組成探究綜合實驗李仕才題型一定性分析型1核心知識必備(1)常考?xì)怏w的定性檢驗方法：包括Cl2、NH3、SO2、HCl、CO2、NO等。(2)常考陽離子的檢驗方法，包括NH、Fe3、Fe2、Al3、Cu2、Ag等。(3)常考陰離子的檢驗方法，包括Cl、Br、I、SO、CO、SO等。2物質(zhì)檢驗的一般思路根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)，使被檢驗物質(zhì)與加入的試劑作用，轉(zhuǎn)變?yōu)槟撤N已知物質(zhì)，或產(chǎn)生某種特殊現(xiàn)象，從而確定該物質(zhì)的存在(物質(zhì)性質(zhì)也是幫助檢驗的重要依據(jù))。常見的特殊現(xiàn)象有：(1)生成氣體。能夠生成氣體的離子很多，生成的氣體的性質(zhì)也常有相似之處，判斷時要注意排除干擾離子。(2)生成沉淀。許多金屬陽離子或酸根陰離子都可生成具有特殊顏色、特殊性質(zhì)的沉淀，但同時也應(yīng)注意排除干擾離子。(3)顯現(xiàn)特殊顏色。特殊顏色的出現(xiàn)或消失并配合特殊試劑，是鑒別物質(zhì)的常見方法，如KSCN檢驗Fe3、淀粉檢驗I2等。特別提醒(1)能使品紅溶液褪色的氣體有：SO2、Cl2、O3等，其中SO2只能使石蕊溶液變紅，而不能使其褪色，Cl2、O3最終可使石蕊溶液褪色。(2)在中學(xué)化學(xué)中，氨氣是唯一能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體。(3)不溶于水也不溶于硝酸的白色沉淀是AgCl或BaSO4等。(4)NO氣體的檢驗方法是向無色氣體中通入空氣(或O2)，看氣體是否變紅棕色。典例剖析2015全國卷，(1)(2)草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中，其K15.4102，K25.4105。草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水。草酸晶體(H2C2O42H2O)無色，熔點為101，易溶于水，受熱脫水、升華，170以上分解。回答下列問題：(1)甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過實驗檢驗草酸晶體的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是_，由此可知草酸晶體分解的產(chǎn)物中有_。裝置B的主要作用是_。(2)乙組同學(xué)認(rèn)為草酸晶體分解的產(chǎn)物中還有CO，為進(jìn)行驗證，選用甲組實驗中的裝置A、B和下圖所示的部分裝置(可以重復(fù)選用)進(jìn)行實驗。乙組同學(xué)的實驗裝置中，依次連接的合理順序為A、B、_。裝置H反應(yīng)管中盛有的物質(zhì)是_。能證明草酸晶體分解產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是_。思路引導(dǎo)第(1)問考查CO2的檢驗方法，CO2能使澄清石灰水變渾濁，還應(yīng)注意題干中草酸的性質(zhì)，草酸蒸氣對CO2的檢驗有干擾作用。第(2)問考查該實驗中檢驗CO時干擾因素CO2的排除，檢驗CO氣體，應(yīng)先在H裝置中進(jìn)行CO還原CuO的反應(yīng)，氣體進(jìn)入H裝置前需除去CO中的CO2氣體并且檢驗CO2是否除盡，從H裝置中導(dǎo)出的氣體需用澄清石灰水檢驗CO2氣體的存在，說明是CO還原CuO。第(2)考查CO檢驗時現(xiàn)象描述的全面性，CO還原CuO時，黑色的CuO變成紅色的單質(zhì)Cu，且CO的氧化產(chǎn)物是CO2。答案(1)有氣泡逸出，澄清石灰水變渾濁CO2冷凝(水蒸氣、草酸等)，防止草酸進(jìn)入裝置C反應(yīng)生成沉淀，干擾CO2的檢驗(2)F、D、G、H、D、ICuO(氧化銅)前面澄清石灰水無現(xiàn)象，H中黑色粉末變紅色，其后的D中澄清石灰水變渾濁課堂練習(xí)1(2018江西三校聯(lián)考)某研究小組為探究足量鋅與濃硫酸的反應(yīng)，生成物成分的定性探究，進(jìn)行如下實驗。