7.5-定量实验

第七单元化学实验探究

7．5 定量实验

【知识结构】

【考点诠释】

中学化学定量实验是指对某些“量”具有准确要求的化学实验。

1．溶液的配制实验

（1）溶液浓度的表示方法

溶液浓度的定义：一定量的溶液里所含溶质的量，叫做这种溶液的浓度。

溶液浓度常有以下几种表示方法：

①质量百分比浓度：以溶质的质量占全部溶液的质量的百分比来表示的浓度。

如5%的葡萄糖溶液，即表示100克该溶液中含葡萄糖5克，水95克。

质量百分比浓度=（溶质质量/溶液质量）×100%。

②体积百分比浓度：用溶质（液态）的体积占全部溶液体积的百分比来表示的浓度，叫做体积百分比浓度。

如体积百分比浓度是60%的乙醇溶液，表示100mL溶液里含有乙醇60mL，也可以说将60mL乙醇溶于水配成100mL乙醇溶液。

乙醇的体积百分比浓度是商业上表示酒类浓度的方法。白酒、黄酒、葡萄酒等酒类的“度”（以o标示），就是指酒精的体积百分比浓度。例如：60%(V/V)的酒写成60o。

③体积比浓度：用两种液体配制溶液时，为了操作方便，有时用两种液体的体积比表示浓度，叫做体积比浓度。例如，配制1 ：4的硫酸溶液，就是指1体积硫酸（一般指98%，密度是1.84g/cm3的H2SO4）跟4体积的水配成的溶液。体积比浓度只在对浓度要求不太精确时使用。

④体积物质的量浓度：以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量，叫做溶质B的物质的量浓度。用c(B)表示。单位：mol / L 或mo l·L-1。

⑤质量摩尔浓度：溶液中某溶质B的物质的量除以溶剂的质量，称为该溶质的质量摩尔浓度。单位为mol·kg-1，符号为m(B)。

m(B)=n(B)/W

式中W为该溶剂的质量，以千克（kg）作单位；n B是溶质B的物质的量，以摩尔作单位。

⑥ppm浓度：用溶质质量占全部溶液质量的百万分比来表示的浓度，叫做ppm浓度。ppm浓度即百万分比浓度（10-6）。

有些溶液极稀，用百分比浓度表示既不方便，又容易发生错误。例如，某溶液的浓度是0.0005%，改用ppm表示就是5ppm。

（2）质量百分比浓度溶液的配制

（3）物质的量浓度溶液的配制（以配制500ml，0.1mol/l碳酸钠溶液为例）

①仪器：烧杯、500mL容量瓶、玻璃棒、胶头滴管、天平、药匙、量筒

②步骤：

第一步：计算：所需碳酸钠的质量=0.5×0.1×106=5.3克。

第二步：称量：在天平上称量5.3克碳酸钠固体，并将它倒入小烧杯中。

第三步：溶解：在盛有碳酸钠固体的小烧杯中加入适量蒸馏水，用玻棒搅拌，使其溶解。

第四步：移液：将溶液沿玻璃棒注入500ml容量瓶中

第五步：洗涤：用蒸馏水洗烧杯2—3次，一并移入容量瓶中。

第六步：定容：倒水至刻度线2—3cm处改用胶头滴管滴到与凹液面平直。

第七步：摇匀：盖好瓶塞，上下颠倒、摇匀。

第八步：装瓶、贴签。

③误差分析

（ⅰ）称量：若称量物错放在托盘天平的右盘上，配出的溶液浓度偏低，因为称量的质量m(左)=m(右)+m(游)。

（ⅱ）未等溶液冷却就转移、洗涤、定容，则配出溶液浓度偏大，因为配出的溶液在容量瓶中冷却后实际体积偏小；反之，未等溶液升温到温室就转移、洗涤、定容，则配出溶液浓度偏小，因为配出的溶液在容量瓶中恢复到常温后实际体积偏大。

（ⅲ）未洗涤溶解用的烧杯和玻璃棒或洗涤液未转移入容量瓶，配出的溶液浓度偏低，因为溶质少了。

（ⅳ）量筒量取计算出的浓溶液体积时仰视刻度，c偏大。

（ⅴ）除洗涤烧杯和玻璃棒外，还洗涤了量筒，则c偏大，因为量筒在标定刻度时，没有把附在器壁上的残留液计算在内，用水洗涤反而使溶质的量偏大，造成c偏大。

（ⅵ）定容时仰视刻度，c偏小，定容时俯视刻度，c偏大。

（ⅶ）若加水超过刻度线，浓度将偏低，应重新配制。

④注意事项

（ⅰ）容量瓶在使用前要检验是否漏水；

（ⅱ）容量瓶不能盛过热、过冷的液体，转移的溶液必须冷却至室温；

（ⅲ）转移溶液要用玻璃棒引流；

（ⅵ）在填写仪器时，容量瓶必须注明体积。

（ⅴ）定容后的溶液，必须反复摇匀，静置后若发现液面下降，稍低于刻度线，不要再加入蒸馏水。

（ⅵ）容量瓶的使用六忌：一忌用容量瓶进行溶解，二忌直接往容量瓶倒液，

三忌加水超过刻度线，四忌读数仰视或俯视，

五忌不洗涤玻璃棒和烧杯，六忌标准液存放于容量瓶。2．化学定量分析实验

（1）重量分析法

原理：准确地称量出一定量的试样，然后利用适当的化学反应将其变成生成物，根据反应生成物的质量来确定待测物质含量的定量分析方法。

重量分析法根据所用分析操作的方法可分为：挥发法（气化法）、沉淀法、结晶法、溶解法等。

①挥发法：就是采用加热或其他方法使试样中的挥发组分逸出，根据试样质量的减少，计算试样中该组分的含量。如测量硫酸铜晶体中结晶水的含量，就是通过加热使结晶水挥发，求出挥发前后试样重量差，从而求得结晶水的含量。或使试样反应生成气体，利用吸收剂吸

