第十一章 學(xué)案52 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理分析

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1、高中化學(xué)學(xué)習(xí)資料整理總結(jié) 學(xué)案52　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理分析 [考綱要求]　能分析和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出合理的結(jié)論。 熱點(diǎn)1　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)篩選與處理 實(shí)驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)，可分為有用、有效數(shù)據(jù)，正確、合理數(shù)據(jù)，錯(cuò)誤、無效數(shù)據(jù)，及無用、多余數(shù)據(jù)等。能從大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中找出有用、有效、正確、合理的數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理題的一個(gè)重要能力考查點(diǎn)，也是近年來命題變化的一個(gè)重要方向。 解題策略 對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)篩選的一般方法和思路為“五看”：一看數(shù)據(jù)是否符合測量儀器的精度特點(diǎn)，如用托盤天平測得的質(zhì)量的精度為0.1 g，若精度值超過了這個(gè)范圍，說明所得數(shù)據(jù)是無效的；二看數(shù)據(jù)是否在誤差允許范圍內(nèi)，若所得的數(shù)據(jù)

2、明顯超出誤差允許范圍，要舍去；三看反應(yīng)是否完全，是否是過量反應(yīng)物作用下所得的數(shù)據(jù)，只有完全反應(yīng)時(shí)所得的數(shù)據(jù)，才能進(jìn)行有效處理和應(yīng)用；四看所得數(shù)據(jù)的測試環(huán)境是否一致，特別是氣體體積數(shù)據(jù)，只有在溫度、壓強(qiáng)一致的情況下才能進(jìn)行比較、運(yùn)算；五看數(shù)據(jù)測量過程是否規(guī)范、合理，錯(cuò)誤和違反測量規(guī)則的數(shù)據(jù)需要舍去。 典例導(dǎo)悟1 (2010·江蘇，21B)B.對(duì)硝基甲苯是醫(yī)藥、染料等工業(yè)的一種重要有機(jī)中間體，它常以濃硝酸為硝化劑，濃硫酸為催化劑，通過甲苯的硝化反應(yīng)制備。 一種新的制備對(duì)硝基甲苯的實(shí)驗(yàn)方法是：以發(fā)煙硝酸為硝化劑，固體NaHSO4為催化劑(可循環(huán)使用)，在CCl4溶液中加入乙酸酐(有脫水作用)

3、, 45 ℃反應(yīng)1 h。反應(yīng)結(jié)束后，過濾，濾液分別用5%NaHCO3溶液、水洗至中性，再經(jīng)分離提純得到對(duì)硝基甲苯。 (1)上述實(shí)驗(yàn)中過濾的目的是__________________。 (2)濾液在分液漏斗中洗滌靜置后，有機(jī)層處于________層(填“上”或“下”)；放液時(shí)，若發(fā)現(xiàn)液體流不下來，其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外，還有 ________________________________________________________________________。 (3)下表給出了催化劑種類及用量對(duì)甲苯硝化反應(yīng)影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 催化劑 硝化產(chǎn)物中各種異構(gòu)體質(zhì)量分?jǐn)?shù)(

4、%) 總產(chǎn)率 (%) 對(duì)硝基甲苯 鄰硝基甲苯 間硝基甲苯 濃H2SO4 1.0 35.6 60.2 4.2 98.0 1.2 36.5 59.5 4.0 99.8 NaHSO4 0.15 44.6 55.1 0.3 98.9 0.25 46.3 52.8 0.9 99.9 0.32 47.9 51.8 0.3 99.9 0.36 45.2 54.2 0.6 99.9 ①NaHSO4催化制備對(duì)硝基甲苯時(shí)，催化劑與甲苯的最佳物質(zhì)的量之比為____________。 ②由甲苯硝化得到的各種產(chǎn)物的含量可知，甲苯硝化反應(yīng)的特點(diǎn)

5、是 ________________________________________________________________________。 ③與濃硫酸催化甲苯硝化相比，NaHSO4催化甲苯硝化的優(yōu)點(diǎn)有__________________、__________________。 熱點(diǎn)2　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)綜合分析 如何用好、選好數(shù)據(jù)，是解決這類試題的關(guān)鍵所在。解決這類試題的一般方法為：比較數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)變物質(zhì)，分析利弊，確定方案。 解題策略 a．對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較是解決問題的突破口，注意比較數(shù)據(jù)的交點(diǎn)與重合區(qū)。b.轉(zhuǎn)變物質(zhì)則是實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的重要途徑，在一些物質(zhì)提純與制備的問題中，往往會(huì)提供一