(1)研究小組取65.0g鋅粒與55mL98%的濃硫酸(1.84gmL1)充分反應(yīng)，所制得的氣體成分是_(填分子式)，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)為驗證所制的氣體成分，研究小組擬定以下裝置進(jìn)行實驗。裝置E和G中的試劑分別為_、_。裝置B的作用是_；H的作用是_。寫出實驗中觀察到的現(xiàn)象及由該現(xiàn)象得出含有相應(yīng)的氣體成分的結(jié)論。現(xiàn)象結(jié)論答案(1)H2和SO22H2SO4(濃)Zn=ZnSO4SO22H2O、H2SO4(稀)Zn=ZnSO4H2(2)濃硫酸無水CuSO4(或無水硫酸銅)防止倒吸(或作安全瓶)防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入系統(tǒng)，干擾實驗現(xiàn)象結(jié)論C中品紅溶液褪色氣體中有SO2D中酸性KMnO4溶液顏色變淺，F(xiàn)中黑色粉末變紅，G中白色粉末變藍(lán)氣體中有H2解析首先要明確實驗?zāi)康模瑢嶒炇菍Ξa(chǎn)生的氣體成分進(jìn)行定性探究，根據(jù)鋅與濃硫酸反應(yīng)生成SO2，與稀硫酸反應(yīng)生成H2來分析。(1)開始時濃硫酸與鋅反應(yīng)生成SO2，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，濃硫酸的濃度逐漸變小，Zn與稀硫酸反應(yīng)得到的氣體是H2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2SO4(濃)Zn=ZnSO4SO22H2O，H2SO4(稀)Zn=ZnSO4H2。(2)根據(jù)SO2和H2的化學(xué)性質(zhì)來選擇驗證方法，SO2能使品紅溶液褪色，H2可以還原CuO生成H2O，H2O能使白色無水CuSO4變藍(lán)色。裝置C盛放的品紅溶液用來檢驗SO2氣體，為防止裝置C發(fā)生倒吸，在A與C之間加一個防倒吸的裝置B，裝置D盛放的酸性KMnO4溶液能吸收混合氣體中的SO2，裝置E中的濃硫酸吸收水蒸氣，避免干擾后續(xù)實驗，裝置H的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入系統(tǒng)，干擾實驗。2(2018安徽皖南八校聯(lián)考)摩爾鹽(NH4)2Fe(SO4)26H2O在定量分析中常用作標(biāo)定高錳酸鉀等溶液的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，還用作化學(xué)試劑、醫(yī)藥以及用于冶金、電鍍等。回答下列問題：(1)甲組同學(xué)按照如圖所示的裝置，通過實驗檢驗?zāi)桘}晶體加強熱時的分解產(chǎn)物。裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是_，由此可知摩爾鹽晶體分解的產(chǎn)物中有_。裝置B的主要作用是_。(2)乙組同學(xué)認(rèn)為摩爾鹽晶體分解的產(chǎn)物中還含有SO3(g)、SO2(g)及N2。為進(jìn)行驗證，選用甲組實驗中的裝置A和下圖所示的部分裝置進(jìn)行實驗。乙組同學(xué)的實驗中，裝置依次連接的合理順序為A、_。裝置F中足量鹽酸的作用是_；含有SO3的實驗現(xiàn)象是_；含有SO2的實驗現(xiàn)象是_。(3)設(shè)計實驗證明摩爾鹽是否已氧化變質(zhì)：_。答案(1)溶液變紅NH3吸收分解產(chǎn)生的酸性氣體(2)I、F、D、E、H吸收氨氣并將溶液酸化，排除SO2的干擾F中有白色沉淀產(chǎn)生D中品紅溶液褪色(3)取少量晶體溶于水，滴入KSCN溶液，若溶液變紅，說明摩爾鹽已氧化變質(zhì)；反之摩爾鹽未變質(zhì)解析(1)摩爾鹽(NH4)2Fe(SO4)26H2O受熱分解，分解時會產(chǎn)生氨氣和二氧化硫、三氧化硫等，根據(jù)裝置圖可知，堿石灰可以吸收酸性氣體，氨氣能使酚酞溶液變紅色，所以裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是溶液變紅，由此可知摩爾鹽晶體分解的產(chǎn)物中有NH3。