洗涤、过滤、烘干或灼烧后称得沉淀的质量，计算出待测组分的含量。如测量碳酸钠的纯度可将其转化为碳酸钡沉淀，根据碳酸钡的质量进行计算。

（ⅰ）对沉淀式的要求：最小的溶解度、易过滤易洗去杂质、容易转变为称量式。

（ⅱ）对称量式的要求：组成与化学式相符合、必须稳定、分子量尽可能大，而被测组

分在称量式中的含量尽可能小。

（ⅲ）试样和沉淀剂用量：无定形沉淀——沉淀灼烧后质量0.1-0.2g、晶形沉淀——沉

淀灼烧后质量0.2-0.5g。

（ⅳ）沉淀完全要求：被测组分在溶液中的溶解量不超过称量误差（0.1mg）。

（ⅴ）影响沉淀溶解度的因素：A、同离子效应（减小，沉淀剂过量50-100%，）；B、

盐效应（增大）；C、酸效应（酸度对沉淀溶解度的影响）；

D、配位效应；

E、温度、溶剂、沉淀颗粒大小。

（ⅵ）影响沉淀纯度的因素：

A、共沉淀现象：当沉淀从溶液中析出时，溶液中其它可溶性组分被沉淀带下来，而混入

沉淀中的现象。

原因：表面吸附：（杂质浓度、沉淀的总表面积、溶液温度）。

生成混晶：杂质离子半径与构晶离子半径相近，电荷相同，同时沉淀；

吸留(包藏)：在沉淀过程中，特别是沉淀剂加入过快时，沉淀迅速长大，使

得吸附在沉淀表面上的杂质来不及离开，而被包夹在沉淀内部的

现象。

控制措施：控制沉淀剂浓度、沉淀剂加入的速度。

B、后沉淀现象：沉淀析出后，在沉淀与母液一起放置过程中，溶液中本来难以析出

的某些离子可能慢慢沉淀到原沉淀表面上的现象。

放置时间越长，后沉淀现象越严重。

（ⅶ）7、沉淀的条件：

沉淀的形状：晶形沉淀、非晶形(无定形)沉淀

决定沉淀状态的因素：聚集速度、定向速度

形成晶形沉淀的目的：生成较大晶形沉淀，生成结晶核速度慢，晶体成长速度快。

形成晶形沉淀的条件：稀溶液（结晶核生成速度慢）、不断搅拌下加入沉淀剂、热

溶液中进行沉淀、过滤前进行“陈化”处理（小晶体溶解，

大晶体生长）、

总结沉淀的条件：稀、热、慢、搅、陈

（ⅷ）沉淀的过滤和洗涤

过滤的目的：将沉淀和母液分离

操作要点：滤纸的选择、漏斗的选择（根据沉淀量选择）、滤纸的折叠、做水柱

（使水充满漏斗颈形成水柱，以加速过滤）

洗涤的目的：除去杂质

操作要点：少量多次、转移过程中的洗涤、沉淀的洗涤。

（ⅸ）沉淀的烘干或灼烧

目的：除去洗涤后沉淀中的水分和洗涤液中的挥发性物质，使沉淀具有一定组成。

实验操作：空坩埚洗净—烘干—编号—灼烧—冷却—恒重

空坩埚+（沉淀+滤纸）—灰化—灼烧—冷却—恒重

③结晶法：利用试剂与待测组分发生反应，将生成物溶液进行蒸发结晶、烘干称质量，计算出待测组分的含量。如测量测定碳酸钠纯度（含有少量氯化钠），可将其溶解在盐酸中，再蒸发结晶，测其氯化钠的质量。

称量→溶解→蒸发→结晶→烘干→称量→计算含量

④溶解法：利用试剂与待测组分发生反应，使其待测成分溶解，经过洗涤、干燥、烘干、称量，称量后根据试样质量的减少，计算出该组分的含量。如：测镀锌的厚度。

重量分析法在常量分析时准确度较高，对低含量组分的测定误差较大，对于气体来说，相对误差更大。实验操作烦琐、费时。

常用重量法分析的实验课题有：结晶水合物中结晶水含量的测定、混合物中碳酸氢钠含量测定、混和物中过氧化钠含量的测定、镀锌铁皮锌厚度的测定等。

（2）气体体积分析法

①测量原理：气体体积分析法是准确地称量出一定量试样，然后利用适当的化学反应把其中欲测成分变成气体逸出，通过准确测量气体的体积求出欲测成分在试样中所占比例的方法。

②测量气体体积的方法：

利用气体不溶于某些液体的性质(如H2难溶于水，CO2难溶于饱和碳酸氢钠溶液)可用排液法粗略测量气体的体积。其多种量气装置见下图。

为了减少量气误差，实验操作时应注意：

装置(A)：读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平。读取反应前后甲管中液面体积读数的差值即为气体体积．

装置(B)，反应后应恢复到室温再读数，实验前集气瓶尽量充满水（达到最大测量值），气体体积即量筒中水的体积。但此量气装置的实验误差大，因为量筒的精确度低，且排入导管中的液体体积无法测量。

装置(C)：测量收集到气体体积，应先使气体冷却至室温，再慢慢将量筒下移，使量筒内外液面高度相同，再读取读数。同样因为量筒的精确度低，此量气装置的实验误差也较大。

装置(D)：实验中水面要没过漏斗颈，量筒中装满水，反应在漏斗中进行，生成气体的体积即为量筒内气体的体积。同样因为量筒的精确度低，此量气装置的实验误差也较大。

装置(E)：用于测量混合气体中被吸收(或不被吸收)的体积分数．读数时球形容器和量气管液面相平，量气管内增加的水的体积等于不被反应管吸收的气体的体积。

装置(F)：是化学反应气体体积测定仪。读数时应先使气体冷却至室温，再在气体发生器的橡皮塞a处抽气，使储液瓶中导管内外液面相平，气体的体积=液体量瓶中的读数+抽

出气体体积-加入反应液体积。

③适用范围：对于生成物是气体来说，重量分析相对误差较大，适用气体体积分析法。常用气体体积分析法的实验课题有：测量H2、O2、CO2气体摩尔体积、测量金属镁相对原子质量、测量混合物中碳酸钠或碳酸氢钠的含量、测量混和物中过氧化钠的含量等。

