果 铁 片中存 在与 稀硫 酸反 应并
13、 能生成 氢气 的其 他金 属 ， 会导致 结果 偏高；如 果铁 片中存 在与 稀硫酸反 应而 溶解 、 但不 产生氢气 的铁 的氧化 物 ， 会导致结 果 偏低； 如果 上述 情况 均不 存在 ， 则结 果准 确 不一定 准确 如果 铁片 中存在与 稀硫 酸反应 而溶 解的其他 金属 ，生成 的金 属离子在 酸 性 溶液中 能被 高锰 酸钾 氧化 ， 会导 致结 果偏 高 ； 如 果铁 片中存 在与 稀硫 酸反 应而 溶解 的铁 的氧化物 ， 生成 的 Fe 3 在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化 ，会导致结果偏低 ； 如 果上述 情 况 均不 存在 ，则 结果准 确 解析 (1) 分析 该氧
14、化还 原 反应的 化合 价， 找出 化合 价发生 变化 的各 元素 ， 利 用化合 价的 升降相 等， 配平 化学 方程 式： KMnO 4 7 Mn 2 SO 4Fe 2 SO 4 Fe 2 3(SO 4 ) 3(2) 由于酸 性高 锰酸 钾溶 液 具有强 氧化 性， 能腐 蚀碱 式滴定 管的 胶管 ， 因 此不 能选择 碱式 滴定管 。 (3) 根据方 案一 中的 测量 结 果计算 ： n(Fe) n(H 2 ) 0.58 L 22.4 L mol 1因此m(Fe) 0.58 22.4mol 56 g mol 1 1.45 g 故铁片 中铁 的质 量分 数为 1.45 a ； 根据方 案二
15、 中的 测定 结果 计算： 根据(1) 中 反应 方程 式： 2KMnO 4 10FeSO 4 10Fe n(Fe) 5n(KMnO 4 ) 50.02 mol L 1 0.025 L 0.002 5 mol 铁片中 铁的 质量 分数 为 0.002 5 mol 56 g mol 1 a 10g 1.40 a 。 (4) 方案 一不 一定 准确 ， 因为不 能确 定 Fe 片中是 否 含有和 稀硫 酸反 应放 出 H 2 的杂质， 若有则 测定 结果 偏高 。 方案 二是 利 用 Fe 2 消耗 KMnO 4 的物 质的 量的 多少 ， 求 出 Fe 的质量分 数， 而 铁片中 是 否含有 和
16、酸 性 KMnO 4 溶液 反应的 杂质 也不 能确 定， 另外铁 片中 若有 3 价的 Fe 的杂 质， 用 KMnO 4 也 测定 不出 来。 因此方 案二 也不 一定 准确 。 2 铝镁 合金是 飞机 制造 、 化工生 产等行 业的重 要材 料 。研 究性学 习小组 的同 学 ，为 测定某 含镁 3% 5% 的铝镁合金( 不含其他元素) 中镁的质量分数 ， 设计了下列两种不同实验方 案进行 探究 。填 写下 列空 白 ： 方案一 实验方 案 将铝 镁合 金与 足量 NaOH 溶 液反 应 ， 测 定剩余 固体 质量 。 实验中 发生 反应 的化 学方 程式是 _ 。 实验步 骤 (1)
17、称取 10.8 g 铝镁 合金 粉 末样品 ， 溶 于体 积为V 、 物质的 量浓 度 为 4.0 mol L 1 的 NaOH 溶液中 ，充 分反 应 。 则 NaOH 溶 液的 体积V _mL 。 (2) 过滤、 洗涤 、干燥 、 称 量固体 。该步 骤 中若 未洗 涤固体 ，测 得镁 的质 量分 数将 _( 填 “ 偏高 ”、“ 偏低 ”或 “无 影响 ”) 。 方案二 实验方 案 将铝 镁合 金与 足量稀 硫酸 溶液 反应 ，测 定生成 气体 的体 积 。 实验步 骤 (1) 同学们 拟选 用下 列实 验 装置完 成实 验 ： 你认为 最简 易的 装置 其连 接顺序 是 A 接( )(