裝置B的主要作用是吸收分解產(chǎn)生的酸性氣體。(2)要檢驗生成SO3(g)、SO2(g)及N2，在甲組實驗中的裝置A產(chǎn)生氣體后，經(jīng)過安全瓶后通過氯化鋇溶液檢驗SO3，再通過品紅溶液檢驗SO2，用濃氫氧化鈉除去二氧化硫，用排水集氣法收集氮氣，所以裝置依次連接的合理順序為A、I、F、D、E、H。由于產(chǎn)生的氣體中有氨氣，所以氯化鋇溶液中加入足量的鹽酸，可以吸收氨氣并防止產(chǎn)生亞硫酸鋇沉淀，排除SO2的干擾，SO3通入氯化鋇溶液中可以產(chǎn)生硫酸鋇沉淀，二氧化硫能使品紅溶液褪色，所以裝置F中足量鹽酸的作用是吸收氨氣并將溶液酸化，排除SO2的干擾；含有SO3的實驗現(xiàn)象是F中有白色沉淀產(chǎn)生；含有SO2的實驗現(xiàn)象是D中品紅溶液褪色。(3)摩爾鹽氧化變質(zhì)會產(chǎn)生鐵離子，可以通過檢驗樣品中是否含有鐵離子判斷是否變質(zhì)。題型二定量測定型1定量測定的常用方法(1)沉淀法先將某種成分轉(zhuǎn)化為沉淀，然后稱量純凈、干燥的沉淀的質(zhì)量，再進(jìn)行相關(guān)計算。(2)測氣體體積法對于產(chǎn)生氣體的反應(yīng)，可以通過測定氣體體積的方法測定樣品純度。量氣裝置的設(shè)計：下列裝置中，A是常規(guī)的量氣裝置，B、C、D是改進(jìn)后的量氣裝置。(3)測氣體質(zhì)量法將生成的氣體通入足量的吸收劑中，通過稱量實驗前后吸收劑的質(zhì)量，求得所吸收氣體的質(zhì)量，然后進(jìn)行相關(guān)計算。(4)滴定法利用滴定操作原理，通過酸堿中和滴定、沉淀滴定和氧化還原滴定等獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)后再進(jìn)行相關(guān)計算。(5)熱重法只要物質(zhì)受熱時發(fā)生質(zhì)量變化，都可以用熱重法來研究物質(zhì)的組成。熱重法是在控制溫度的條件下，測量物質(zhì)的質(zhì)量與溫度關(guān)系的方法。通過分析熱重曲線，我們可以知道樣品及其可能產(chǎn)生的中間產(chǎn)物的組成、熱穩(wěn)定性、熱分解情況及生成產(chǎn)物等與質(zhì)量相聯(lián)系的信息。2定量測定實驗中常用的計算方法關(guān)系式法關(guān)系式法是表示兩種或多種物質(zhì)之間“物質(zhì)的量”關(guān)系的一種簡化式子。在多步反應(yīng)中，它可以把始態(tài)的反應(yīng)物與終態(tài)的生成物之間“物質(zhì)的量”的關(guān)系表示出來，把多步計算簡化成一步完成。正確提取關(guān)系式的關(guān)鍵：根據(jù)化學(xué)方程式，找出作為中介的物質(zhì)，并確定最初反應(yīng)物、中介物質(zhì)、最終生成物之間物質(zhì)的量的關(guān)系。如用Na2S2O3滴定法測水中溶氧量，經(jīng)過如下三步反應(yīng)，O22Mn(OH)2=2MnO(OH)2MnO(OH)22I4H=Mn2I23H2O2Na2S2O3I2=Na2S4O62NaI因此水中溶氧量與Na2S2O3之間的關(guān)系為O22MnO(OH)22I24Na2S2O3(中介物質(zhì))(中介物質(zhì))典例剖析(2017全國卷，28)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的條件。某課外小組采用碘量法測定學(xué)校周邊河水中的溶解氧。實驗步驟及測定原理如下：.取樣、氧的固定用溶解氧瓶采集水樣。記錄大氣壓及水體溫度。將水樣與Mn(OH)2堿性懸濁液(含有KI)混合，反應(yīng)生成MnO(OH)2，實現(xiàn)氧的固定。.