、记录：实验室的温度T和压强P

、装配实验装置，检查气密性：当A瓶橡皮塞塞紧时，B瓶导管内液面上升，

降，则确认气密性良好。

（3）滴定分析法

①原理：滴定分析法是将一种已知准确浓度的试剂溶液（称为标准液），滴加到被测物质的溶液（待测液）中，直到所加的试剂与被测物质按化学计量定量反应为止，根据试剂溶液的浓度和消耗的体积，计算被测物质的含量。

②滴定：将滴定液从滴定管中加到被测物质溶液中的过程叫做滴定。

③反应计量点：当加入滴定液中物质的量与被测物质的量按化学计量定量反应完成时，反应达到了计量点（即恰好完全中和）。

④滴定终点：在滴定过程中，指示剂发生颜色变化的转变点称为滴定终点。

⑤滴定误差：滴定终点与计量点不符，由此所造成分析的误差叫做滴定误差。

⑥适合滴定分析的化学反应应该具备以下几个条件：

A、反应必须按方程式定量地完成，通常要求在99.9%以上，这是定量计算的基础。

B、有比较简便的方法确定计量点（指示滴定终点）。

⑦滴定分析的种类

滴定分析法，根据反应类型的不同可分为：酸碱滴定法、氧化还原滴定法（如高锰酸钾滴定亚铁离子、碘水滴定硫代硫酸钠）、沉淀滴定法、络合滴定法。

根据滴定的操作不同可分为：直接滴定法、返滴定法、间接滴定法。

直接滴定法：所谓直接滴定法，是用标准溶液直接滴定被测物质的一种方法。

返滴定法：就是先准确地加入一定量过量的标准溶液，使其与试液中的被测物质或固体试样进行反应，待反应完成后，再用另一种标准溶液滴定剩余的标准溶液。

间接滴定法：有些物质虽然不能与滴定剂直接进行化学反应，但可以通过别的化学反应间接测定。例如硫代硫酸钠不能用来直接滴定重铬酸钾和其他强氧化剂，酸性重铬酸钾溶液中加入过量的碘化钾，用重铬酸钾置换出一定量的碘，然后用硫代硫酸钠标准溶液直接滴定碘，计量关系便非常好。又例Ca2+在溶液中没有可变价态，所以不能直接用氧化还原法滴定。但若先将Ca2+沉淀为CaC2O4，过滤洗涤后用H2SO4溶解，再用KMnO4标准溶液滴定与Ca2+结合的C2O42–，便可间接测定钙的含量。

滴定法是准确度较高的一种分析法（相对误差1/1000）。

⑧酸碱中和滴定：用已知物质量浓度的酸(或碱)来测定未知物质物质的量浓度的碱(或酸)的方法叫做酸碱中和滴定。

⑨酸碱中和滴定的指示剂选择和终点判断

常见指示剂的变色范围

滴定终点指示剂颜色变化

量，产生误差。因此一般：

A、强酸滴定强碱时，应选甲基橙，因为滴定终点时溶液颜色由黄色→橙色；

B、强碱滴定强酸时，应选酚酞，因为滴定终点时溶液颜色由无色→红色；

（上面两种情况指示剂也可以互换。）

C、强酸滴定弱碱时必须选用甲基橙；

D、强碱滴定弱酸时，必须选用酚酞。

（1）设计定量实验的一般步骤

①确定方法：通过课题分析，寻找合适的化学原理，确定测定的方法和大体流程。

②设计步骤：制定操作步骤（或流程），确定直接测定的物理量和计算式。

③控制误差：分析操作步骤中，要先知道哪些操作会影响测定的准确性。

④选择用品：选择必要的试剂和仪器装置。

（2）定量实验设计的实例分析

试样，测定Na纯度”为例设计如下：

）你认为上述装置（填编号）是可以省略的。

即使不生成氧气，也会将瓶内空气排出，使所测氧气体积

【例题精析】

【例1】用98%的浓硫酸（密度1.84 g/cm3）配制100 mL 0.1 mol/L H2SO4溶液，由于以下操作会使所配溶液浓度偏高的是

A．量取5.4 mL浓硫酸，并将量筒洗涤液注入容量瓶B．定容时仰视刻度

C．转移过程有少量溶液漏出D．溶液注入容量瓶前未冷却

【考点分析】这是一道物质的量浓度溶液配制实验题，考查学生对实验失误造成的误差分析。【思维点悟】A、因为量筒在标定刻度时，没有把附在器壁上的残留液计算在内，用水洗涤反而使溶质的量偏大，造成c偏大。B、定容时仰视刻度，体积偏大，c偏小。C、转移过程有少量溶液漏出使溶质损失，造成c偏小。D、溶液注入容量瓶前未冷却，待冷却后实际体积偏小，c偏大。

【正确答案】AD

【例2】实验室要配制50 g溶质质量分数为5%的氢氧化钠溶液，现有①托盘天平，②量筒（10 mL、50 mL、100 mL），③药匙，根据要求填空：

（1）完成本实验应选用_____mL的量筒，还需要的主要玻璃仪器是______________ （2）如果配制的溶液中，氢氧化钠的质量分数小于5%，则可能造成误差的原因有（至少举出三条）_____________________________________________________________