18、 ) 接( )( ) 接( )( 填接 口字 母 ， 可不填 满) 。 (2) 仔细分 析实 验装 置后 ， 同学们 经讨 论认 为以 下两 点会引 起较 大误 差 ： 稀硫 酸滴入 锥形 瓶中，即 使不 生成氢 气 ， 也会将瓶 内空 气排出 ，使 所测氢气 体积 偏大 ； 实验 结束时 ， 连 接广口瓶 和量 筒的导 管中 有少量水 存在 ，使所 测氢 气体积偏 小 。 于是他 们设 计了如图 所 示的实 验装 置 。 装置 中导 管 a 的作 用是 _ 。 实 验 前 后 量 气 管 中 液 面 读 数 分 别 为 V 1mL 、V 2mL ， 则产生氢气的体积为 _mL 。 若需 确定
19、 产生 氢气 的量 ，还需 测定 的数 据是 _ 。 答案 方案 一 ：2Al 2NaOH 2H 2 O=2NaAlO 2 3H 2 (1)97 (2)偏高 方案二 ：(1)E D G (2) 使分 液漏 斗内 气体 压 强与锥 形瓶 内气 体压 强相 等 ， 打 开分 液漏 斗活 塞时 稀硫酸 能顺 利滴下； 滴入 锥形瓶 的稀 硫酸的体 积等 于进入 分液 漏斗的气 体体 积 ， 从 而消 除由于加 入 稀硫酸 引起 的氢 气体 积误 差 (V 1 V 2 ) 实验 时 的温度 和压 强 解析 方案 一： 将铝 镁合 金 与足 量 NaOH 溶 液反 应 ， 镁不 和 NaOH 溶 液反
20、应 ， 铝发 生反 应：2Al 2NaOH 2H 2 O=2NaAlO 2 3H 2 。 (1) 假设合 金中 镁的 质量 分 数最少 为 3% ，则 10.8 g 铝 镁合金 粉末 样品 中含 有 铝 10.476 g， 其物质的 量是 0.388 mol ，根据反 应 2Al 2NaOH 2H 2 O=2NaAlO 2 3H 2 知，需 要 n(NaOH) n(Al) 0.388 mol ，V(NaOH) 0.388 mol/4.0 mol L 1 0.097 L 。 (2) 过滤后 ， 金属 镁的 表面 会沾有 其他 离子 ， 如果 没 有洗涤 ， 称量 后 的 固体 的 质量将 大于
21、镁的实 际质 量， 所测 得镁 的质量 分数 将偏 高。 方案二 ： (1) 很明显 ， 该同 学采 用排 水法来 测量 产生 氢气 的体 积， 故 A 应连接 E ，D 连接 G 。( 最后 读数时 要调 节广 口瓶 和量 筒中的 液面 高度 ，F 接口的导管 太短) 。(2) 用导 管 a 连 接后 ， 滴入锥 形瓶 的稀 硫酸 的体 积等于 进入 分液 漏斗 的气 体体积 ，从 而消 除由 于加 入稀硫 酸引 起的氢 气体 积误 差 。 量 气管 的 0 刻 度在 上 ， 故 产 生氢气 的体 积为(V 1 V 2 ) mL 。 若需 确定产 生氢 气的 量， 还需 知道实 验时 的温
22、度和 压强 。 热点二 实 验数 据的 处理 与分析 实验 数据 统计 与整 理的一 般方 法 1 数 据的 表格 化 项目 实验编 号 项目 1 项目 2 项目 3 项目 4 1 2 3 (1) 根据实 验原 理确 定应 记 录的项 目 ： 所测 的物 理量 。 (2) 应注意 数据 的有 效数 字 及单位 和必 要的 注释 。 (3) 设计的 表格 要便 于数 据 的查找 、 比较 ， 便于 数据 的计算 和进 一步 处理 ， 便 于反映 数据 间的联 系 。 2 数 据的 图像 化 图像化是 用直 线图或 曲线 图对化学 实验 结果加 以处 理的一种 简明 化形式 。 它 适用于一 个
