例析定量實(shí)驗(yàn)解題思路

《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需直接測定的物理量是③測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)總是要測定某個(gè)量（“待測量”）而開展的，要得到“待測量”，就必須明確實(shí)驗(yàn)原理，通過測定某個(gè)可以測量的量（“可測量”）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），可知測定

3、Na2O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)（待測量）的原理是：利用Na2O2與H2O反應(yīng)，通過測量反應(yīng)中釋放出的O2的質(zhì)量（可測量，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次測量。問題（3）采用不同的原理來測量待測量。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)中需要測定的量（即“待測量”）一般無法直接測定，對它的測量通常根據(jù)某化學(xué)原理并在限定實(shí)驗(yàn)條件下通過測量某種可以直接測量的關(guān)系量（即“可測量”），利用兩者間關(guān)系計(jì)算而得。因此，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理確定可測量并準(zhǔn)確測定成為定量實(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)確地測定這三類可測量？對于固體質(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)測量即可。由于上述三者的測定較為直接，這里不闡述。對于氣體質(zhì)量和氣體體積，一般無法直接用天平和量筒來測定，而要通過間接的方法來實(shí)現(xiàn)。如何測定氣體的質(zhì)量或者體積呢？