6、些物質(zhì)沉淀的pH范圍、物質(zhì)的沸點(diǎn)、密度、溶解性等呈現(xiàn)物質(zhì)物理性質(zhì)的數(shù)據(jù)。在許多情況下，一些物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)是重疊的，而不利于問題的解決，一般可通過轉(zhuǎn)變物質(zhì)來解決(如CH3COOH與CH3CH2OH的沸點(diǎn)很接近，要分離二者的混合物，可以通過將CH3COOH轉(zhuǎn)變?yōu)镃H3COONa的方法，擴(kuò)大其與CH3CH2OH沸點(diǎn)上的差異，然后通過蒸餾的方法進(jìn)行分離)。c.在實(shí)際生產(chǎn)、生活中，除了涉及是否能夠通過相應(yīng)反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)外，還涉及經(jīng)濟(jì)效益的問題，在原理、環(huán)保等沒有大的差異時(shí)，選擇廉價(jià)原料完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)就成為首選。 典例導(dǎo)悟2 “鹵塊”的主要成分為MgCl2(含F(xiàn)e2＋、Fe3＋、Mn2＋等雜質(zhì)離子)

7、，若以它為原料，按如下工藝流程圖，即可制得“輕質(zhì)氧化鎂”。如果要求產(chǎn)品盡量不含雜質(zhì)離子，而且成本較低，流程中所用試劑或pH值控制可參考下列附表確定。 表1　化學(xué)試劑價(jià)格表 試劑 價(jià)格(元/t) 漂白液(含NaClO 25.2%) H2O2(30%) NaOH(固98%) Na2CO3(固99.5%) 鹵塊(MgCl2,30%) 450 2 400 2 100 600 310 表2　生成氫氧化物沉淀的值 物質(zhì) 開始沉淀 沉淀完全 Fe(OH)3 2.7 3.7 Fe(OH)2 7.6 9.6Ω Mn(OH)2 8.3 9.8 Mg(OH

8、)2 9.6 11.1 Ω注：Fe2＋氫氧化物呈絮狀，不易從溶液中除去，所以常將它氧化成為Fe3＋，生成Fe(OH)3沉淀而去除之。請?zhí)顚懸韵驴瞻祝? (1)在步驟②加入試劑X，最佳選擇應(yīng)是________，其作用是 ____________________________。 (2)在步驟③加入的試劑Y應(yīng)是__________________，之所以要控制pH＝9.8，其目的是________________________________________________________________________ _______________________________

9、_________________________________________。 (3)在步驟⑤時(shí)發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 熱點(diǎn)3　變量探究實(shí)驗(yàn) 典型的變量探究型實(shí)驗(yàn)，往往涉及有關(guān)影響化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡移動(dòng)規(guī)律等方面的內(nèi)容。 解題策略 處理相關(guān)實(shí)驗(yàn)問題時(shí)，需要注意以下內(nèi)容：一是要選擇合

10、適的化學(xué)反應(yīng)，所選擇的反應(yīng)不能太靈敏，也不能太遲鈍。二是反應(yīng)物的濃度要適當(dāng)，不能太大，而探索濃度變量時(shí)，濃度間的差別也不能太大。三是反應(yīng)體系的溫度，要有規(guī)律地設(shè)計(jì)不同的反應(yīng)體系的溫度，也要注意物質(zhì)的相應(yīng)性質(zhì)，不能選擇會(huì)引起反應(yīng)發(fā)生變化的體系溫度。四是對(duì)變量要進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，組合的一般原則是“變一定多”，即保持其他變量不變，改變其中一個(gè)變量的值進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測定數(shù)據(jù)，通過系列實(shí)驗(yàn)，找出變量對(duì)反應(yīng)的影響。 典例導(dǎo)悟3 控制變量法是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的一種常用方法，下表是某學(xué)習(xí)小組研究等物質(zhì)的量濃度的稀硫酸和鋅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(計(jì)算結(jié)果精確到小數(shù)點(diǎn)后一位)。分析以下數(shù)據(jù)，回答下列問題： 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 稀硫酸的體積

11、/mL 鋅的質(zhì)量/g 鋅的形狀 溫度/℃ 完全溶于酸的時(shí)間/s 生成硫酸鋅的質(zhì)量/g 1 50.0 2.0 薄片 15 200 m1 2 50.0 2.0 薄片 25 100 m2 3 50.0 2.0 顆粒 25 70 m3 4 50.0 2.0 顆粒 35 35 m4 5 50.0 2.0 粉末 25 t1 5.0 6 50.0 4.0 粉末 25 t2 m5 7 50.0 6.0 粉末 25 t3 14.9 8 50.0 8.0 粉末 25 t4 19.3 9 5

