- 测定物质组成、成分含量
- 共404题
某研究性学习小组将一定浓度的Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到蓝色沉淀．
甲同学认为沉淀可能是CuCO3；
乙同学认为沉淀可能是Cu（OH）2；
丙同学认为沉淀可能是CuCO3和Cu（OH）2的混合物．（查阅资料知：CuCO3和Cu（OH）2均不带结晶水）
Ⅰ．按照甲同学的观点，发生反应的离子反应方程式为______；
在探究沉淀成分前，须将沉淀从溶液中分离并净化．其具体操作依次为______．
Ⅱ．请用下图所示装置，选择必要的试剂，定性探究生成物的成分．
（1）各装置连接顺序为______．
（2）能证明生成物中有CuCO3的实验现象是______．
Ⅲ．若CuCO3和Cu（OH）2两者都有，可利用下列装置通过实验测定其组成．
（1）装置C中碱石灰的作用是______，实验开始和结束时都要通入过量的空气，请说明结束时通入过量空气的作用是______
（2）若沉淀样品的质量为m克，装置B质量增加了n克，则沉淀中CuCO3的质量分数为______．
正确答案
Ⅰ、沉淀是CuCO3说明，Na2CO3溶液与CuSO4溶液发生反应生成硫酸钠与碳酸铜，即碳酸根与铜离子反应生成碳酸铜沉淀，反应离子方程式为CO32-+Cu2+=CuCO3↓；
先将固体与溶液分离，采取过滤方法，然后洗涤沉淀附着的物质，再进行干燥，可得较纯净的沉淀．
故答案为：CO32-+Cu2+=CuCO3↓；过滤、洗涤、干燥；
Ⅱ、（1）利用加热的方法检验，氢氧化铜和碳酸铜加热分解得到氧化铜、水和二氧化碳，若有氢氧化铜可用无水硫酸铜检验，若有碳酸铜可用澄清的石灰水检验产生的二氧化碳．
故答案为：A→C→B；
（2）用澄清的石灰水检验是否产生二氧化碳，装置B中澄清石灰水变浑浊，说明生成二氧化碳，即说明含有CuCO3．
故答案为：装置B中澄清石灰水变混浊；
Ⅲ、（1）实验开始时装置的空气中会有水蒸气和二氧化碳，若不排除被吸收装置吸收会对计算结果产生较大的误差，故开始时先用除去水和二氧化碳的空气将装置中的水蒸气和二氧化碳排除，故装置C中碱石灰的作用是吸收空气中的H2O 蒸汽和CO2；
氢氧化铜和碳酸铜加热分解后会在反应装置中残留二氧化碳和水蒸气，通过用除去水和二氧化碳的空气将装置中的水蒸气和二氧化碳赶出被吸收装置完全吸收，防止影响测定结果．
故答案为：吸收空气中的H2O 蒸汽和CO2；通过用除去水和二氧化碳的空气将装置中的水蒸气和二氧化碳赶出被吸收装置完全吸收．
（2）装置B质量增加了n克，说明分解生成ng水，水的物质的量为
故答案为：（1-
已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用下图中的装置进行实验．
主要步骤如下：
①按图组装仪器，并检查装置的气密性
②将ag试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液
③称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到bg
④从分液漏斗滴入6mol•L-1的硫酸，直到不再产生气体时为止
⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气
⑥再次称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到cg
⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到U型管的质量基本不变，为dg
请填空和回答问题：
（1）在用托盘天平称量样品时，如果天平的指针向左偏转，说明______
（2）装置中干燥管B的作用是______
（3）如果将分液漏斗中的疏酸接成浓度相同的盐酸，测试的结果______（填偏高、偏低可不变）
（4）步骤⑤的目的是______
（5）步骤⑦的目的是______
（6）该试样中纯碱的质量分数的计算式为______
（7）还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数．请简述一种不同的实验方法．