【考点分析】本题是质量百分比浓度溶液的配制的实验仪器选择和误差分析。

【思维点悟】（1）本题需水的体积是45mL，故选50 mL的量筒再合适，太小了要多次量取，会产生误差，太大了量筒本身的精确度降低；量筒量取一定体积的液体，需要用胶头滴管定容，溶解在烧杯里，要用玻棒搅拌，故还须的玻璃仪器是：烧杯、胶头滴管、玻璃棒。（2）造成浓度偏小，从质量百分比浓度的定义式分析：①是溶质偏小，②是溶剂偏多。造成①种情况：可能是称量时物码颠倒、或着氢氧化钠已潮解、或者氢氧化钠不纯；造成②种情况：烧杯本来就有水、量筒读数时仰视。

【正确答案】（1）50mL，烧杯、胶头滴管、玻璃棒。（2）称量时物码颠倒、NaOH潮解、NaOH含有杂质、烧杯中有水、量筒读数时仰视。

【例3】长期存放的亚硫酸钠可能会被部分氧化，现通过实验来测定某无水亚硫酸钠试剂的纯度。实验步骤如下：

①称量ag样品，置于烧杯中。②加入适量蒸馏水，使样品溶解。

③加入稀盐酸，使溶液呈强酸性，再加过量的BaCl2溶液。

④过滤，用蒸馏水洗涤沉淀。⑤加热干燥沉淀物。

⑥将沉淀物冷却至室温后，称量。⑦重复⑤、⑥操作直到合格，最后得到b g固体。

回答下面问题：

（1）本实验中是否能用Ba(NO3)2代替BaCl2?__________；其理由是。（2）步骤③中加盐酸使溶液呈强酸性的目的是。

（3）判断加入的BaCl2溶液已过量的方法是。

（4）判断沉淀表面已洗净的方法是 。

（5）步骤⑦的“合格”标准是： 。

（6）实验测得样品中无水亚硫酸钠占原有样品的质量分数是 。（列出算式．不需化简）

【考点分析】此题是利用的是重量分析法中的沉淀法测定某无水亚硫酸钠试剂的纯度，考查学生在沉淀法定量分析实验中的基本实验操作技能。

【思维点悟】（1）不能，因为2H ++2NO 3-+3SO 32-→3SO 42-+2NO↑+H 2O ，（2）2H ++SO 32-→SO 2↑+H 2O ，避免生成BaSO 3沉淀。（3）如果BaCl 2溶液已进量，再加BaCl 2溶液时已无沉淀产生，故检验的操作是：取上层清液再加BaCl 2溶液，如果不出现沉淀，就表明已过量。（4）沉淀表面主要吸附是溶液中的离子，溶液中的离子主要有：Cl -、Na +、Ba 2+，最多的是Cl -，故检验的方法是：在最后洗液中加AgNO 3 溶液，若无沉淀就表明已洗净。（5）重量法的合格标准就是质量恒重，即连续两次称量的误差不超过0.001g 。（6）沉淀法是将Na 2SO 4定地转化为BaSO 4，根据生成BaSO 4沉淀质量，算出样品中Na 2SO 4的质量，再算出NaSO 3纯度。BaSO 4～Na 2SO 4，m(Na 2SO 4)=142×b/233，Na 2SO 3纯度=%100233142?-a

b a 【误区警示】此题中的（3）同学们易答成：取上层清液可加稀硫酸，出现沉淀，表明BaCl 2溶液已过量。试设想一下：如果没有沉淀，表明BaCl 2溶液还不足，取出的溶液如不倒回，必损失掉一部分SO 42-，如果倒回去，刚才加过了硫酸，会使SO 42-的量增加。（4）有的同学会用焰色反应，若无Na +就表明已洗净。焰色反应作为鉴别物质的一种方法，操作比较烦琐，一般是在其他化学方法无效时才使用。

【正确答案】（1）不能，在酸性溶液中，NO 3-会将SO 32-氧化成SO 42-，造成结果有误。

（2）除去SO 32-，保证得到的沉淀都是BaSO 4，没有BaSO 3。（3）取上层清液再加BaCl 2溶液，如果不出现沉淀，就表明已过量。（4）取最后洗液，加AgNO 3 溶液，若无沉淀就表明已洗

净。（5）连续两次称量的质量不变。（6）%100233142?-

a

b a 【例4】市售的小苏打样品NaHCO 3的质量分数的标注为95.00%，小苏打片为碳酸氢钠加淀粉等辅料压制而成。在测定其NaHCO 3的含量时，用电子天平称取一定量的小苏打样品，加适量水完全溶解后，取样品溶液的1/10，滴加2滴甲基橙试液，用稀硫酸标准溶液滴定。

（1）判断达到滴定终点的现象是________________________

（2）若用 ω(NaHCO 3) 表示NaHCO 3的质量分数，c(H 2SO 4)和V(H 2SO 4)为H 2SO 4标准溶液的浓度（mol/L ）和体积（L ），M(NaHCO 3)为NaHCO 3的摩尔质量（g/mol ），m （小苏打片）表示每次滴定所用小苏打片的质量（g ），则小苏打片中NaHCO 3的含量的计算公式为__________________________________

（3）以下是某同学记录的测定数据：

该同学所得的结果是偏高还是偏低？__________

从下列分析中选出该同学产生实验误差的原因可能是__________

A ．装标准液的滴定管未用标准液润洗

B ．滴定前，未排除滴定管尖嘴中的气泡

C ．锥形瓶振荡时有溶液溅出

D ．在判断滴定终点时，橙色不足30 s 即褪色

【考点分析】此题利用的是滴定分析法测定市售的小苏打样品的纯度，考查学生在滴定法定量分析实验中的基本实验操作技能、误差分析和数据处理能力。

【思维点悟】（1）滴定的原理是：2NaHCO 3+H 2SO 4→Na 2SO 4+2H 2O+2CO 2↑,用硫酸滴碳酸氢钠，甲基橙是滴在碳酸氢钠上，显黄色，终点时变橙色；