12、0.0 10.0 粉末 25 t5 m6 10 50.0 12.0 粉末 25 t6 19.3 (1)實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2表明________對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率有影響，對(duì)同一規(guī)律進(jìn)行研究的實(shí)驗(yàn)還有一組是____________________(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))。 (2)下列說法正確的是________。 A．t1＜70 B．m1＜m2 C．m6＝19.3 D．t1＞t4 (3)本實(shí)驗(yàn)還可以研究____________________對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 (4)稀硫酸的物質(zhì)的量濃度是________ mol·L－1，實(shí)驗(yàn)6生成硫酸鋅的質(zhì)量m5＝_

13、_____________。 1．(2009·廣東，19)某實(shí)驗(yàn)小組利用如下裝置(部分固定裝置略)制備氮化鈣(Ca3N2)，并探究其實(shí)驗(yàn)式。 (1)按圖連接好實(shí)驗(yàn)裝置。檢查裝置的氣密性，方法是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)反應(yīng)過程中末端導(dǎo)管必須始終插入試管A的水中，目的是 _________________

14、_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)制備氮化鈣的操作步驟是：①打開活塞K并通入N2；②點(diǎn)燃酒精燈，進(jìn)行反應(yīng)；③反應(yīng)結(jié)束后， ________________________________________________________________________ ______________________________________________

15、__________________________； ④拆除裝置，取出產(chǎn)物。 (4)數(shù)據(jù)記錄如下： 空瓷舟質(zhì) 量m0/g 瓷舟與鈣的 質(zhì)量m1/g 瓷舟與產(chǎn)物 的質(zhì)量m2/g 14.80 15.08 15.15 ① 計(jì)算得到實(shí)驗(yàn)式CaxN2，其中x＝________。 ②若通入的N2中混有少量O2，請比較x與3的大小，并給出判斷依據(jù)： ________________________________________________________________________。 2.(2009·安徽理綜，28)Fenton法常用于處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水，

16、通常是在調(diào)節(jié)好pH和Fe2＋濃度的廢水中加入H2O2，所產(chǎn)生的羥基自由基能氧化降解污染物。現(xiàn)運(yùn)用該方法降解有機(jī)污染物p-CP，探究有關(guān)因素對(duì)該降解反應(yīng)速率的影響。 [實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]控制p-CP的初始濃度相同，固定實(shí)驗(yàn)溫度在298 K 或313 K(其余實(shí)驗(yàn)條件見下表)，設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)。 (1)請完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)。 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? T/K pH c/10－3mol·L－1 H2O2 Fe2＋ ① 為以下實(shí)驗(yàn)作參照 298 3 6.0 0.30 ② 探究溫度對(duì)降解反應(yīng)速率的影響 ③ 298 10 6.0 0.30

17、 [數(shù)據(jù)處理]實(shí)驗(yàn)測得p-CP的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如上圖。 (2)請根據(jù)上圖實(shí)驗(yàn)①曲線，計(jì)算降解反應(yīng)在50～150 s內(nèi)的反應(yīng)速率： v(p-CP)＝________mol·L－1·s－1。 [解釋與結(jié)論] (3)實(shí)驗(yàn)①、②表明溫度升高，降解反應(yīng)速率增大。但溫度過高時(shí)反而導(dǎo)致降解反應(yīng)速率減小，請從Fenton法所用試劑H2O2的角度分析原因： ________________________________________________________________________。 (4)實(shí)驗(yàn)③得出的結(jié)論是：pH等于10時(shí)， ____________________

18、____________________________________________________。 [思考與交流] (5)實(shí)驗(yàn)時(shí)需在不同時(shí)間從反應(yīng)器中取樣，并使所取樣品中的反應(yīng)立即停止下來。根據(jù)上圖中的信息，給出一種迅速停止反應(yīng)的方法： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 1．TMB是一種新型指紋檢測的色原試劑，由碳、

