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策略22 定量实验的分析技巧
金点子：
中学化学中的定量实验主要包括：溶解度的测定、物质的量浓度溶液的配制、酸碱中和滴定、硫酸铜晶体中结晶水含量的测定、中和热的测定。
此类试题的题型主要有：定量仪器的选择、定量仪器的使用方法和要求的判断、定量实验步骤的确定、误差分析、实验结果的计算等。值得注意的是，高考试卷中的定量分析试题巳不再局限于中学化学中常见的定量实验，有些试题巳扩展至利用中学化学中的定量仪器完成一些特定的实验。
在解答定量实验试题时，常用的方法技巧有：①仪器使用要求比对。即将题中的要求与仪器的要求进行比较获解。②实验仪器比较选择。即根据实验操作，从仪器的使用要求上去选择仪器。③实验操作比较判断。即将题中的操作叙述与实验的要求比较，以确定操作的正误。④变量法误差分析，即在误差分析时，通过找出一个变量(如中和滴定时的滴定管的读数)来分析实验过程中的误差。
经典题：
例题1
：（1992年三南高考）用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作中正确的是
（ ）
A．酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知浓度的盐酸
B．锥形瓶用蒸馏水洗净后,直接加入一定体积的未知浓度的NaOH溶液
C．滴定时,没有逐出滴定管下口的气泡
D．读数时,视线与滴定管内液体的凹液面最低处保持水平
方法：从实验要求出发，分析题中操作的正误。
捷径：A项中，酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知浓度的盐酸，会造成滴定管内溶液的浓度低于已知浓度的盐酸，错误。C项中，滴定时,没有逐出滴定管下口的气泡，而在滴定过程中气泡会排出，以此造成滴定管的读数会变大。BD操作正确。
总结：此题要求考生从定量仪器的使用和滴定原理去分析。
例题2
：（2001年全国高考）用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，参考右图，从下表中选出正确选项 （
）
锥形瓶中的溶液 滴定管中的溶液 选用指示剂 选用滴定管
A 碱 酸 石蕊 （乙）
B 酸 碱 酚酞 （甲）
C 碱 酸 甲基橙 （甲）
D 酸 碱 酚酞 （乙）
方法：根据实验要求选择：锥形瓶及滴定管中的溶液、指示剂、滴定管。
捷径：强酸和强碱中和反应时既可以用甲基橙作指示剂，也可以用酚酞作指示剂，而石蕊一般不用作中和滴定的指示剂。中和滴定时，滴定管内盛酸时应用酸式滴定管（酸式滴定管有玻璃活栓，碱式滴定管有胶皮管）其中甲为酸式滴定管。所以C、D正确。
总结：由于石蕊试液遇酸或碱颜色变化不明显，所以石蕊不能作中和滴定的指示剂。
例题3
：（1995年上海高考）某学生中和滴定实验的过程如下：（a）取一支碱式滴定管，（b）用蒸馏水洗净，（c）即加入待测的NaOH溶液，（d）记录液面刻度读数，（e）用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液，（f）置于未经标准酸液润洗的洁净锥形瓶中，（g）加入适量蒸馏水，（h）加入酚酞试液2滴，（I）滴定时，边滴边振荡，（j）边注视滴定管内液面变化，（k）当小心滴到溶液由无色变成粉红色时，即停止滴定。（1）记录液面刻度读数。（m）根据滴定管的两次读数得NaOH溶液的体积为22mL。指出上述实验过程中的错误之处（用编号表示）
。
方法：根据中和滴定实验的要求去分析。
捷径：（ｃ）过程中，应用待测ＮaOＨ溶液润洗滴定管后，再装液体。（ｊ）过程中，滴定时应注视锥形瓶内液体的颜色变化以及滴定的速度。（ｋ）过程中，滴定终点应为溶液变成粉红色，且半分钟内不褪色。（ｍ）过程中，体积的读数应读到小数点后两位如22.00mL。其余正确。以此实验过程中的错误之处有（c）（j）（ｋ）（ｍ）。
总结：（c）过程中，滴定管润洗后，再加入NaOH溶液的步骤很多。题中没有详细叙述，考生在分析时要注意。
例题4 ：(1999年全国高考)图1表示10mL量筒中液面的位置，A与B,B与C刻度间相差1mL,