（2）n(NaHCO 3)=2n(H 2SO 4) 同时只是取出的1/10，

故ω(NaHCO 3)＝20 c(H 2SO 4)×V(H 2SO 4)×M(NaHCO 3)/ m （小苏打片）×100%。

（3）取两次实验的平均值：V(H 2SO 4)=[(40.40-0.20)+(40.80-1.00)]/2=40.00mL ，

m(NaHCO 3)=0.15×0.040×2×84×10=10.08g>10.000g ，

偏高，原因是测定硫酸的体积偏大，故可能的原因是AB

【误区警示】容易忽略取出的1/10。

【正确答案】（1）黄色变橙色/ 30 s 不褪色，（2）ω(NaHCO 3)＝20cVM/m ×100%

（3）偏高 AB

【例5】阅读下列材料，并完成相应填空

某实验兴趣小组为了测定镀锌铁皮中锌的质量分数ω(Zn)，设计如下实验方案。

【方案甲】测定试样与6mol/L 盐酸溶液反应前后固体的质量变化，流程如下：

（1）操作II 中镀层反应完的标志是_____________________________________。

操作IV 的名称是___________。

（2）操作III 中，检验铁片已洗净的方法是__________________________________________。

（3）若要进一步计算锌镀层厚度，还需知道的物理量是：镀锌铁皮的表面积S 、__________。

【方案乙】 通过称量试样与酸反应前后仪器、试样和试剂的总质量（其差值即为H 2的质量）

实现探究目标。

（4）从实验误差角度分析，方案甲 方案乙（填“优于”、“劣于”或“等同于”）。

【方案丙】测定试样与6mol/L 的烧碱溶液反应生成的氢气体积，装置如下：

[ 已知：锌易溶于强碱溶液：Zn+2NaOH+2H 2O → Na 2Zn(OH)4 + H 2↑ ]

（5）配制250mL 6mol/L 的NaOH 溶液，需要量取48%

的浓NaOH 溶液（密度为1.506g/cm 3）______mL ，用规格为_______mL 量筒量取。 （6）为精确测定H 2体积，在反应结束并冷却后，用

针筒在储液瓶左侧乳胶管处进行抽气，直至

_______________________________为止。若省略

此步骤，测得的体积数据将_________（填“偏大”、

“偏小”或“不变”）。

（7）已知镀锌铁皮的质量为m g ，加入烧碱溶液的体积为V 1mL （所有体积数据均已折算至标准状况，

下同），最终液体量瓶中水的体积为V 2 mL ，针筒抽出气体的体积为V 3mL 。选择合理数据，计算ω(Zn) = ___________________________。

【考点分析】本题通过测定镀锌铁皮中锌的质量分数的定量实验设计考查学生的实验操作能力、实验评价能力、分析问题、解决问题能力及计算能力。 镀锌铁皮 130120

110

100

镀锌铁皮储液瓶液体量瓶

【思维点悟】（1）由于锌的活泼性比铁强，相同条件下锌与盐酸的反应速率要比铁快。镀锌铁皮与盐酸反应，由于构成原电池锌与盐酸反应产生氢气的速率更快，当锌反应完时，反应速率会突然减小。所以当生成氢气的速率突然减慢时，就表明镀层锌已反应完。锌反应完后，将铁片取出洗净，操作IV 的名称应该是干燥。

（2）反应后的溶液中离子是Zn 2+、H +、Cl -，所以只要检验洗液中无Cl -即洗净。

（3）因为厚度＝）

S Zn Zn m 镀锌铁皮()(2)(ρ，已知锌的表面积还必须知道金属锌的的密度。 （4）甲方案是测量固体的质量法，乙方案是测量最轻气体的质量法，误差一定很大，所以肯定是甲方案更好。

（5）根据溶质质量守恒得：1.506V×48%=0.25×6×40，V=83mL ，用100mL 量筒量取，最合适。（7）抽气的目的是使储液瓶中导管内外液面相平，气体的内外压强相等，否则的话，内压大，体积小。

ω(Zn) =65n/m=m V V 4.2210)(653

32-?+ 【正确答案】（1） 生成氢气的速率突然减慢；烘干； （2）取最后一次洗涤液加入硝酸银溶液，无白色沉淀产生。（3）金属锌的密度；（4）优于 （5） 83，100； （6）储液瓶中导

管内外液面相平，偏小；（7）m

V V 4.2210)(65332-?+ 【例6】草酸晶体的组成可表示为H 2C 2O 4?xH 2O 为测定x 值，进行下述实验：

①称取w g 草酸晶体配成100.00 ml 水溶液；

②取25.00 ml 所配的草酸溶液置于锥形瓶中，加适量稀H 2SO 4后，用浓度为a mol/L 的KMnO 4溶液滴定，所发生的反应为：2KMnO 4＋5H 2C 2O 4＋3H 2SO 4→K 2SO 4＋10CO 2↑＋2MnSO 4＋8H 2O ，反应生成的MnSO 4在水溶液中基本无色。回答下列问题：

（1）实验滴定时，KMnO 4溶液应装在 中。

（2）在滴定过程中，达到滴定终点的标志是 。

（3）若滴定过程中，用少量蒸馏水洗锥形瓶内壁，再继续滴定，则所测得的x 值 （填"偏大"、"偏小"或"无影响"下同）；记录测定结果时，滴定前平视刻度线，滴定到达终点时，又俯视刻度线，将导致滴定结果 ；若在滴定终点后，因操作错误多加1滴KMnO 4溶液则应采取何措施 。若滴定过程中，液体飞溅出来，则应采取何措施 。