19、氫、氮三種元素組成，與氫氣的相對(duì)分子質(zhì)量之比為120。某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲利用下列儀器測定TMB的分子式。其主要過程為在足量氧氣流中將4.80 g TMB樣品氧化(氮元素轉(zhuǎn)化為N2)，再利用吸收劑分別吸收水蒸氣和CO2。請從圖中選擇適當(dāng)?shù)难b置(裝置符合氣密性要求，加熱裝置等已略去，其他用品可自選)。 (1)將所選用的儀器(可重復(fù)選用，C、D之間及D后的空欄不一定表示只有一欄)連接順序由上到下依次填入下表，并寫出該儀器中應(yīng)加入的試劑的名稱及作用。 選用的儀器 加入試劑 加入試劑的作用 C H2O2溶液與MnO2 產(chǎn)生氧氣 D CuO粉末 將可能生成的CO

20、 轉(zhuǎn)化為CO2 (2)實(shí)驗(yàn)后稱得A及以后的裝置(均用A裝置并假設(shè)每次吸收均是完全的)質(zhì)量依次增加3.60 g、14.08 g、0.14 g，則TMB的分子式為__________________________。 2．某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)探究，將適量1.00 mol·L－1 CuSO4溶液和2.00 mol·L－1 NaOH溶液混合，過濾后得到一種淺綠色堿式鹽沉淀A[aCu(OH)2·bCuSO4]。將9.08 g A隔絕空氣在1 000 ℃以上加強(qiáng)熱，得到了5.76 g紅色固體B，同時(shí)得到x mol的混合氣體；再將5.76 g B溶于稀硫酸得到2.56 g另一種

21、紅色固體C(已知銅的化合價(jià)有＋1和＋2)。 (1)甲同學(xué)認(rèn)為A中含有雜質(zhì)Na＋，作出此判斷的理由是 ________________________________________________________________________， 驗(yàn)證此判斷正確的方法是 ________________________________________________________________________， 除去此雜質(zhì)的方法是 ________________________________________________________________________

22、________________________________________________________________________。 (2)B與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式為 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)通過計(jì)算確定A的組成為 _________________________________________

23、_______________________________。 (4)x的取值范圍：____________。 3．已知某固體混合物可能含有鎂、鋁、鐵、硅、二氧化硅中的幾種或全部，為確定其組成，某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)取17.1 g固體混合物進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： (1)甲同學(xué)認(rèn)為，由紅褐色固體C知，混合物中一定存在__________，由固體B知一定存在______________，但肯定不存在____________，其他物質(zhì)是否存在無法確定。 (2)乙同學(xué)認(rèn)為，僅由上述信息，可以完全確定上述五種物質(zhì)是否存在，則乙同學(xué)確定甲同學(xué)推斷外的其他物質(zhì)的過程是 _______________

24、_________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)反應(yīng)③的離子方程式為 ________________________________________________________________________ ___

25、_____________________________________________________________________， 反應(yīng)④的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 4．某實(shí)驗(yàn)小組用0.50 mol·L－1 NaOH溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液反應(yīng)，進(jìn)行中和熱的測定。 Ⅰ.配制0.50

26、mol·L－1 NaOH溶液。 (1)若實(shí)驗(yàn)中大約要使用245 mL NaOH溶液，至少需要稱量NaOH固體________g。 (2)從表中選擇稱量NaOH固體所需要的儀器是(填字母)________。 名稱 儀器 序號(hào) 托盤天平(帶砝碼) a 小燒杯 b 坩堝鉗 c 玻璃棒 d 藥匙 e 量筒 f Ⅱ.測定稀硫酸和稀氫氧化鈉中和熱的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。 (1)寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式(中和熱為57.3 kJ·mol－1)： ___________________________________________________

27、_____________________。 (2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。 ①請?zhí)顚懕碇械目瞻祝? 溫度 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 起始溫度t1/℃ 終止溫度t2/℃ 溫度差平均值(t2－t1)/℃ H2SO4 NaOH 平均值 1 26.2 26.0 26.1 30.1 30.1 2 27.0 27.4 27.2 33.3 33.3 3 25.9 25.9 25.9 29.8 29.8 4 26.4 26.2 26.3 30.4 30.4 ②近似認(rèn)為0.50 mol·L－1 NaO

28、H溶液和0.50 mol·L－1硫酸溶液的密度都是1 g·cm－3，中和后生成溶液的比熱容c＝4.18 J·g－1·℃－1。則中和熱ΔH＝__________(取小數(shù)點(diǎn)后一位)。 ③上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果與57.3 kJ·mol－1有偏差，產(chǎn)生偏差的原因可能是(填字母)______。 a．實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差 b．用量筒量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù) c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中 d．用溫度計(jì)測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度 5．在0 ℃、1.01×105 Pa時(shí)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)各取30.0 mL同濃度的鹽酸，加入同一種鎂鋁合金粉