23、量的变 化引 起另 一个 量的 变化的 情况 。图 像化 的最 大特点 是鲜 明 、 直观 、简单 、明了 。 【典例 】 2012 广东 理综 ，31(1)(2)(3) 碘 在科 研与 生活中 有重 要应 用 。 某兴 趣小组 用 0.50 mol L 1KI 、0.2% 淀粉溶 液 、0.20 mol L 1K 2 S 2 O 8 、0.10 mol L 1Na 2 S 2 O 3 等 试剂 ， 探究 反应条 件对 化学 反应 速率 的影响 。 已知：S 2 O 2 8 2I =2SO 2 4 I 2( 慢) I 2 2S 2 O 2 3 =2I S 4 O 2 6( 快) (1) 向 K
24、I 、Na 2 S 2 O 3 与淀粉的混合溶液中加入一定量的 K 2 S 2 O 8 溶液， 当溶液中的 _ 耗 尽后 ， 溶 液颜 色将 由无 色变 为 蓝色 。 为 确保 能观 察到 蓝 色 ， S 2 O 2 3 与 S 2 O 2 8 初始的 物质 的量 需满 足 的关系 为n(S 2 O 2 3 ) n(S 2 O 2 8 )_ 。 (2) 为探究 反应 物浓 度对 化 学反应 速率 的影 响 ， 设计 的实验 方案 如下 表 ： 实验序 号 体积V/mL K 2 S 2 O 8 溶液 水 KI 溶液 Na 2 S 2 O 3 溶液 淀粉溶 液 10.0 0.0 4.0 4.0 2
25、.0 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0 8.0 V x4.0 4.0 2.0 表中V x _ ，理由 是 _ _。 (3) 已知某 条件 下 ， 浓度 c(S 2 O 2 8 ) 反应 时间 t 的 变化 曲线如 图所 示 ， 若保 持其 他条件 不 变 ， 请在 坐标 图中 ， 分别 画 出降低 反应 温度 和加 入催 化剂 时c(S 2 O 2 8 ) t 的变化 曲 线示意 图( 进行 相应 的标 注) 。 解析 解答本 题时 ，要围绕 实验 目的( 探 究反 应条件对 化学 反应速 率的 影响) 进行 分析 与 处理。 (1) 淀粉溶 液遇 I 2 显蓝 色， 溶液由 无色 变为
26、 蓝色 时， 溶液中 有 I 2 ，说明 Na 2 S 2 O 3 消耗尽。 为确保 能观 察到 蓝色 ， 溶液 中 Na 2 S 2 O 3 要 耗尽。 由题 给 离子反 应可 得关 系式： S 2 O 2 8 I 2 2S 2 O 2 3 ，则 有n(S 2 O 2 3 ) n(S 2 O 2 8 )2 1 时 ，能 观察 到蓝 色 。 (2) 实验的目 的是探 究 K 2 S 2 O 8 溶液的 浓度对 化学 反应 速率的影 响， 故应保 证每 组实验 中 其他物 质的 浓度 相等 ，即 溶液的 总体 积相 等(即为 20.0 mL) ，从而可知V x 2.0 。 (3) 降低 温度时，
27、 化 学反应速 率减慢，c(S 2 O 2 8 ) 变化 减慢 。加入催 化剂时， 化学反 应速率 加快，c(S 2 O 2 8 ) 变化 加快 ，c(S 2 O 2 8 ) t 的变 化曲 线如 图所 示。 答案 (1)Na 2 S 2 O 32 (2)2.0 保 证反 应 物 K 2 S 2 O 8 的浓度 改变 ， 而 其他 物质 的 浓度不 变 (3) 如图所 示 题组一 实 验数 据的 筛选 与取舍 1 某 样品 是由 碳酸 钠 与 氯 化钠组 成的 固体 混合 物 ， 现欲测 定样 品中 碳酸 钠的 质量分 数 。 某同学 称 取 10.00 g 样品 ， 配成 1 000 mL