如果刻度A为4，量筒中液体的体积是________mL。
（2）图II表示50mL滴定管中液面的位置，如果液面处的读数是a
，则滴定管中液体的体积是（填代号）______________。
A． amL B．（50-a）mL
C．一定大于amL D．一定大于（50-a）mL
方法：根据实验仪器的实际和精确度分析。
捷径：（1）量筒的精确度为0.1mL，且读数从下到上逐渐增大，以此得量简中液体的体积是3.2 mL。
（2）滴定管的精确度为0.01mL，且读数从上到下逐渐增大，50mL滴定管中液面处的读数是a
，则表示滴定管中刻度部分的液体体积为(50-a)mL，而滴定管中液体的体积应包括有刻度和无刻度两部分，因此滴定管中液体的体积一定大于（50-a）mL。选D。
总结：量筒的刻度值自下向上逐渐增大，而滴定管的刻度值自上向下逐渐增大。
例题5 ：(2001年全国高考)某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应，测定氧气的摩尔质量。实验步骤如下：
①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量，质量为ag。
②装好实验装置。
③检查装置气密性。
④加热，开始反应，直到产生一定量的气体。
⑤停止加热（如图，导管出口高于液面）。
⑥测量收集到气体的体积。
⑦准确称量试管和残留物的质量为bg。
⑧测量实验室的温度。
⑨把残留物倒入指定的容器中，洗净仪器，放回原处，把实验桌面收拾干净。
⑩处理实验数据，求出氧气的摩尔质量。
回答下列问题：
⑴如何检查装置的气密性？
。
（2）以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤；①调整量简内外液面高度使之相同；②使试管和量筒内的气体都冷却至室温；③读取量简内气体的体积。这三步操作的正确顺序是：
（请填写步骤代号）。
（3）测量收集到气体体积时，如何使量简内外液面的高度相同？
。
（4）如果实验中得到的氧气体积是c
L（25℃、1.0×105Pa）的，水蒸气的影响忽略不计，氧气的摩尔质量的计算式为（含a、b、c，不必化简）：
M(O2)=
方法：通过实验装置、实验步骤、实验结果进行综合分析。
捷径：（1）将导管的出口浸入水槽的水中，手握住试管，有气泡从导管口逸出，放开手后，有少量水进入导管，表明装置不漏气。
（2）实验目的是精确测量量筒内气体的体积。所以要做到：①温度与室温相同；②量筒内外的液面必须相平，这样保证量筒内气体的压强与外界大气压相等。满足这两点后才能读取量筒内气体的体积。其操作顺序为：②①③。
（3）使量筒内外液面的高度相同可采用慢慢将量筒下降的方法。
（4）根据反应方程式：2KClO3 ===
2KCl+3O2，反应前后试管内固体的质量差就
是放出氧气的质量。即（a—b）g，
设所求O2摩尔质量为Mg·mol—1，则n（O2）=
。
再将c L气体转化为标准状况时的体积
设P1= P0，
V0=
，
n（O2）=
两种求法中氧气的物质的量应相等，即
，M(O2)=
总结：本题考查实验操作、原理、数据采集和处理。是利用常见的实验，稍作改变，变成定量实验，从而实验操作也相应发生改变。采集数据时还应用到物理常识，因而这既是一道理化综合题，又是一道具有创新意识的实验题，对今后的高考命题具有导向作用。
例题6 ：（1991年三南高考）根据实验室中测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验,填写下列空白.
(1)从下列仪器选出所需仪器(用标号字母填写)
.
(A)托盘天平(带砝码)、(B)研钵、(C)试管夹、(D)酒精灯、(E)蒸发皿、(F)玻璃棒、(G)坩埚、(H)干燥器、(I)石棉网、(J)三脚架
除上述仪器外,还需要的仪器是
。
(2)某学生实验后得到以下数据：
请写出结晶水含量(x%)的计算公式(用W1、W2、W3表示)
x%=
，该生测定结果是偏高还是偏低?
。
从下列分析中选出该学生产生实验误差的原因可能是(填写字母)
.
A．加热前称量时容器未完全干燥;
B．最后两次加热后的质量相差较大(大于0.1克);
C．加热后容器未放入干燥器中冷却;
D．加热过程中晶体有少量溅失.