29、末產(chǎn)生氣體，有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下。試求： 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 甲 乙 丙 合金質(zhì)量(mg) 510 765 918 氣體體積(mL) 560 672 672 (1)鹽酸的物質(zhì)的量濃度是多少？ (2)合金中各成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 (3)在丙組實(shí)驗(yàn)之后，若剩余合金中的鋁粉恰好完全溶解，還需向容器中加入1.00 mol·L－1的NaOH溶液________ mL。(設(shè)剩余合金與原合金成分相同) 學(xué)案52　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理分析 【熱點(diǎn)探究區(qū)】 典例導(dǎo)悟 1．(1)回收NaHSO4 (2)下　分液漏斗上口塞子未打開　(3)①0.32?、诩妆较趸饕玫綄?duì)硝基甲苯和鄰硝

30、基甲苯?、墼谙趸a(chǎn)物中對(duì)硝基甲苯比例提高　催化劑用量少且能循環(huán)使用 解析　本題主要考察的是物質(zhì)的性質(zhì)和制備，同時(shí)考查了數(shù)據(jù)的處理與分析能力，能夠迅速在表中提取到有用信息，利用信息解決有關(guān)問題的能力。(1)NaHSO4在該反應(yīng)中作為催化劑，因此反應(yīng)后過濾的目的是為了回收NaHSO4。(2)該反應(yīng)是以CCl4作為有機(jī)溶劑，CCl4的密度比水大，故有機(jī)層在下層；分液漏斗里的液體放不下來，除了分液漏斗堵塞，還有可能是分液漏斗上口活塞未打開。(3)①從題給數(shù)據(jù)分析，當(dāng)催化劑與甲苯的比例為0.32時(shí)，總產(chǎn)率最高且對(duì)硝基甲苯的含量最高；②從題給數(shù)據(jù)可以看出，無論以何種比例反應(yīng)，產(chǎn)物中的主要成分主要是對(duì)硝基

31、甲苯和鄰硝基甲苯；③用NaHSO4作催化劑的優(yōu)點(diǎn)是在硝化物中對(duì)硝基甲苯的比例提高，同時(shí)催化劑用量少且能循環(huán)使用。 2．(1)漂白液　將Fe2＋氧化成Fe3＋　(2)NaOH　將除Mg2＋以外的各種雜質(zhì)金屬離子都生成相應(yīng)的氫氧化物沉淀，以便過濾除去　(3)MgCO3＋H2OMg(OH)2↓＋CO2↑ 解析　從表1可以看出，加入燒堿控制pH＝9.8時(shí)即可除去Fe2＋、Fe3＋、Mn2＋，此時(shí)Mg2＋也會(huì)因生成部分Mg(OH)2而進(jìn)入沉淀中，但因鹵塊價(jià)格低，損失不大，這樣做可以保證產(chǎn)品的純度。為將Fe2＋氧化成Fe3＋，可采用漂白液或H2O2，從價(jià)格上看，前者比后者便宜得多，故應(yīng)選漂白液。 氯

32、化鎂制成氧化鎂有兩條路線： 燒堿路線：MgCl2Mg(OH)2MgO 純堿路線：MgCl2MgCO3MgO 燒堿路線不可取，因?yàn)闊龎A比純堿的價(jià)格高，生成的中間產(chǎn)物Mg(OH)2是膠狀沉淀，會(huì)造成過濾困難。 純堿價(jià)格低，生成的中間產(chǎn)物MgCO3呈粗顆粒狀，易過濾，它在水中經(jīng)一定時(shí)間加熱后會(huì)有一部分水解，生成CO2。CO2的產(chǎn)生可使沉淀變得疏松，灼燒沉淀后可得到輕質(zhì)MgO。 3．(1)溫度　實(shí)驗(yàn)3和實(shí)驗(yàn)4　(2)AC　(3)硫酸的濃度和催化劑(或壓強(qiáng))　(4)2.4　9.9 解析　(1)實(shí)驗(yàn)1與實(shí)驗(yàn)2的條件只有溫度不同，故可表明溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率有影響，同樣可知實(shí)驗(yàn)3與實(shí)驗(yàn)4的反應(yīng)條件