28、溶液 ，用_( 填 仪器 名称) 量取 25.00 mL 放 入锥形 瓶中 ，加 入甲 基橙 作指示 剂 ， 用 0.150 0 mol L 1 标准盐酸溶 液滴 定至 终 点 ，平行 测定三 次 ， 有关 实验 数据 记录如 下表 ，则 样品 中碳 酸钠的 质量 分数 为_ 。 实验编 号 待测液 体积(mL) 标准液 体积(mL) 滴定前 读数 终点时 读数 1 25.00 0.00 30.02 2 25.00 0.20 33.80 3 25.00 1.40 31.38 答案 碱式 滴定 管( 或 25 mL 移液管) 95.40% 解析 碳酸 钠溶 液呈 碱性 ，应选 用碱 式滴 定管(
29、 或 25 mL 移液管)。第 2 组 测定 体积为 离 群值， 应舍 去， 用 1 、3 组 求体积 的平 均值 。 V 30.02 mL 31.38 1.40 mL 2 30.00 mL ，依据方程 式：Na 2 CO 3 2HCl=2NaCl CO 2 H 2 O ，n(Na 2 CO 3 ) 1 000 25 1 2 0.150 0 mol L 1 3010 3L 0.09 mol ，所以 w(Na 2 CO 3 ) 0.09 mol 106 g mol 1 10 g 100% 95.40% 。 22011 新 课标 全国 卷，26(1)(2)0.80 g CuSO 4 5H 2 O
30、样品受 热脱 水过 程的 热重 曲线( 样 品质 量随温 度变 化的 曲线) 如下 图所示 。 请回答 下列 问题 ： (1) 试确 定 200 时 固体 物 质的化 学式 _ _ ； ( 要求写 出推 断过 程) 。 (2) 取 270 所 得样 品 ， 于 570 灼烧 得到 的主 要产 物是黑 色粉 末和 一种 氧化 性气体 ， 该 反应的化 学方程 式为_ ；把 该黑色粉 末溶解 于稀硫酸 中 ，经浓 缩 、冷却 ， 有晶 体析 出 ， 该晶体 的化 学式 为_ ，其 存在 的最 高温 度是_ 。 答案 (1)CuSO 4 H 2 O CuSO 4 5H 2 O= 200 CuSO 4
31、 (5 n)H 2 O nH 2 O 250 18n 0.80 g0.80 g 0.57 g 0.23 g 可列式 ： 250 0.80 g 18n 0.23 g ，求得n 4,200 时 产物 为 CuSO 4 H 2 O 晶体。 (2)CuSO 4 = 570 CuO SO 3 CuSO 4 5H 2 O 102 解析 (1)分析 CuSO 4 5H 2 O 受 热脱 水过 程的 热重 曲 线可知 ， 200 时和 113 时的产 物 相同， 可根 据 113 时 样 品质量 确定 脱水 产物 ， 设 113 时 产物 为 CuSO 4 (5 n)H 2 O ， 则有 CuSO 4 5H
32、2 O= 200 CuSO 4 (5 n)H 2 O nH 2 O 250 18n 0.80 g0.80 g 0.57 g 0.23 g 可列式 ： 250 0.80 g 18n 0.23 g ，求 得n 4,200 时 产物 为 CuSO 4 H 2 O 晶体。 (2) 根据灼 烧产 物是 黑色 粉 末可知 分解 生 成 CuO ，则 具有氧 化性 的另 一产 物 为 SO 3 ，所 以灼烧 时反 应方 程式为 CuSO 4 = 570 CuO SO 3 ，CuO 溶 于稀硫 酸得 CuSO 4 溶液，结 晶时又 生 成 CuSO 4 5H 2 O ， 由脱水 过程 的热 重曲 线可 知其存