（4）若滴定过程中，共用去a mol/L KMnO 4溶液 v ml ，由此可计算出草酸晶体结晶水的x 值为 。

【考点分析】此题利用的是氧化还原反应滴定分析法测定草酸晶体的组成，考查学生在滴定法定量分析实验中的基本实验操作技能、终点判断、误差分析和数据处理能力。

【思维点悟】（1）KMnO 4溶液是标准溶液，应装在滴定管中，如果分酸式滴和碱式滴定管，则应装在酸式滴定管，因为KMnO 4溶液具有强氧化性，会腐蚀橡皮。

（2）KMnO 4溶液本身呈紫色，草酸溶液无色，产物Mn 2+近无色，所以不需要另加指示剂，如果最后一滴的紫色在半分钟内不褪色，则表明已达到滴定终点。

（3）加蒸馏水不影响草酸的量，所以不影响；若末读数俯视刻度线则读数偏小，KMnO 4溶液VmL 体积偏小，2KMnO 4～5H 2C 2O 4，n(H 2C 2O 4)=2.5n(KMnO 4)=3105.225

100-???aV =0.01aV, m(H 2C 2O 4)=0.9aV, 595001.018/)9.0()()(4222-=-==

aV w aV aV w O C H n O H n X ，V 偏小，导致X 偏大。

若多加一滴KMnO 4溶液，可以用已知浓度的草酸溶液反滴定至红色褪去，记下草酸溶液的体积，即可。若草酸溶液液体飞溅出去，无法确定其损失的体积，只能重新做实验。

（4）595001.018/)9.0()()(4222-=-==aV

w aV aV w O C H n O H n X 【正确答案】（1）滴定管（或酸式滴定管）;（2）锥形瓶中溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不变;（3）无影响,偏大;用已知浓度的草酸溶液滴定至红色褪去;重新实验;

（4）5950-=aV

w X 【拓展练习】

1．下列说法中，错误的是

A ．配制5%食盐溶液时，将称量的食盐放入烧杯中加计量的水搅拌溶解

B ．测定镀锌铁皮厚度锌的厚度，只需测定镀锌层的质量

C ．测定常温下氢气的摩尔体积，只需测定消耗金属的质量和生成氢气的体积

D ．配制0.1 mol/L 的H 2SO 4溶液时，将量取的浓H 2SO 4放入容量瓶中加水稀释

2．某同学在实验报告中有以下实验数据，其中数据合理的是

A ．用托盘天平称取11.7g 食盐

B ．用25mL 滴定管量出15.80mL 的NaOH 溶液

C ．用量筒量取5.26mL 盐酸

D ．用广泛pH 试纸测得溶液的pH 是3.5

3．用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸，若用酚酞作指示剂，滴定终点时，溶液由

A ．无色变成红色

B ．无色变成浅粉红色，充分振荡后红色不褪

C ．红色变成无色

D ．橙色变成黄色，充分振荡后不变色

4．实验桌上放置有：天平、研钵、玻璃棒、三角架、泥三角、瓷坩埚、坩埚钳、干燥器、酒精灯、火柴、烧杯、量筒、胶头滴管、药匙、蒸发皿、石棉网，从缺乏仪器和用具的角度来看，不能进行的实验项目是

A ．蒸发

B ．配制10％的硫酸铜溶液

C ．配制1.00mol·L -1100ml 的硫酸铜溶液

D ．测定硫酸铜晶体结晶水的含量

5．下列仪器或试纸用蒸馏水洗净或浸润后立即使用，一定会对实验结果造成误差的是

A ．中和滴定实验用的锥形瓶

B ．中和滴定实验用的滴定管

C ．测量溶液pH 用的pH 试纸

D ．测定硫酸铜晶体中结晶水含量用的坩埚

6．使用容量瓶配制溶液时，由于操作不当，会引起误差，下列情况会使所配溶液浓度偏低的是

①用天平(使用游码)称量时，被称量物与砝码的位置放颠倒了

②用滴定管量取液体时，开始时平视读数，结束时俯视读数

③溶液转移到容量瓶后，烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤

④转移溶液前容量瓶内有少量蒸馏水

⑤定容时，仰视容量瓶的刻度线

⑥定容后摇匀，发现液面降低，又补加少量水，重新达到刻度线

A ．①③⑤⑥

B ．①②⑤⑥

C ．②③④⑥

D ．③④⑤⑥

7．现用某物质的量浓度的NaOH 溶液，滴定10mL 某物质的量浓度的HCI 溶液，消耗NaOH 溶液的体积V 与反应后溶液的pH 的图象见下图，据此推断NaOH 溶液和HCl 溶液的物质的量浓度是

8．用中和滴定法测定某烧碱的纯度。

（1）配制待测溶液：将1.70 g 含有少量杂质（不与盐酸

反应）的固体烧碱样品配制成200 mL 溶液，所需的主要仪器有____________________

（2）滴定：① 盛装0.20 mol/L 盐酸标准溶液，应该用 ；洗涤滴定管的要求是____________________________。② 滴定时，应先向锥形瓶中加_____滴____________作为指示剂；滴定过程中两眼应注视________________，当____________时为滴定终点。③ 有关数据如下：

（3）计算：NaOH 溶液的浓度为_____mol/L ；烧碱样品的纯度为_____。

（4）讨论：① 若用蒸馏水冲洗锥形瓶，则会使测定结果__________；② 若在滴定过程中不慎将数滴酸液滴在锥形瓶外，则会使测定结果__________；③ 若见到指示剂局部的颜色有变化就停止滴定，则会使测定结果__________；④ 读数时，若滴定前视线偏低，滴定后视线偏高，则会使测定结果__________。