33、也是溫度不同。(2)其他條件相同時(shí)，鋅采用粉末狀比采用顆粒狀的反應(yīng)速率快，故對(duì)比實(shí)驗(yàn)3、5的數(shù)據(jù)可知t1＜70；因?qū)嶒?yàn)1、2采用鋅的質(zhì)量相同且全部溶解在稀硫酸中，故生成的硫酸鋅等量，即m1＝m2；由實(shí)驗(yàn)8、10的數(shù)據(jù)可知，在加入8.0 g Zn時(shí)，稀硫酸已經(jīng)耗盡，故m6＝19.3；實(shí)驗(yàn)5中加入鋅的質(zhì)量小于實(shí)驗(yàn)8的，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸濃度變小，反應(yīng)速率變慢，故t1＜t4。(3)本實(shí)驗(yàn)還可以研究硫酸的濃度、催化劑(或壓強(qiáng))等對(duì)反應(yīng)速率的影響。(4)由稀硫酸耗盡時(shí)產(chǎn)生硫酸鋅的質(zhì)量可求出50.0 mL稀硫酸中含有n(H2SO4)≈0.12 mol，故c(H2SO4)＝2.4 mol·L－1；實(shí)驗(yàn)6中

34、稀硫酸未耗盡，故可由4.0 g Zn(全部轉(zhuǎn)化為ZnSO4)求出m5＝4×161/65≈9.9。 【熱點(diǎn)集訓(xùn)區(qū)】 高考集訓(xùn) 1．(1)關(guān)閉活塞，微熱反應(yīng)管，試管A中有氣泡冒出，停止加熱。冷卻后若末端導(dǎo)管中水柱上升且高度保持不變，說明裝置氣密性良好 (2)防止空氣中的氧氣通過末端導(dǎo)管進(jìn)入實(shí)驗(yàn)裝置，氧化單質(zhì)鈣，生成氧化鈣，引入雜質(zhì) (3)熄滅酒精燈，待反應(yīng)管冷卻至室溫，停止通入氮?dú)?，并關(guān)閉活塞 (4)①2.80　 ②x＜3，產(chǎn)物中生成了CaO 解析　(2)要保證整個(gè)裝置不能混入其他氣體；(3)一定要使玻璃管冷卻后再停止通入氮?dú)饬鳎?4)要確定x值必須求出鈣和氮的原子個(gè)數(shù)比，根據(jù)題目所

35、給的數(shù)據(jù)可做如下計(jì)算①m(Ca)＝(15.08－14.90) g＝0.28 g，m(N)＝(15.15－15.08) g＝0.07 g，則n(Ca)∶n(N)＝∶＝7∶5，則x＝；②若通入的N2中混有少量O2，則產(chǎn)物中就有可能混有了CaO，而Ca3N2中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 81.08%，CaO中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為71.43%，所以產(chǎn)物中混有了CaO會(huì)導(dǎo)致鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，x的值偏小。 2．(1) 實(shí)驗(yàn) 編號(hào) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? T/K pH c/10－3mol·L－1 H2O2 Fe2＋ ① ② 313 3 6.0 0.30 ③ 探究溶液的pH對(duì)降解反應(yīng)

36、速率的影響 (2)8.0×10－6 (3)過氧化氫在溫度過高時(shí)迅速分解 (4)反應(yīng)速率趨向于零(或該降解反應(yīng)趨于停止) (5)將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH約為10(或?qū)⑺悠敷E冷等其他合理答案均可) 解析　(1)實(shí)驗(yàn)①是參照實(shí)驗(yàn)，所以與實(shí)驗(yàn)①相比，實(shí)驗(yàn)②和③只能改變一個(gè)條件，這樣才能起到對(duì)比實(shí)驗(yàn)的目的。實(shí)驗(yàn)②是探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，則T＝313 K，pH＝3，c(H2O2)＝6.0 mol·L－1，c(Fe2＋)＝0.30 mol·L－1；實(shí)驗(yàn)③顯然是探究pH的大小對(duì)反應(yīng)速率的影響；(2)在50～150s內(nèi)，Δc(p-CP)＝0.8 mol

37、·L－1，則v(p-CP)＝0.08 mol·L－1·s－1；(3)溫度過高時(shí)，H2O2分解，c(H2O2)濃度減小，導(dǎo)致反應(yīng)速率減小；(4)從圖中看出，pH＝10時(shí)，c(p-CP)不變，即反應(yīng)速率為零，說明堿性條件下，有機(jī)物p-CP不能降解；(5)從第(4)題可以得出，在反應(yīng)液中加入NaOH溶液，使溶液的pH迅速增大，反應(yīng)停止。 熱點(diǎn)集訓(xùn) 1．(1) 選用的 儀器 加入試劑 加入試劑的作用 C H2O2溶液與MnO2 產(chǎn)生氧氣 B 濃H2SO4 干燥氧氣 D TMB 將TMB氧化成CO2、H2O和N2 D CuO粉末 將可能生成的CO轉(zhuǎn)化為CO2 A