酸化、滴定將固氧后的水樣酸化，MnO(OH)2被I還原為Mn2，在暗處靜置5min，然后用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2OI2=2IS4O)。回答下列問題：(1)取水樣時應(yīng)盡量避免攪動水體表面，這樣操作的主要目的是_。(2)“氧的固定”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(3)Na2S2O3溶液不穩(wěn)定，使用前需標(biāo)定。配制該溶液時需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、試劑瓶和_；蒸餾水必須經(jīng)過煮沸、冷卻后才能使用，其目的是殺菌、除_及二氧化碳。(4)取100.00mL水樣經(jīng)固氧、酸化后，用amolL1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示劑，終點現(xiàn)象為_；若消耗Na2S2O3溶液的體積為bmL，則水樣中溶解氧的含量為_mgL1。(5)上述滴定完成時，若滴定管尖嘴處留有氣泡會導(dǎo)致測定結(jié)果偏_。(填“高”或“低”)思路引導(dǎo)第(1)問考查化學(xué)實驗基本操作，取樣的代表性，攪動會影響正常水樣中的氧氣的溶解度(排干擾)。第(2)問考查陌生方程式的書寫，理解“氧的固定”方法。第(3)問考查化學(xué)實驗基本操作以及提取信息的能力。由于“Na2S2O3不穩(wěn)定”，無需精確配制，氧氣能氧化Na2S2O3，會干擾測定結(jié)果。第(4)問考查滴定終點的判斷以及關(guān)系式法計算。第(5)問考查誤差分析，關(guān)鍵是找到含氧量與讀取Na2S2O3體積的關(guān)系。解析本題采用碘量法測定水中的溶解氧的含量，屬于氧化還原滴定。(2)根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理，Mn(OH)2被氧氣氧化為MnO(OH)2，由此可得方程式2Mn(OH)2O2=2MnO(OH)2。(3)一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制還需要量筒；加熱可以除去溶解的氧氣，避免實驗結(jié)果不準(zhǔn)確。(4)該實驗用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液滴定I2，因此終點現(xiàn)象為當(dāng)最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液滴入時，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)無變化；根據(jù)關(guān)系式O22MnO(OH)22I24Na2S2O3可得水樣中溶解氧的含量為(ab103) mol432 gmol1103 mgg10.1 L80ab mgL1。(5)終點讀數(shù)時有氣泡，氣泡占據(jù)液體應(yīng)占有的體積，會導(dǎo)致測得的消耗的Na2S2O3體積偏小，最終結(jié)果偏低。答案(1)使測定值與水體中的實際值保持一致，避免產(chǎn)生誤差(2)2Mn(OH)2O2=2MnO(OH)2(3)量筒氧氣(4)當(dāng)最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液滴入時，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)無變化80ab(5)低課堂練習(xí)1碳、硫的含量影響鋼鐵性能。碳、硫含量的一種測定方法是將鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為氣體，再用測碳、測硫裝置進(jìn)行測定。(1)采用裝置A，在高溫下將x克鋼樣中碳、硫轉(zhuǎn)化為CO2、SO2。氣體a的成分是_。若鋼樣中硫以FeS的形式存在，A中反應(yīng)：3FeS5O21_3_。