物质的制备和定量实验

【母题来源】2017年高考新课标Ⅰ卷【母题题文】凯氏定氮法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量。

已知：NH3+H3BO3＝NH3·H3BO3；NH3·H3BO3+HCl＝NH4Cl+H3BO3。

回答下列问题：（1）a的作用是_______________。

（2）b中放入少量碎瓷片的目的是____________。

f的名称是__________________。

（3）清洗仪器：g中加蒸馏水；打开k1，关闭k2、k3，加热b，蒸气充满管路；停止加热，关闭k1，g 中蒸馏水倒吸进入c，原因是____________；打开k2放掉水，重复操作2~3次。

（4）仪器清洗后，g中加入硼酸（H3BO3）和指示剂。

铵盐试样由d注入e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗d，关闭k3，d中保留少量水。

打开k1，加热b，使水蒸气进入e。

①d中保留少量水的目的是___________________。

②e中主要反应的离子方程式为________________，e采用中空双层玻璃瓶的作用是________。

（5）取某甘氨酸（C2H5NO2）样品m克进行测定，滴定g中吸收液时消耗浓度为c mol·L–1的盐酸V mL ，则样品中氮的质量分数为_________%，样品的纯度≤_______%。

【答案】（1）避免b 中压强过大 （2）防止暴沸 直形冷凝管 （3）c 中温度下降，管路中形成负压（4）①液封，防止氨气逸出 ②NH 4＋+OH −=====△ NH 3↑+H 2O 保温使氨完全蒸出 （5）1.4cV m 7.5cV m【试题解析】（1）a 中导管与大气相连，所以作用是平衡气压，以避免b 中压强过大。

（2）b 中放入少量碎瓷片的目的是防止暴沸。

f 的名称是直形冷凝管。

（3）由于c 、e 及其所连接的管道内水蒸气冷凝为水后，气压远小于外界大气压，在大气压的作用下，因此锥形瓶内的蒸馏水被倒吸入c 中。

（4）①氨气是气体，因此d 中保留少量水的目的是液封，防止氨气逸出。

②e 中主要反应是铵盐与碱在加热条件下的反应，离子方程式为NH 4＋+OH −=====△ NH 3↑+H 2O ；e 采用中空双层玻璃瓶的作用是保温减少热量损失，有利于铵根转化为氨气逸出。

（5）取某甘氨酸（C 2H 5NO 2）样品m 克进行测定，滴定g 中吸收液时消耗浓度为c mol·L –1的盐酸V mL ，根据反应NH 3·H 3BO 3+HCl ＝NH 4Cl+H 3BO 3，可以求出样品中n (N)＝n (HCl)＝c mol·L –1×V ×10–3 L ＝0.001cV mol ，则样品中氮的质量分数为10.00114g mol 1.4100%%g cV cV m m-⨯⋅⨯=，样品中甘氨酸的质量≤0.001cV ×75g/mol ，所以样品的纯度≤7.5%cV m 。

【命题方向】本题从知识上考查了重要物质的化学性质、化学实验基本操作、实验现象的判断与分析、化学探究实验方案的设计与评价、化学方程式的书写、氧化还原反应原理等知识。

考查了学生对基础知识的记忆、理解和运用，运用所学知识分析具体问题的能力。

也涉及到运用所学知识分析问题、解决问题的能力，同时把元素化合物、基本化学原理和化学实验联系在一起，充分体现了学生对基础知识的掌握和分析问题、解决问题的思维能力，凸显了理科综合考试中的综合性与实用性的特点。

【得分要点】本题考查的知识点来源与课本而略高于课本，能够很好的考查学生灵活运用基础知识的能力和解决实际问题的能力。

要掌握滴定操作的一般步骤和计算方法。

明确物质的性质和实验原理是解答的关键，解答该类试题时基本流程为：原理→反应物质→仪器装置→现象→结论→作用意义→联想。

具体分析为：（1）实验是根据什么性质和原理设计的？实验的目的是什么？（2）所用各物质名称、状态、代替物(根据实验目的和相关的化学反应原理，进行全面的分析比较和推理，并合理选择)。

（3）有关装置：性能、使用方法、适用范围、注意问题、是否有替代装置可用、仪器规格等。

（4）有关操作：技能、操作顺序、注意事项或操作错误的后果。

（5）实验现象：自下而上，自左而右全面观察。

（6）实验结论：直接结论或导出结论。

另外解答本题时，能够顺利的配平方程式并找到物质间的定量关系是计算的基础和另一个关键，解答时还要注意单位的转换，这是本题的易错点。

1．【双流中学2017届下学期第二次适应性考试】某消毒液的主要成分为NaCl和NaClO，在空气中易吸收CO2而变质，且NaCl和NaClO在酸性条件下可发生反应：ClO- + Cl- + 2H+ = Cl2↑+ H2O。

某学习小组拟探究该消毒液的变质情况。

（1）取适量消毒液放在试管中，加入足量一定浓度的硫酸，有气体放出。

通过下列装置检验气体的成分可以判断消毒液是否变质。

学习小组研究后认为变质情况可能有三种：甲：部分变质；乙：未变质；丙：______。

为了验证可能为甲，请完成下列实验方案。

限选试剂：A．98%的浓硫酸 B．1%的品红溶液 C．1.0 mol·L-1的KI-淀粉溶液D．1.0 mol·L-1的NaOH溶液 e.澄清石灰水 f.饱和NaCl溶液（2）用滴定法测定消毒液中NaClO 的浓度。