方法：通过实验要求、实验步骤、实验结果进行综合分析。
捷径：(1) 从实验室中测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验要求，可选出所需的仪器为：A、B、D、F、G、H、J
。除题中仪器外，还需要的仪器为：坩埚钳、泥三角、药匙。
(2) 结晶水的含量为水的质量除以胆矾的质量，即x%=
。
将该生的测定结果代入上述公式，并将求算的结果与胆矾中结晶水的实际含量作比较得该生的测定结果偏高。分析其原因可能为A、D两项。
总结：解答此题，要求考生能正确把握实验原理和实验操作，如果未做过该实验，想回答完整是比较困难的。
金钥匙：
例题1
：用中和滴定的方法测定NaOH和Na2CO3的混合液中NaOH含量时，可先在混合液中加入过量的BaCl2溶液，使Na2CO3完全变为BaCO3沉淀，然后用盐酸标准液滴定（用酚酞作指示剂，其变色范围为8～10），试回答：
(1) 滴定前是否需将BaCO3沉淀过滤除去？为什么？
(2)
若用甲基橙作指示剂（其变色范围为3.1～4.4），则测定的结果
（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
方法：从滴定实验中指示剂的变色范围去分析。
捷径：（1）酚酞是在碱性范围内变色，而BaCO3只有在酸性溶液中才会溶解，所以在滴定前不需要将BaCO3沉淀滤去。
（2）甲基橙在酸性范围内变色，当指示剂变色时，已有部分BaCO3与盐酸反应，则消耗盐酸的量偏大，测定结果偏高。
总结：使用不同指示剂时，滴定终点不同，即同样的反应物之间的反应可能有不同的产物生成。解题时，要注意指示剂的选择和可能造成的影响。
例题2
：用已知浓度的酸滴定未知浓度的碱溶液时，在实验过程中会导致测定结果偏低的操作是
（填序号）。
①酸式滴定管用蒸馏水洗后，未用标准液润洗
②碱式滴定管用蒸馏水洗后，未用待测液润洗
③配制碱液时，称量后固体吸湿
④滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡，而在滴定过程中气泡被赶走
⑤滴定过程中，不慎将锥形瓶中溶液摇出少量于瓶外
⑥滴定前仰视读数，滴定后俯视读数
方法：当酸碱恰好中和时，c标 V标 v待 = c待 V待 v标
（c、V、v分别表示浓度、溶液体积、化学方程式中酸或碱的化学计量数）。
所以，c待=
，其待测液的浓度仅取决于V标的大小。
捷径：①相当于稀释了标准溶液，耗V标偏多，测定结果偏高；
②相当于稀释了待测溶液，使待测溶液中溶质的物质的量减少，滴定时耗V标偏少，测定结果偏低；
③无影响；
④尖嘴处有气泡，滴定时气泡被赶光，说明耗V标偏多，测定结果偏高；
⑤减少待测液中溶质的物质的量，耗V标偏少，测定结果偏低；
⑥使V标偏小，测定结果偏低。
以此测定结果偏低的操作是② ⑤ ⑥ 。
总结：中和滴定的误差分析是经常考查的重点内容，由于c标、V待、v待、v标均为定值，所以c待的大小只取决于V标的大小。引起V标误差的常有：（1）读数，（2）仪器洗涤，（3）滴定管漏夜，（4）标准液不标准（如称量、配量、混入杂质等引起的），（5）指示剂用错，（6）待测液的量取等。部分同学在进行中和滴定的误差分析时，常不能抓住哪些量为定值，哪些量为可变值，导致判断错误。如①中，c标降低，故有同学认为c待偏低。
例题3
：实验室为测定某工业废水中的含酚（以苯酚为代表）量，进行如下操作：
（1） 称取2.7833 g干燥的分析纯KBrO3与大约10 g
KBr，混合溶解于少量蒸馏水中，然后用容量瓶配制成1 L溶液，
（2） 用纯的Na2S2O3·5H2O准确配制成1 L 0.1000
mol/L溶液（标准液）。
（3） 准确量取含酚（以苯酚为代表）水样100.00 mL。在此水样中准确地滴加15.00ｍL
KBrO3 ∽ KBr混合溶液，并加适量盐酸将水样酸化。此时两种钾盐即反应生成Br2，Br2立即与苯酚反应生成沉淀。
（4） 上述反应进行完全后，再加入约1g