(2)將氣體a通入測硫裝置中(如下圖)，采用滴定法測定硫的含量。H2O2氧化SO2的化學(xué)方程式：_。用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗zmLNaOH溶液，若消耗1mLNaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克，則該鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：_。(3)將氣體a通入測碳裝置中(如下圖)，采用重量法測定碳的含量。氣體a通過B和C的目的是_。計算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)測量的數(shù)據(jù)是_。答案(1)O2、SO2、CO2Fe3O4SO2(2)H2O2SO2=H2SO4(3)排除SO2對CO2測定的干擾吸收CO2前、后吸收瓶的質(zhì)量解析(1)鋼樣中的碳、硫在裝置A中高溫加熱條件下生成CO2和SO2，還有未反應(yīng)的O2，故氣體a的成分為O2、SO2、CO2。根據(jù)得失電子守恒和質(zhì)量守恒定律配平化學(xué)方程式：3FeS5O2Fe3O43SO2。(2)H2O2和SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)：H2O2SO2=H2SO4。根據(jù)題意，消耗1mLNaOH溶液相當(dāng)于硫的質(zhì)量為y克，則消耗zmLNaOH溶液，相當(dāng)于硫的質(zhì)量為yzg，所以鋼樣中硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為或100%。(3)氣體a中含有O2、SO2和CO2，在吸收CO2測定碳的含量時，也可能吸收SO2，故氣體a通過裝置B和C的目的是排除SO2對CO2測定的干擾。計算鋼樣中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，應(yīng)測量吸收CO2前、后吸收瓶的質(zhì)量，其質(zhì)量差為CO2的質(zhì)量。2(2018重慶適應(yīng)性測試)某助熔劑具有較好的熱穩(wěn)定性，是兩種常見鈉鹽的混合物，其中一種組分是NaCl。為確定另一種組分X及其含量，甲、乙兩個小組進(jìn)行了以下實驗。(1)取適量樣品，注入裝置A中，測定組分X的化學(xué)式。甲組用圖的裝置進(jìn)行實驗，觀察到相應(yīng)實驗現(xiàn)象，則X的化學(xué)式是_。乙組只用圖中裝置A和C進(jìn)行實驗，得到與甲組相同的實驗結(jié)論，則分液漏斗中盛放的溶液應(yīng)換為_，原因是_。(2)甲、乙組分別用以下方法測定組分X的含量。甲組用裝置A和圖中所示的部分裝置(可重復(fù)選用)進(jìn)行實驗。請選擇必要的裝置，依次連接的合理順序為裝置A后接_(填儀器接口的字母)。完成一組實驗，除樣品的質(zhì)量外，還需測定的實驗數(shù)據(jù)有_。乙組用酸堿滴定法測定X的含量。準(zhǔn)確稱取兩份樣品，滴入少量水潤濕后，分別加入0.2000molL1的鹽酸40.00mL，加入2滴酚酞作為指示劑，用0.2000molL1的NaOH溶液滴定過量鹽酸至終點，實驗數(shù)據(jù)列于下表中。m試樣/gV(NaOH)/mL滴定前刻度滴定后刻度0.32000.5220.480.32000.3520.39回答下列問題：.滴定過程中選用的滴定管是_。.滴定至終點時的現(xiàn)象為_。.樣品中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_。乙組測得的X含量比實際值偏高，可能的原因是_(填字母)。A用NaOH溶液潤洗滴定管B滴定終點讀數(shù)時仰視液面刻度C用樣品溶液潤洗錐形瓶D滴定終點時滴定管尖嘴部分出現(xiàn)氣泡答案(1)Na2CO3稀硝酸Na2CO3和Na2SO3分別與稀硝酸反應(yīng)裝置C中的實驗現(xiàn)象不同(2)e，f，d，c，h(其他合