(已知摩尔质量:Cu:64g·mol、CuO:80g·mol、Cu2O:144g·mol、H2O:18g·mol) (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:①选用W、W(H2O)、W(Cu)、V(H2)表示,不必列出具体算式。 ②每个空格中填一种组合,有几种组合就填几种,不必填满。
-1-1-1-1
(2)从上述组合中选出一个含W数据的求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(H2O) W(Cu)、V(H2) (2)可从以下三组中任选一组 x2(W-x)W(Cu)①+= 8014464xW-xW(H2O)②+= 8014418xW-xV(H2)③+= 8014422.4(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Cu2O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组合,有下列6种组合。
W、W(H2O) W(H2O)、V(H2) W、W(Cu) W(Cu)、V(H2) W、V(H2) W(H2O)、W(Cu) W、W(Cu) W、V(H2) W(H2O)、W(Cu) 在6种组合中不难看出V(H2)、W(H2O)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Cu2O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,V(H2)这一数据在获得上有一定的困难。测W(H2O)易受空气中的水及CO2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℃、1.01×10Pa时进行下列实验:甲、乙、丙三位同学各取30.0mL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:
5
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实验序号 合金质量(mg) 气体体积(mL) 试求:(1)盐酸的物质的量浓度是多少? (2)合金中各成分的质量分数。 答案 (1)2.0mol·L
-1
甲 510 560 乙 765 672 丙 918 672 (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 ~ H2
0.672L
n(HCl)=2×-1=0.06mol
22.4L·mol0.06mol-1
c(HCl)==2.0mol·L
0.03L(2)甲中盐酸过量,合金完全反应
0.56L
用甲组数据计算:n(H2)=-1=0.025mol
22.4L·mol设合金中Mg、Al的物质的量分别为x、y 3
Mg~H2 Al~H2
23xxyy 2
24x+27y=0.51 g???3
x+y=0.025 mol??2
??x=0.01 mol
,解得?
??y=0.01 mol
-1
0.01 mol×24 g·mol
w(Mg)=×100%≈47.1%
0.51 g0.01mol×27g·mol
w(Al)=×100%≈52.9%
0.51g
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,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0.1g,若精度值超过了这个范围,说明所得数据是无效的;二
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-1
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,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.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0.5mol·LMgSO4溶液和0.5mol·LNH4HCO3溶液。
步骤2:用量筒量取500mLNH4HCO3溶液于1000mL四口烧瓶中,开启搅拌器,温度控制在50℃。 步骤3:将250mLMgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中,1min内滴加完后,用氨水调节溶液pH到9.5。
步骤4:放置1h后,过滤,洗涤。
步骤5:在40℃的真空干燥箱中干燥10h,得碳酸镁晶须产品(MgCO3·nH2O n=1~5)。 回答下列问题:
①步骤3中加氨水后的离子方程式_____________________________________________。 ②步骤4为加快过滤速度,常用_________________________________________________(填过滤方法)。
-1
-1
(2)测定合成的MgCO3·nH2O中的n值。
称量1.000g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CO2被NaOH溶液吸收,在室温下反应4~5h,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CO2的总量;重复上述操作2次。
①图中气球的作用是______________________________________________________
- 11 -
__________________________;
②上述反应后期要升温到30℃,主要目的是__________________________________; ③设3次实验测得每1.000g碳酸镁晶须产生的CO2平均值为amol,则n值为________________________(用含a的表达式表示)。
(3)称取100g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)①Mg+NH3·H2O+HCO3===MgCO3↓+NH4+H2O ②减压过滤(或抽滤)
(2)①暂时储存CO2,有利于CO2被NaOH溶液吸收,且能保持装置中压强相对稳定 ②升高温度气体的溶解度减小,使溶解在水中的CO2逸出,便于吸收完全 ③(1-84a)/18a (3)1
解析 (1)①加入氨水促进HCO3的电离,适当增大CO3的浓度。②加快过滤的方法只能是减压过滤。
(2)①开始产生的CO2速率大于NaOH溶液吸收CO2的速率,气球逐渐胀大,暂时储存CO2,避免产生的CO2使内部压强过大,造成气体泄漏;后期CO2被NaOH吸收时,气球逐渐变小;②使溶解在水中的CO2逸出,便于吸收完全; ③找出关系:MgCO3·nH2O~CO2 84+18n1 1.000a
得n=(1.000-84a)/18a
(3)从图中看,剩余质量为82.3g时,减少的质量为失去的结晶水的质量;剩余39.5g时,减少的质量为分解出的CO2的质量,列式:100g×18n/(84+18n)=100g-82.3g,得n=1。 2.某课外活动小组设计了以下实验方案验证Ag与浓HNO3反应的过程中可能产生NO。其实验流程图如下:
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2-
2+
-
+
(1)测定硝酸的物质的量
反应结束后,从下图B装置中所得100mL溶液中取出25.00mL溶液,用0.1mol·L的NaOH溶液滴定,用酚酞作指示剂,滴定前后的滴定管中液面的位置如右上图所示。
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