33、 在的 最高 温度 为 102 。 题组二 实 验数 据的 合理 组合 3 现有 一份 CuO 和 Cu 2 O 的混合 物 ， 用 H 2 还 原法 测 定其中 的 CuO 质量x g， 实验中 可以 测 定以下 数据 ： W ： 混合 物 的质量(g) 、 W(H 2 O) ： 生 成水的 质量(g) 、 W(Cu) ： 生成 Cu 的质量(g) 、 V(H 2 ) ：标 准 状况下 消 耗 H 2 的 体积(L) 。 ( 已知摩 尔质 量 ： Cu ： 64 g mol 1 、CuO ：80 g mol 1 、Cu 2 O ：144 g mol 1 、H 2 O ： 18 g mol 1
34、 ) (1) 为 了 计 算 x 至 少 需 要 测 定 上 述 4 个 数 据 中 的_ 个 ， 这几个数据的组合共有 _ 种 。请 将这 些组 合一一 填入 下列 空格 中 。 说明： 选用W 、W(H 2 O) 、W(Cu) 、V(H 2 )表示 ， 不 必列出 具体 算式 。 每个 空格 中填 一种 组合 ，有几 种组 合就 填几 种 ， 不必填 满 。 (2) 从上述 组合 中选 出一 个 含W 的求x 的计 算式 ： _ 。 (3) 以上数 据组 合中 易于 取 得的一 组是 _ 。 答案 (1)2 5 W 、W(H 2 O) W 、W(Cu) W 、V(H 2 ) W(H 2 O
35、) 、W(Cu) W(Cu) 、V(H 2 ) (2) 可从以 下三 组中 任选 一 组 x 80 2W x 144 W Cu 64 x 80 W x 144 W H 2 O 18 x 80 W x 144 V H 2 22.4(3)W 和W(Cu) 解析 本 题是 考查学 生根 据实验试 题的 要求， 设计 实验方案 的能 力及数 据处 理能力， 而 且本题 是数 学知 识与 化 学 结合的 一个 题目 。 本题 想 解决的 是 CuO 和 Cu 2 O 二 元混合 物的 质量组成 ，要 通过列 二元 一次方程 组的 方法求 解， 所以需要 获得 两个数 据。 将题中所 给 数据进 行排 列
36、组 合， 有下 列 6 种 组合 。 W 、W(H 2 O) W 、W(Cu) W 、V(H 2 ) W(H 2 O) 、W(Cu) W(H 2 O) 、V(H 2 ) W(Cu) 、W(H 2 ) 在 6 种 组合 中不 难看 出 V(H 2 ) 、W(H 2 O) 一组 不能 成立 ，因为 这一 组仅 与氧 元素 有关而 与 铜元素 无关 ， 不 能形 成两 个有效 的二 元一 次方 程， 无法求 出 CuO 和 Cu 2 O 的 量， 所 以实 际只 有 5 组数 据组 合是 合 理的。 但在 这 5 种组 合 中 ，结合 氢气 要过 量的 特点 ，W(H 2 ) 这 一数据 在获 得上
37、 有一 定的 困难。 测 W(H 2 O) 易 受空 气 中的水 及 CO 2 的 干扰 ，并 且装置 复 杂，数 据合 理， 但不 简易 。W 及W(Cu) 在获 取上 是 最容易 且可 靠的 。 4 在 0 、 1.01 10 5Pa 时进行 下列 实验 ： 甲、 乙、 丙三位 同学 各 取 30.0 mL 同浓度 的盐 酸 ， 加入相 同组 成的 镁铝 合金 粉末 ， 测定 产生 气体 的体 积 ，有 关数 据列 表如 下 ： 实验序 号 甲 乙 丙 合金质 量(mg) 510 765 918 气体体 积(mL) 560 672 672 试求：(1) 盐酸 的物 质的 量 浓度是 多少