正确答案
（1）由于称量时左物右码，依据天平的杠杆原理，向左偏说明样品重，砝码轻；
故答案为：样品重，砝码轻；
（2）U型管中的碱石灰是为了吸收反应生成的二氧化碳，但空气中也存在二氧化碳，干燥管B的作用就是防止空气中的二氧化碳和水分进入U型管，对结果产生误差；
故答案为：防止空气中的CO2和水气进入U型管中；
（3）由于盐酸具有挥发性，也会随着二氧化碳进入U型管，被误认为是二氧化碳，所以二氧化碳的质量偏大，算出的碳酸钠的质量也会偏大的，所以结果会偏大；
故答案为：偏高；
（4）由于反应完了锥形瓶中存留有二氧化碳，鼓入一定量的空气就是将残留的二氧化碳完全排入U型管；
故答案为：把反应产生的CO2全部导入U型管中；
（5）直到U型管的质量基本不变，说明二氧化碳已经被全部排到U型管中；
故答案为：判断反应产生的CO2是否全部排出，并被U型管中的碱石灰吸收；
（6）设需要碳酸钠的质量为X则：
Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑
106 44
X d-b
列比例式
解得X=
所以试样中纯碱的质量分数的计算式为
故答案为：
（7）根据用一种试剂与碳酸钠反应产生沉淀，根据沉淀算出碳酸钠的质量：取一定量试样放入烧杯中，加适量蒸馏水溶解，再向烧杯中滴加足量氢氧化钙溶液，将得到的沉淀过滤洗涤干燥后称量，根据方程式由沉淀质量算出碳酸钠质量，再除以样品质量． 故答案为：取一定量试样放入烧杯中，加适量蒸馏水溶解，再向烧杯中滴加足量氢氧化钙溶液，将得到的沉淀过滤洗涤干燥后称量，根据方程式由沉淀质量算出碳酸钠质量，再除以样品质量．
有一包白色固体，可能由：CuSO4、Na2SO4、NaNO3、Na2CO3、BaCl2、NaCl 中的一种或几种组成．为了判断其中的成份，某同学设计了如下实验方案，并进行了实验现象的假设，请你帮助他对这些假设作一些判断：
正确答案
（1）若只得到蓝色溶液，说明固体中含有CuSO4，溶液中含有Cu2+、SO42-，则一定不含有BaCl2、Na2CO3，因与Cu2+、
SO42-分别反应生成沉淀；
故答案为：CuSO4 BaCl2、Na2CO3
（2）若有白色沉淀，证明一定含有BaCl2，静置，上层溶液无色，则固体中不含有CuSO4，该白色沉淀可能为BaSO4或
BaCO3；所以原固体含有Na2CO3或Na2SO4中的一种；
故答案为：BaCl2 CuSO4； 含有Na2CO3或Na2SO4中的一种；
（3）在沉淀中加入盐酸，沉淀部分溶解则说明固体中含有Na2CO3、Na2SO4和BaCl2，生成的BaCO3能溶于盐酸，反应的离子方程式为BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O，过滤，在滤液中加入AgNO3溶液和稀硝酸，有白色沉淀，该沉淀为AgCl，
但不能确定是否含有Cl-，因为前面加入了盐酸引入了Cl-；故答案为：BaCl2、Na2CO3、Na2SO4； NaNO3、NaCl
（4）若沉淀全部溶解说明沉淀是碳酸钡，说明固体中含有Na2CO3、BaCl2；
故答案为：Na2CO3、BaCl2
黄铁矿是我国大多数硫酸厂制取硫酸的主要原料．某化学兴趣小组对某黄铁矿石（主要成分为FeS2）进行如下实验探究．
[实验一]测定黄铁矿中硫元素的含量
Ⅰ．将m1 g该黄铁矿样品放入如下图所示装置（夹持和加热装置省略）的石英管中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全．
Ⅱ．反应结束后，将乙瓶中的溶液进行如下处理：
问题讨论：
（1）Ⅰ中，石英管中发生的反应方程式为______．
（2）Ⅱ中，为判断所加BaCl2是否过量，有同学设计了如下实验方案，其中合理的是______
A．取少量上层清液，继续滴加BaCl2，若无沉淀产生则说明BaCl2已过量．
B．取少量上层清液，继续滴加稀H2SO4，若沉淀产生则说明BaCl2已过量．
C．待浊液澄清后，继续滴加BaCl2，若无沉淀产生则说明BaCl2已过量．