9．用右图所示的气体摩尔体积测定装置，测定常温下1 mol CO 2的体积。

提供试剂：碳酸钙固体、碳酸钠固体、盐酸、硫酸溶液。

（1）写出测定装置图上仪器C 的名称__________；

（2）由于CO 2能溶于水，所以使用此套测定装置，

测定结果往往_____（偏高、偏低、不影响），请你提出

解决此问题的一种措施

（3）为保证测定结果的准确性，仪器A 中预先盛放的试

剂是__________（名称，下同），用注射器向A 中注入的试剂

是__________。

10．某种含有少量氧化钠的过氧化钠试样（已知试样质量为1.560 g ，锥形瓶和水的质量为190.720 g ），利用电子天平测定混合物中Na 2O 2的质量分数，每隔相同时间读得电子天平的

（1

222（2）计算过氧化钠质量分数时，必须的数据是

______________________________；不必做第6次读数的原因是__________________。

（3）测定上述样品（1.560 g

）中Na 2质量分数的另一种方案，其操作流程如下：

?稀

盐 酸 →

??→ ??→ ?冷 却 →

① 操作Ⅱ的名称是__________；② 需直接测定的物理量是__________；③ 测定过程中需要用的仪器有电子天平、蒸发皿、酒精灯，还需要__________、__________（固定、夹持仪器除外）；④ 在转移溶液时，如溶液转移不完全，则Na 2O 2质量分数的测定结果

__________（偏大、偏小、不影响）。

11．硫酸铜晶体（蓝色）在110℃开始失去部分结晶水，150℃失去全部结晶水，生成白色的无水硫酸铜。依据硫酸铜晶体受热失去结晶水的事实，可以设计硫酸铜晶体结晶水含量的测定方法，将有关内容填入下表空白处。

分数。

（1）设计了如下四种测定方案：

①用电子天平称取10.000 g小苏打样品，加适量水完全溶解后，加入足量澄清石灰水，过滤得到沉淀，干燥后称得（设质量为W1 g），最后计算得到NaHCO3的质量分数。其反应的化学方程式是_______________________________________，其计算公式是__________________

②用托盘天平称取10.0 g小苏打样品，加热至完全分解，称量残留固体质量（设质量为W2g），最后计算得到NaHCO3的质量分数。其反应的化学方程式是__________ _____________________________，其计算公式是__________________

③用电子天平称取10.000 g小苏打样品，加入足量盐酸W3 g充分反应，称量反应后溶液的质量（设质量为W4 g），最后计算得到NaHCO3的质量分数。其反应的化学方程式是_______________________________________，其计算公式是__________________

④用电子天平称取一份10.000 g小苏打样品，加入适量水完全溶解后，取样品溶液的1/10，滴加2滴甲基橙试液，用c(HCl) mol/L稀盐酸标准溶液滴定，在滴入盐酸标准溶液的体积为V1 L，溶液变为红色，则再用c(NaOH) mol/L NaOH溶液返滴定V2 L时，溶液变为橙色，且半分钟不褪色，最后得到NaHCO3的质量分数。其计算公式是__________________ （2）请你逐一评价上述四种测定方案的优缺点。

13．（1）为了测定镀锌铁皮锌的厚度，只需测定镀锌层的质量，其原理是（用计算公式表示）____________________。

（2）为了测定镀锌铁皮上镀锌层的质量，可以设计以下两种方案：

方案一：把一定质量的镀锌铁皮完全与盐酸反应，通过测定生成的氢气的体积，计算出镀锌铁皮混合物中锌的质量。

方案二：取一定质量的镀锌铁皮，只使镀锌铁皮表面的锌跟盐酸反应，而铁不反应，直接求出反应掉的锌的质量。

你认为哪一种实验设计更切实可行？__________；理由是_______________________

14．用中和滴定测定NaOH和Na2CO3混合溶液中的NaOH的质量分数时，可先在混合溶液中加过量BaCl2溶液，使Na2CO3完全变成BaCO3沉淀，然后用标准盐酸滴定（用酚酞作指示剂）。试回答：

（1）向混有BaCO3沉淀的NaOH溶液中滴加盐酸，为什么不会使BaCO3溶解而能测定NaOH的含量。

（2）为什么在滴定过程中要不断振荡锥形瓶？。

（3）滴定终点时溶液颜色如何突变？。

（4）能否改用甲基橙作指示剂，测出的NaOH质量分数如何？。

15．环境监测测定水中溶解氧的方法是：

①量取amL水样，迅速加入固定剂MnSO4溶液和碱性KI溶液（含KOH），立即塞好瓶塞，反复振荡，使之充分反应，其反应式为：2Mn2++O2+4OH-→2MnO(OH)2（该反应极快）

②测定：开塞后迅速加入1mL～2mL浓硫酸（提供H+），使之生成I2，再用bmol/L的Na2S2O3溶液滴定（以淀粉为指示剂），消耗VmL。有关反应式为：

MnO(OH)2+2I-+4H+→Mn2++I2+3H2O I2+2S2O32-→2I-+S4O62-

试回答：

（1）水中溶解氧的计算式是（以g/L为单位）。

（2）滴定（I2和S2O32-反应）以淀粉为指示剂，终点时溶液由色变为色。

（3）测定时，滴定管经蒸馏水洗涤后即加滴定剂Na2S2O3溶液，导致测定结果（偏高、偏低、无影响）。

（4）记录测定结果时，滴定前仰视刻度线，滴定到达终点时又俯视刻度线，将导致滴定结果（偏高、偏低、无影响）。

16．维生素C是一种水溶性维生素(其水溶液呈酸性)，它的分子式是C6H8O6，人体缺乏这种维生素易得坏血症，所以维生素C又称抗坏血酸.维生素C易被空气中的氧气氧化.在新鲜的水果、蔬菜、乳制品中都富含维生素C，如新鲜橙汁中维生素C的含量在500mg/L左右.

校课外活动小组测定了某品牌的软包装橙汁中维生素C的含量.下面是测定实验分析报告，请填写有关空白.