KI，放置5分钟。然后用淀粉作指示剂，用Na2S2O3标准液滴定至蓝色恰好消失为止。2Na2S2O3 + I2 = 2NaI +
Na2S4O6 。结果用去Na2S2O3标准液7.80 ml 。
求：水中的含酚量（mg/L）。
方法：本题文字篇幅较大，涉及的反应较多，但可通过列出各反应物或生成物间的关系，将多步反应化成一步进行求解。
捷径：运算前先以Br2的物质的量为中心将数种反应物间的物质的量关系理清。题中产生Br2的定量物质是KBrO3。运用化合价升降法配平得：KBrO3
+ 5KBr + 6HCl = 3Br2 + 6KCl + 3H2O。可见1 mol KBrO3产生了3 mol Br2
。
消耗Br2的物质有苯酚和KI。1mol苯酚耗溴3 mol生成2，4，6 —三溴苯酚，另一部分Br2转化成I2( Br2 +2KI
=I2 + 2KBr )，I2再用Na2S2O3滴定，其结果相当于每 mol Na2S2O3消耗Br2 0.5 mol
。生成Br2与消耗Br2的量相等。
有关物质的物质的量之关系如下：
3n(KBrO3) = 3n(C6H6O)+ 0.5n(Na2S2O3)
代入具体数据计算（设100.00ml水样中含苯酚x mol）：
3× (2.7833/167)× (15/1000) = 3x + 0.5×(7.8/1000)×0.1
解得x = 1.2 × 10-4（mol）。（式中167为KBrO3摩尔质量的值）。
含酚量1.2×10-4mol×94g/mol×1000mL/L×10 = 112.8mg/L。
总结：该题的巧解在于通过多步反应列出关系，否则计算将很繁杂。
例题4 ：实验室有一包 KCl和 AlCl3的固体混合物，通过以下实验可确定 KCl和
AlCl3的质量之比，试根据实验方法和主要步骤，回答有关问题：
（1）调整托盘天平的零点时，若指针偏向右边，应将右边的螺丝向
旋动。
（2）某学生用已知质量为 y g的表面皿准确称取 W
g样品，他在托盘天平的右盘上放上（W＋y）g的砝码，在左盘的表面皿中放入样品，此时指针稍偏右边，该学生应怎样操作
；
（3）将样品置于烧杯中加适量水溶解，滴入过量的A溶液，烧坏中有沉淀物，则A溶液的名称是
；
（4）过滤，某学生欲用右图装置操作，错误之处应怎样纠正？
；
（5）甲学生用水多次洗涤过滤所得沉淀物，然后使其干燥，得到固体纯净物C，质量为W2g，C的名称是
；
（6）乙学生将过滤所得滤液跟甲学生洗涤沉淀所得液体混合，然后蒸干溶剂，再充分加热，最后得到纯净KCl固体W1g，则原混合物中KCl与AlCl3的质量之比的计算式为
。
方法：根据实验要求分析题示中所给出的各项内容。
捷径：通过整体分析得结果为：（1）左；（2）往左盘表面皿上慢慢加少量样品，使指针指向标尺中间；（3）氨水；（4）漏斗下端管口应紧靠烧杯内壁，倾倒液体时应用玻璃棒引流；（5）Al（OH）3；（6）KCl和
AlCl3的质量之比为：W1：（W-W1）或W1：133.5W2/78） 。
总结：此题将中学化学中的常见实验，应用于定量测定，主要考查了考生的实验综合能力和实验分析能力。
例题5 ：实验室有一瓶混有少量NaCl杂质的NaOH固体试剂，为准确测量其纯度，采用盐酸滴定法进行测定。
①称取W g NaOH固体试剂配制成100.00 mL水溶液备用；
②将浓度为c（mol·L—1）的标准盐酸装在用标准盐酸润洗过的25.00
mL酸式滴定管中，调节液面位置在零刻度以下，并记下刻度；
③取V1 mL
NaOH待测溶液置于洁净的锥形瓶中，加入2~3滴甲基橙指示剂充分振荡，然后用浓度为c（mol·L—1）的标准盐酸滴定，用去盐酸V2
mL。试回答：
（1）配制准确浓度的NaOH溶液，必须使用的主要容器是
。
（2）如有1 mol·l—1和0.1
mol·L—1的标准盐酸应选用
盐酸，原因是
。
（3）滴定终点时溶液颜色由
变为
色。
（4）若酸式滴定管尖嘴气泡未排出，会使碱测定值
（偏大、偏小）。
（5）不用标准盐酸润洗酸式滴定管，会使碱测定值
（偏大、偏小、无影响）。
（6）固体试剂NaOH纯度计算公式为 | 
