2020版名师导学高考新课标化学第一轮总复习考点集训（三十三）化学实验方案的设计与评价含解析.docxVIP

PAGE 考点集训(三十三)　化学实验方案的设计与评价 (建议用时：40分钟) (对应考点集训第287页) [A级　基础达标] 1．已知CaO2在350 ℃迅速分解生成CaO和O2。下图是实验室测定产品中CaO2含量的装置(夹持装置省略)。 若所取产品质量是m g，测得气体体积为V mL(已换算成标准状况)，则产品中CaO2的质量分数为________(用字母表示)。过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有________________________________________________________________________。 [解析]　已知CaO2在350 ℃迅速分解生成CaO和O2。反应的方程式是2CaO2eq \o(=====,\s\up7(350 ℃))2CaO＋O2↑。根据方程式可知，每有2 mol CaO2发生反应，会产生1 mol O2，在标准状况下体积是22.4 L。现在产生标准状况下的氧气体积是V mL，则氧气的物质的量是n(O2)＝eq \f(V×10－3 L,22.4 L/mol)；则反应的CaO2的物质的量是n(CaO2)＝2n(O2)＝eq \f(V×10－3,11.2) mol，则产品中CaO2的质量分数为φ＝[n(CaO2)M÷m]×100%＝[eq \f(V×10－3,11.2) mol×72 g/mol÷m]×100%＝eq \f(9V,14m)%。过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有灼烧前过氧化钙的质量及物质质量不再发生改变时剩余固体的质量。 [答案]　eq \f(9V,14m)%　加热前过氧化钙及加热后固体质量不再发生改变时试管中固体的质量 2．(2019·西安模拟)某红色固体粉末样品可能含有Fe2O3和Cu2O中的一种或两种，某化学兴趣小组对其组成进行探究。完成下列各空格。 ①提出假设： 假设1：只存在Fe2O3；假设2：________；假设3：既存在Fe2O3也存在Cu2O。 ②查找资料：Cu2O在酸性溶液中会发生反应： Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。 ③实验方案设计与分析： 方案一： 步骤一：取少量样品于烧杯中，加入过量浓硝酸，产生一种红棕色的气体。由此可得出假设________不成立，写出产生上述气体的化学方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 步骤二：取少量步骤一溶液置于试管中滴加________________________________________________________________________， 振荡，若________，则说明假设3成立。 方案二： 取少量样品于烧杯中，加入过量稀硫酸，若固体全部溶解，说明假设________不成立。 方案三： 同学们设计了如下实验方案测定该样品中Fe2O3的质量分数(装置气密性良好，假设样品完全反应)： 步骤一：取样品并称量该样品的质量为m1； 步骤二：测出反应前广口瓶和瓶内物质总质量m2； 步骤三：测出反应后广口瓶和瓶内物质总质量m3； 步骤四：计算得出矿物样品中Fe2O3的质量分数。 讨论分析：该实验方案________(填“能”或“不能”)测出矿物中Fe2O3的质量分数。 不改变装置和药品，通过计算得出矿物中Fe2O3的质量分数，你还可以通过测定________________。若测得m1为3.04 g，m3＝m2＋1.76 g，则原样品中Fe2O3的质量分数为________(结果保留4位有效数字)。 [解析]　由于红色物质可能是Fe2O3、Cu2O，所以可能是一种或两种，所以假设2是只存在Cu2O；方案一中，步骤一加入浓硝酸产生红棕色气体即NO2，即红色物质与硝酸发生氧化还原反应，红色物质中必须含还原性物质即Cu2O，所以假设1错误；由于已经证明含Cu2O，证明假设3只需证明含Fe2O3，所以步骤二中，可先加盐酸溶解，再用KSCN溶液检验Fe3＋。方案二加硫酸固体全部溶解，说明不含Cu2O，因为Cu2O与稀硫酸反应会生成不溶物质铜。方案三能准确测出矿物中氧化铁的质量分数，因为氢氧化钙增重即为反应生成CO2的质量；也可通过测玻璃管反应后的质量和广口瓶中沉淀的质量来计算样品纯度；若测得广口瓶增重1.76 g即生成CO2为0.04 mol，则Cu2O、Fe2O3中氧原子物质的量为0.04 mol，设两物质物质的量分别为x、y，则144 g·mol－1x＋160 g·mol－1y＝3.