38、CaCl2 吸收水分 A 堿石灰 吸收CO2 A 堿石灰 防止空氣中的CO2和H2O進(jìn)入裝置中 (2)C16H20N2 解析　(1)TMB氧化后得到CO2、H2O、N2，再利用吸收劑分別吸收H2O和CO2，以確定一定量的TMB中所含碳、氫原子數(shù)目。實(shí)驗(yàn)中必須確保碳元素全部轉(zhuǎn)化為CO2，因此在用氧氣氧化后再使用氧化銅作保障；為防止氧氣產(chǎn)生時(shí)所帶水蒸氣的影響，要先用濃硫酸對(duì)氧氣進(jìn)行干燥。(2)因A中吸收劑只有固體，應(yīng)選用無水CaCl2或P2O5吸收水，然后再用堿石灰吸收CO2，因此裝置質(zhì)量增加的3.60 g為水、14.08 g為CO2、0.14 g為吸收空氣中的CO2、H2O。3

39、.60 g H2O中含0.4 mol H＋、14.08 g CO2中含0.32 mol碳，由此可求出4.80 g TMB中含有0.04 mol N，故C、H、N原子最簡整數(shù)比為8∶10∶1，再結(jié)合其相對(duì)分子質(zhì)量可求出分子式。 2．(1)過濾所得沉淀中含有水，水中溶解有Na＋　做焰色實(shí)驗(yàn)，觀察到黃色火焰　向漏斗中加蒸餾水至剛浸沒沉淀，讓水自然流下，重復(fù)此操作2～3次 (2)Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O (3)3Cu(OH)2·CuSO4或Cu4(OH)6SO4 (4)0.1

40、可通過焰色反應(yīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Na＋，除去Na＋的方法是洗滌沉淀。 (2)紅色固體B應(yīng)該是Cu2O，Cu2O在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)生成單質(zhì)銅，依據(jù)氧化還原反應(yīng)理論知還應(yīng)有硫酸銅生成。 (3)A的摩爾質(zhì)量為(98a＋160b)g·mol－1，B(Cu2O)的摩爾質(zhì)量為144 g·mol－1，假設(shè)有1 mol A，則由銅元素守恒知B的物質(zhì)的量為0.5(a＋b)mol，故有(98a＋160b)∶[144×0.5(a＋b)]＝9.08∶5.76，即可得a∶b＝3∶1，所以A為3Cu(OH)2·CuSO4或Cu4(OH)6SO4。 (4)9.08 g A的物質(zhì)的量是0.02 mol，由3Cu(OH)2·Cu

41、SO42Cu2O＋3H2O↑＋SO3↑＋O2↑知0.02 mol 3Cu(OH)2·CuSO4完全分解可得到0.06 mol H2O(g)、0.02 mol SO3、0.02 mol O2，三種氣體共0.1 mol，但因高溫下SO3會(huì)分解，由2SO3高溫 2SO2＋O2知，SO3全部分解會(huì)使氣體增加0.01 mol，故x的取值范圍為0.1

42、合物中含硅2.8 g、SiO2 6 g (3)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH 4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3 解析　由C的顏色知C是Fe(OH)3，則原混合物中含有0.1 mol Fe，質(zhì)量為5.6 g；因鎂、鐵不溶于NaOH溶液，故原固體混合物與NaOH溶液反應(yīng)后剩余的固體可能是Mg、Fe，又因?yàn)镸g(OH)2是白色，故原固體混合物中沒有鎂。鋁、硅、SiO2均溶于NaOH溶液，生成相應(yīng)的可溶性鹽溶液，加入足量鹽酸后仍能得到沉淀，則該沉淀是硅酸，灼燒時(shí)得到SiO2，反應(yīng)③得到的固體是Al(OH)3，灼燒得到Al2O3，由2Al～Al2O3

