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《例析定量實(shí)驗(yàn)解題思路》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、例析定量實(shí)驗(yàn)的解題思路例題(MCES’04-26):某種含有少量氧化鈉的過氧化鈉試樣(已知試樣質(zhì)量為1.560g、錐形瓶和水的質(zhì)量為190.720g),利用下圖裝置測(cè)定混合物中Na2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù),每隔相同時(shí)間讀得電子天平的數(shù)據(jù)如表:讀數(shù)次數(shù)質(zhì)量(g)錐形瓶+水+試樣第1次192.214第2次192.164第3次192.028第4次192.010第5次192.010(1)寫出Na2O2和H2O反應(yīng)的化學(xué)方程式(2)計(jì)算過氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí),必需的數(shù)據(jù)是;不必作第6次讀數(shù)的原因是(3)測(cè)定上述樣品(1.560g)中Na2O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的另一種方案,
2、其操作流程如下:①操作Ⅱ的名稱是②需直接測(cè)定的物理量是③測(cè)定過程中需要的儀器有電子天平、蒸發(fā)皿、酒精燈,還需要、(固定、夾持儀器除外)④在轉(zhuǎn)移溶液時(shí),如溶液轉(zhuǎn)移不完全,則Na2O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定結(jié)果(填偏大、偏小或不變)。[分析]該定量實(shí)驗(yàn)考查的內(nèi)容涉及實(shí)驗(yàn)原理、數(shù)據(jù)處理、操作名稱、實(shí)驗(yàn)儀器、待測(cè)量確定以及誤差分析等方面的問題,突出定量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及處理的能力。定量實(shí)驗(yàn)總是要測(cè)定某個(gè)量(“待測(cè)量”)而開展的,要得到“待測(cè)量”,就必須明確實(shí)驗(yàn)原理,通過測(cè)定某個(gè)可以測(cè)量的量(“可測(cè)量”)來實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡?。根?jù)本題實(shí)驗(yàn)裝置和數(shù)據(jù)以及問題(1),可知測(cè)定
3、Na2O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)(待測(cè)量)的原理是:利用Na2O2與H2O反應(yīng),通過測(cè)量反應(yīng)中釋放出的O2的質(zhì)量(可測(cè)量,利用反應(yīng)前后體系的質(zhì)量差來確定)、利用Na2O2與O2之間的量的關(guān)系,得到Na2O2的質(zhì)量,進(jìn)而求得其質(zhì)量分?jǐn)?shù)。因此,實(shí)驗(yàn)時(shí)必須確保Na2O2完全反應(yīng)。認(rèn)真分析表中數(shù)據(jù),可以發(fā)現(xiàn)第1、2、3、4次實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)體系質(zhì)量依次減?。ㄕf明反應(yīng)仍在繼續(xù)進(jìn)行),而第4、5次測(cè)得的反應(yīng)體系質(zhì)量相同(說明反應(yīng)已經(jīng)停止,Na2O2已經(jīng)完全反應(yīng))。結(jié)合質(zhì)量分?jǐn)?shù)求解方法(Na2O2%=mNa2O2/m樣品)和上述分析可知,計(jì)算過氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí),必需的數(shù)據(jù)是
4、試樣的質(zhì)量、錐形瓶和水的總質(zhì)量以及第4(或5)次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。由于而第4、5次測(cè)得的反應(yīng)體系質(zhì)量相同(已經(jīng)達(dá)“恒量”),反應(yīng)已經(jīng)停止,因此沒有必要在進(jìn)行第6次測(cè)量。問題(3)采用不同的原理來測(cè)量待測(cè)量。要完成各個(gè)問題,首先必須明確實(shí)驗(yàn)原理。根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)流程可知,實(shí)驗(yàn)中“可測(cè)量”一定是最后得到的固體的質(zhì)量,而且該固體就是NaCl。結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理和圖示實(shí)驗(yàn)流程,可知該實(shí)驗(yàn)過程經(jīng)歷以下幾步:①將固體置于一燒杯中,加入過量的鹽酸,并不斷攪拌,直至固體溶解為止;②將得到的溶液轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中;③用少量的水洗滌燒杯和玻璃棒2-3次,并將洗滌液轉(zhuǎn)移到蒸發(fā)皿中(確
5、保NaCl被全部轉(zhuǎn)移);④加熱,將溶液蒸干后冷卻至室溫;⑤用電子天平稱量所得固體的質(zhì)量。明確實(shí)驗(yàn)步驟,就很容易作答。3[答案](1)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑(2)試樣質(zhì)量、錐形瓶和水的總質(zhì)量第4(或5)次讀數(shù)錐形瓶中質(zhì)量已達(dá)恒重。(3)①蒸發(fā)②NaCl的質(zhì)量③燒杯玻璃棒④偏大[拓展]還可采用哪些方法來實(shí)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)?zāi)康模礈y(cè)定“某種含有少量氧化鈉的過氧化鈉試樣”中Na2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù))呢?根據(jù)所學(xué)知識(shí),至少還可以用下列兩種方法:1、根據(jù)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,采用右圖裝置、通過排水量氣法測(cè)定氧氣的體積,從而得
6、到Na2O2的質(zhì)量進(jìn)而得到Na2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(這就是1994年高考化學(xué)第實(shí)驗(yàn)題所用的原理)。值得注意的是:在該條件下測(cè)得的氣體體積必須轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況條件下的數(shù)值,方可進(jìn)行就算。?2、利用2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、Na2O+2H2O=2NaOH,采用中和滴定原理來測(cè)定。具體步驟為:取一定質(zhì)量的試樣溶解于足量的水(形成NaOH溶液),用酚酞做指示劑、用標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液進(jìn)行滴定。通過消耗HCl的量求算試樣與水作用生成NaOH的質(zhì)量,進(jìn)而求得Na2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。對(duì)于中和滴定,必須進(jìn)行重復(fù)2次以上的滴定操作,并取多次滴定的平均值進(jìn)行
7、計(jì)算。[總結(jié)]定量實(shí)驗(yàn)在定性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上研究某些量及某些量間關(guān)系而展開的,因此能力要求和試題難度等將有所提升。定量實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)定的量(即“待測(cè)量”)一般無法直接測(cè)定,對(duì)它的測(cè)量通常根據(jù)某化學(xué)原理并在限定實(shí)驗(yàn)條件下通過測(cè)量某種可以直接測(cè)量的關(guān)系量(即“可測(cè)量”),利用兩者間關(guān)系計(jì)算而得。因此,根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理確定可測(cè)量并準(zhǔn)確測(cè)定成為定量實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。從中學(xué)化學(xué)來看,定量實(shí)驗(yàn)可測(cè)量主要是固體或氣體的質(zhì)量、液體或氣體的體積以及反應(yīng)體系溫度等。如何準(zhǔn)確地測(cè)定這三類可測(cè)量?對(duì)于固體質(zhì)量、液體體積和反應(yīng)體系溫度,根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求分別采用托盤天平、量筒或滴定管以及溫度
8、計(jì)測(cè)量即可。由于上述三者的測(cè)定較為直接,這里不闡述。對(duì)于氣體質(zhì)量和氣體體積,一般無法直接用天平和量筒來測(cè)定,而要通過間接的方法來實(shí)現(xiàn)。如何測(cè)定氣體的質(zhì)量或者體積呢?