（1）测定目的：测定××片牌软包橙汁维生素C含量

（2）测定原理：C6H8O6+I2→C6H6O6+2H+2I-

（3）实验用品及试剂

①仪器和用品：自选

②指示剂(填名称)，浓度为7.50×10-3mol/L标准溶液，蒸馏水.

（4）实验过程：

①洗涤仪器，检查滴定管是否漏液，润洗后装好标准溶液待用.

②打开橙汁包装，用(填仪器名称)，向锥形瓶中移入20.00ml待测橙汁，滴入2滴指示剂.

③用一手控制滴定管的(填部位)，另一手摇动锥形瓶，眼睛注视

直到滴定终点，滴定至终点的现象是

（5）数据记录与处理.(设计数据记录表格和数据处理的表格，不必填数据)若经数据处理，滴定中消耗标准碘溶液的体积是15.00ml，则此橙汁中维生素C的含量是mg/L.

（6）问题讨论：

①滴定过程中能否剧烈摇动锥形瓶?为什么?

②从分析数据看，此软包装橙汁是否是纯天然橙汁? (填编号)

A.是

B.可能是

C.不是

制造商可能采取的做法是

A.加水稀释天然橙汁

B.橙汁已被浓缩

C.将维生素C作为添加剂

对上述做法，你的意见是

A.同意

B.不同意

C.调查后再作结论

17．某校活动小组用下图所示的装置及所给药品（图中夹持仪器已略去）探究工业制硫酸接触室中的反应，并测定此条件下二氧化硫的转化率。已知C中的浓硫酸含溶质m mol，假设气体进入C和D时分别被完全吸收。请回答下列问题：

（1）已知0.5molSO2被O2氧化成气态SO3，放出49.15KJ热量，反应的热化学方程式为。

（2）检查完装置的气密性且加入药品后，开始进行实验，此时首先应时行的操作是。（3）实验时A中的氧气导管冒出的气泡与二氧化硫导管冒出的气泡速率相近，其目的是

；装置C中浓硫酸的作用为；装置D中盛放的溶液是足量的（选填字母）。

a.BaCl2溶液

b.NaOH溶液

c.NaHSO3饱和溶液

（4）停止通入SO2，熄灭酒精灯后，为使残留在装置中的SO2、SO3被充分吸收，操作方法是。

（5）实验结束后，稀释装置C中的溶液，并向其中加入足量的BaCl2溶液，得到的沉淀质量为w g。若装置D增加的质量为a g，则此条件下二氧化硫的转化率是（用含字母的代数式表示，结果可不化简）。

【近五年上海高考试题】

1．（09-27）实验室用大理石等原料制取安全无毒的杀菌剂过氧化钙。大理石的主要杂质是氧化铁，以下是提纯大理石的实验步骤：

（1）溶解大理石时，用硝酸而不同硫酸的原因是_______________________________。（2）操作Ⅱ的目的是______________，溶液A（溶质是共价化合物）是___________。（3）写出检验滤液中是否含铁离子方程式：_____________________________________ ______________________________________________________________________。（4）写出加入碳酸铵所发生反应的离子方程式：________________________________ 写出滤液B的一种用途：_________________________

（5）CaO2中一般含CaO。试按下列提示完成CaO2含量分析的实验设计。

试剂：氢氧化钠标准溶液、盐酸标准溶液、酚酞仪器：电子天平、锥形瓶、滴定管实验步骤：

①_______；②加入_________________；③加入酚酞，用氢氧化钠标准溶液滴定。

（6）若理论上滴定时耗用标准溶液20.00mL恰好完全反应，实际操作中过量半滴（1mL溶液为25滴），则相对误差为______________

2．（10-26）CaCO3广泛存在于自然界，是一种重要的化工原料。大理石主要成分为CaCO3，另外有少量的含硫化合物。实验室用大理石和稀盐酸反应制备CO2气体。下列装置可用于CO2气体的提纯和干燥。

完成下列填空：

（1）配制1:1(体积比)的稀盐酸(约6mol/L)，应选用的仪器是_____。

a．烧杯b．玻璃棒c．量筒d．容量瓶

（2）装置中，A是____溶液，NaHCO3溶液可以吸收。（3）上述装置中，B物质是_____。用这个实验得到的气体测定CO2相对分子质量，如果B 物质失效，测定结果____(填“偏高”、“偏低”或“不受影响”)。

（4）一次性饭盒中石蜡(高级烷烃)和CaCO3的溶出量是评价饭盒质量的指标之一，测定溶出量的主要实验步骤设计如下：

剪碎、称重→浸泡溶解→过滤→残渣烘干→冷却、称重→恒重

为了将石蜡和碳酸钙溶出，应选用的试剂是______。

a．氯化钠溶液b．稀醋酸c．稀硫酸 d 正已烷

（5）在溶出量测定实验中，为了获得石蜡和碳酸钙的最大溶出量，应先溶出_____后溶出_______。

（6）上述测定实验中，连续_______，说明样品已经恒重。

3．（11-27）CuSO4·5H2O是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。

根据题意完成下列填空：

（1）向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸，在铜粉溶解时可以观察到的实验现象：

、。

（2）如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净，则制得的CuSO4·5H2O中可能存在的杂质是，除去这种杂质的实验操作称为。

（3）已知：CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+ Na2SO4

称取0.1000 g提纯后的CuSO4·5H2O试样于锥形瓶中，加入0.1000 mol/L氢氧化钠溶液28.00 mL，反应完全后，过量的氢氧化钠用0.1000 mol/L盐酸滴定至终点，耗用盐酸20.16 mL，则0.1000 g该试样中含CuSO4·5H2O g。

（4）上述滴定中，滴定管在注入盐酸之前，先用蒸馏水洗净，再用。在滴定中，准确读数应该是滴定管上蓝线所对应的刻度。

（5）如果采用重量法测定CuSO4·5H2O的含量，完成下列步骤：

①②加水溶解③加氯化钡溶液，沉淀④过滤（其余步骤省略）