①在使用滴定管之前首先进行的操作是_____________________；②量取25.00 mL 消毒液放入锥形瓶中，加入过量的a mol·L -1Na 2SO 3溶液v 1 mL ；（反应的化学方程式为：NaClO + Na 2SO 3 = NaCl+ Na 2SO 4）将b mol·L -1的用硫酸酸化的KMnO 4溶液装入_________(填仪器名称)中；滴定剩余的Na 2SO 3溶液，反应的化学方程式为：_______________。

当溶液由__________(填滴定终点现象)停止滴定，记录数据。

③重复上述滴定操作2次，平均消耗酸性KMnO 4溶液v 2 mL 。

则消毒液中NaClO 的浓度___mol·L -1(用含a 、b 、v 1、v 2的代数式表示)。

【答案】 全部变质 c A 中溶液变蓝色 B中溶液不褪色 e C 中溶液变浑浊 检查滴定管是否漏液（或检漏） 酸式滴定管2KMnO 4+5Na 2SO 3+3H 2SO 4＝K 2SO 4+2MnSO 4+5Na 2SO 4+3H 2O 由无色变为浅紫色，且半分钟不褪色 (2av 1-5bv 2)/50（2）①在使用滴定管之前要查漏，故答案为：检查滴定管是否漏液；②用硫酸酸化的KMnO 4溶液具有氧化性，能够腐蚀乳胶管，使用时只能装在酸式滴定管中；高锰酸钾与Na 2SO 3溶液，反应的化学方程式为2KMnO 4+5Na 2SO 3+3H 2SO 4=K 2SO 4+2MnSO 4+5Na 2SO 4+3H 2O ，当溶液由无色变为浅紫色，且半分钟不褪色，表示达到了滴定终点，故答案为：检查滴定管是否漏液(或检漏)；酸式滴定管；2KMnO 4+5Na 2SO 3+3H 2SO 4=K 2SO 4+2MnSO 4+5Na 2SO 4+3H 2O ；由无色变为浅紫色，且半分钟不褪色；③根据得失电子守恒，亚硫酸钠失去的电子由高锰酸钾和次氯酸钠两种物质得到，Na 2SO 3的物质的量为v 1 ×10-3L×a mol/L= a v 1 ×10-3mol ，KMnO 4的物质的量为v 2 ×10-3L×b mol/L=bv 2×10-3mol ，其中KMnO 4反应的亚硫酸钠反应的物质的量为52b v 2×10-3mol ，与次氯酸钠反应的亚硫酸钠反应的物质的量为 a v 1 ×10-3mol -52 b v 2×10-3mol=，因此(a v 1 ×10-3 -52b v 2×10-3)mol ，则c(NaClO)= 33125101020.025av bv mol L--⨯-⨯（） =122550av bv -mol/L ，故答案为： 122550av bv -。

2．【湖南省2017年高考冲刺预测卷】硫代硫酸钠(Na 2S 2O 3)是一种常见的滴定剂和重要化工原料。

实验室制备硫代硫酸钠的流程如下：回答下列问题：（1）“溶解”使用的水必须先煮沸一段时间，然后冷却至室温待用。

其目的是___。

（2）“反应”中的化学方程式为_______________________。

（3）设计如图所示装置制备硫代硫酸钠晶体：①B 瓶的作用是___________________。

②实验中先打开________（填“A”或“C”）处分液漏斗的活塞。

.③装置D 用于处理尾气，可选用的最合理装置为______________（填标号）。

（4）为了探究粗产品中的杂质，进行如下假设并进行实验：①该粗产品中可能含有的杂质是Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、S、Na2S和_____________等其中的一种或几种。

②取少量产品于试管，加入足量稀硫酸，将气体通入CuSO4溶液中，未产生黑色沉淀。

据此，______(填“能”，或“不能”)认为粗产品中一定没有Na2S，理由是_____________________________。

③请选择下列试剂设计实验方案，检验产品中含有Na2CO3或NaHCO3。

限选试剂：3 mol•L-1H2SO4溶液、1 mol • L-1 NaOH溶液、酸性KMnO4溶液、饱和NaHCO3溶液、品红溶液、澄清石灰水。

【答案】除去溶解在水中的氧气，防止含硫化合物被氧气氧化 2Na2S+Na2CO3+4SO2==3Na2S2O3+ CO2作安全瓶（或缓冲瓶），防倒吸 A d Na2SO4不能酸性条件下Na2S2O3、Na2SO3、或NaHSO3都能与Na2S发生反应生成硫沉淀，如果反应中Na2S的量不足，则最终不会生成硫化氢气体取少量样品加入3 mol•L-1H2SO4溶液，将产生的气体依次通过足量的酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水酸性KMnO4溶液褪色（或颜色变浅），品红溶液不褪色、澄淸石灰水变浑浊【解析】（1）水中有溶解的氧气，能氧化硫化钠等含硫化合物，因此“溶解”使用的水必须先煮沸一段时间，然后冷却至室温的目的是除去溶解在水中的氧气，防止含硫化合物被氧气氧化。

（2）“反应”是在碳酸钠溶液中SO2氧化硫化钠生成硫代硫酸钠，根据原子守恒和电子得失守恒可知反应的化学方程式为2Na2S+Na2CO3+4SO2==3Na2S2O3+ CO2。