43、知，原固體混合物中含有0.1 mol Al，質(zhì)量為2.7 g；若A全部來源于原固體混合物中的SiO2，則SiO2、Fe、Al三者質(zhì)量之和大于17.1 g，這不可能；若A全部來源于原固體混合物中的Si，則Si、Fe、Al三者質(zhì)量之和小于17.1 g，故原混合物中含有硅與SiO2，二者質(zhì)量之和為17.1 g－2.7 g－5.6 g＝8.8 g。通過一系列反應(yīng)硅變成SiO2，使質(zhì)量之和由8.8 g變成12 g，增加了3.2 g，由Si～SiO2關(guān)系可求出原混合物中含硅2.8 g、SiO2 6 g。反應(yīng)③是Al3＋與NH3·H2O之間的反應(yīng)，反應(yīng)④是Fe(OH)2被氧化成Fe(OH)3的反應(yīng)。 4．

44、Ⅰ.(1)5.0　(2)abe Ⅱ.(1)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1 (2)①4.0?、冢?3.5 kJ·mol－1　③acd 解析?、?(1)使用245 mL NaOH溶液，但需要配制250 mL，m(NaOH)＝40 g·mol－1×0.25 L×0.50 mol·L－1＝5.0 g。 (2)NaOH易潮解，應(yīng)放在小燒杯中稱量，要用藥匙取用NaOH，用托盤天平稱量。 Ⅱ.(1)根據(jù)中和熱的定義，可以寫出表示稀硫酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2S

45、O4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。 (2)①第2組實(shí)驗(yàn)溫度差為6.1 ℃，屬于操作失誤，處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)舍去；其他3組的溫度差平均值為(4.0 ℃＋3.9℃＋4.1 ℃)/3＝4.0 ℃。 ②Q＝cmΔt＝4.18 J·g－1·℃－1×(50 g＋30 g)×4.0 ℃＝1 337.6 J。ΔH＝－＝－≈－53.5 kJ·mol－1。 ③實(shí)驗(yàn)結(jié)果比57.3 kJ·mol－1小的原因可能是量熱計(jì)保溫、隔熱效果差，a對(duì)；仰視讀數(shù)會(huì)造成所取NaOH溶液偏大，在反應(yīng)過程中放出熱量增多，計(jì)算的ΔH偏大，b錯(cuò)；實(shí)驗(yàn)中若分多次將NaOH倒入硫酸中，則會(huì)使熱量散失較多，造成測

46、量值ΔH偏小，c對(duì)；測量NaOH溶液的溫度計(jì)未用水清洗便立即去測硫酸的溫度，致使酸、堿提前發(fā)生中和反應(yīng)，造成熱量損失，從而使Δt偏小，最終使ΔH偏小，d對(duì)。 5．(1)2 mol·L－1　(2)Mg：47.1%　Al：52.9%　(3)78 解析　對(duì)比甲、乙、丙三組數(shù)據(jù)，說明甲組中的鹽酸過量；丙組中加入的合金比乙組多，但放出的氣體一樣多，可知丙組中合金過量；乙組中放出672 mL氣體，需合金的質(zhì)量是：510×672/560＝612(mg)，則乙組中的合金也過量。 (1)求鹽酸的濃度時(shí)應(yīng)按乙組或丙組的數(shù)據(jù)來計(jì)算，即：2HCl～H2，n(HCl)＝2n(H2)＝2×0.672/22.4 mo

47、l＝0.06 mol，c(HCl)＝0.06 mol/0.03 L＝2 mol·L－1。 (2)求合金中各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)應(yīng)按甲組數(shù)據(jù)來計(jì)算。設(shè)該組合金中鎂的物質(zhì)的量為x，鋁的物質(zhì)的量為y，則有：24x＋27y＝0.510 g，x＋3y/2＝0.560 L/22.4 L·mol－1，聯(lián)立解得：x＝y(tǒng)＝0.01 mol，w(Mg)＝0.24 g/(0.24 g＋0.27 g)×100%≈47.1%，w(Al)≈52.9%。 (3)丙組實(shí)驗(yàn)中合金過量，按題設(shè)可知剩余合金與原合金成分相同，故加入NaOH溶液發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl，AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O,2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。 依據(jù)(2)中的結(jié)論可知，918 mg合金中含n(Mg)＝n(Al)≈0.018 mol。由(2)知，放出672 mL H2消耗Mg、Al的物質(zhì)的量均為672/560×0.01 mol＝0.012 mol。故剩余n′(Mg)＝n′(Al)＝0.006 mol，需n(NaOH)＝2n(Mg2＋)＋4n(Al3＋)＋n′(Al)＝2×0.012＋4×0.012＋0.006＝0.078 mol，V(NaOH)＝0.078/1.00 L＝0.078 L，即78 mL。