D．待浊液澄清后，继续滴加稀H2SO4，若沉淀产生则说明BaCl2已过量．
（3）该黄铁矿中硫元素的质量分数为______．
[实验二]测定黄铁矿中铁元素的含量
①用足量稀硫酸溶解石英管中的固体残渣；
②加还原剂使溶液中的Fe3+完全转化为Fe2+后，过滤、洗涤；
③将滤液稀释至250mL；
④取稀释液25.00mL，用浓度为0.10mol/L的酸性KMnO4溶液滴定，实验平均消耗KMnO4溶液体积为V mL．
问题讨论：
（4）④中，需要用到的主要仪器有______；
（5）②中，若选用铁粉作还原剂．你认为合理吗？______，理由是______．
（6）黄铁矿中铁元素的质量分数为______．
正确答案
实验一：（1）Ⅰ中，石英管中二硫化亚铁与氧气反应生成氧化铁与二氧化硫，反应方程式为4FeS2+11O2
故答案为：4FeS2+11O2
（2）加入BaCl2溶液是将亚硫酸根转化为硫酸钡沉淀，判断所加BaCl2是否过量方法是：待浊液澄清后，取少量上层清液，继续滴加BaCl2，若无沉淀产生则说明BaCl2已过量，
故选C；
（3）m2g是硫酸钡的质量，硫酸钡的物质的量为
实验二：（4）步骤④是滴定，需要用到的主要仪器有：铁架台、酸性滴定管、烧杯、滴定管夹、锥形瓶，
故答案为：铁架台、酸性滴定管、烧杯、滴定管夹、锥形瓶；
（5）该方案通过滴定生成生成的Fe2+，确定硫铁矿中铁元素的质量分数，用铁作还原剂会增加铁元素的量，导致测定的硫铁矿中铁元素的质量分数偏高，故不能用铁作还原剂，
故答案为：不合理；用铁作还原剂会增加铁元素的量；
（6）令m1g硫铁矿中铁元素的质量为a，硫铁矿中铁元素的质量对亚铁离子的质量，则：
5Fe2+～MnO4-
280g 1mol
a 0.001VL×0.1mol/L×
所以a=
所以硫铁矿中铁元素的质量分数为
某研究性学习小组为确定某碱式碳酸镁样品的组成，设计出了下图所示的实验装置（图中A至D的部分）。[已知碱式碳酸镁Mgx(OH)y(CO3)z(x、y、z为正整数）加热能分解生成氧化镁、水和二氧化碳]
（1）按上图（夹持仪器未画出）组装好实验装置后，应首先进行的操作是_____________；A处干燥管盛放的药品是_____________，其作用是____________________________。
（2）指导老师在审阅设计方案后指出需要在E处进行改进，请你帮助该小组设计出改进方案：____________________________________。
（3）加热前需要进行的必要操作是__________________________________，其目的是____________________________________；对活塞的操作方法是：关闭活塞_________________，打开活塞_______________________。
（4）通过什么现象能够说明碱式碳酸镁分解完全____________________________。
（5）待B装置中的反应完全后，打开K1，再缓缓鼓入空气数分钟，其目的是________________________。
（6）实验测得数据如下：碱式碳酸镁样品22.6 g；反应前C装置的质量为87.6 g，反应后质量为89.4 g；反应前D装置的质量为74.7 g，反应后质量为83.5 g。请计算推导该碱式碳酸镁的化学式___________________________，该碱式碳酸镁受热分解的化学方程式为______________________________。
正确答案
（1）检查装置的气密性；碱石灰（或氧化钙）；除去进入装置的空气中所含带的水蒸气和二氧化碳
（2）盛有碱石灰（或氧化钙）的干燥管
（3）先通入一段时间空气，赶走装置中含有水蒸气和二氧化碳的空气；K3；K1、K2（4）装置C中不再产生气泡
（5）将反应生成的残留在装置中的水蒸气和二氧化碳全部赶到装置C和D中
（6）Mg3(OH)2(CO3)2[或Mg(OH)2·2MgCO3]；Mg3(OH)2(CO3)2
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