38、？ (2) 合金中 各成 分的 质量 分 数 。 答案 (1)2.0 mol L 1(2)Mg 的 质量 分数 为 47.1% ，Al 的质 量分 数为 52.9% 解析 依 据表 格数据 可知 ，甲同学 实验 盐酸过 量。 乙、丙实 验中 合金过 量， 盐酸完全 反 应。 (1) 按乙、 丙中 产生 氢气 的 体积计 算n(HCl) 2HCl H 2n(HCl) 2 0.672 L 22.4 L mol 1 0.06 mol c(HCl) 0.06 mol 0.03 L 2.0 mol L 1(2) 甲中盐 酸过 量， 合金 完 全反应 用甲组 数据 计算：n(H 2 ) 0.56 L 22
39、.4 L mol 1 0.025 mol 设合金 中 Mg 、Al 的 物质 的量分 别 为x 、y Mg H 2Al 3 2 H 2x x y 3 2 y 24x 27y 0.51 g x 3 2 y 0.025 mol ，解得 x 0.01 mol y 0.01 molw(Mg) 0.01 mol 24 g mol 1 0.51 g 100% 47.1% w(Al) 0.01 mol 27 g mol 1 0.51 g 100% 52.9% 定量 化学 实验 数据 的加 工处理 策略 实验所 得的 数据 ， 可 分为 有用、 有效 数据 ， 正 确、 合理数 据， 错误 、 无 效数 据，
40、 及 无用 、 多 余数据 等。 能从 大量 的实 验数据 中找 出有 用、 有效 、 正确 、 合 理的 数据 是实 验数据 分析 处理 题的一 个重 要能 力考 查点 ，也是 近年 来命 题变 化的 一个重 要方 向。 对实验 数据 筛选 的一 般方 法和思 路为 “五看 ” ： 一 看数据 是否 符合 测量 仪器 的精度 特点 ， 如 用托盘 天平 测得 的质 量的 精度 为 0.1 g， 若 精度 值超 过了这 个范 围， 说明 所得 数据是 无效 的； 二看数 据是 否在 误差 允许 范围内 ， 若所 得的数 据明 显超出 误差 允许 范围 ， 要 舍去 ； 三 看反 应 是否完 全
41、 ， 是 否是过 量反 应物作 用下 所得 的数 据， 只有完 全反 应时 所得 的数 据， 才能 进行 有 效处理 和应 用； 四看 所得 数据的 测试 环境 是否 一致 ， 特别 是气 体体 积数 据， 只有在 温度 、 压 强一致 的情 况下 才能 进行 比较、 运算 ； 五 看数 据测 量过程 是否 规范 、 合 理， 错误和 违反 测量 规则的 数据 需要 舍去 。 (1) 表 格型 题的解 题要 点在于 通过 审题， 获取 有用信息 ，然 后对表 格中 数据进行 比较 分析， 依据物 质的 性质 、变 化规 律进行 解答 。 (2) 直 角坐 标系题 的解 题要点 在于 解题时 要求 学生首先 弄清 楚自变 量和 因变量到 底是 什么， 注意理 解起 点、 终点 、 转 折点的 含义 。 然 后根 据所 学知识 分析 概念 、 图 像、 数值三 者之 间的 关系。 练出高 分 1(2013 南 平适 应性检 测) 某化学兴 趣小 组用如 图装 置进行 “ 市售 锌粒和 硫酸 反应制取 氢气 的条件 选择 ”的 探究 ： 当 B 中 的化 学反 应趋 于平 稳 后 ， 每间 隔一 分钟 收集 一 次氢气 。 不 同条件 下 ， 每分 钟收 集到 氢气的 体积 如下 表 ： 实验 序号 硫酸 浓度 饱和硫 酸 铜溶液 体 积/mL B 中 反应 达 到平稳 的时
