第三单元 物质的定量分析与反应条件的控制 (时间：45分钟 满分：100分)
考 点题 号物质的定量分析1、4、5化学反应条件的控制2、3
1．(20分)(2012·通泰扬二调)谷氨酸一钠盐是味精的主要成分，谷氨酸一钠盐在水溶液中存在如下平衡：
(1)当前我国生产味精主要采用淀粉发酵法，其中第一步是使淀粉水解为单糖。实验室中检验淀粉水解产物可选用的试剂是________。
A．NaOH溶液、氨水、AgNO3溶液 B．H2SO4溶液、氨水、AgNO3溶液 C．NaOH溶液、CuSO4溶液 D．H2SO4溶液、CuSO4溶液
(2)“沙伦逊甲醛滴定法”可用于测定味精中谷氨酸一钠盐的含量。其方法如下： 将一定质量的味精样品溶于水，再向溶液中加入36%甲醛溶液，发生的反应如下：
R—NH2＋HCHO→R—N CH2＋H2O(R表示除“—NH2”外的基团)，再以酚酞为指示剂，用NaOH溶液进行滴定。 ①上述测定过程中加入甲醛的目的是_____________________________________________________________。 ②滴定终点的实验现象为___________________________________________________________。 (3)味精中常含有食盐，有两个同学分别设计甲、乙两种方案来测定味精中NaCl的含量。
①甲方案：取一定质量味精样品溶于水，加入足量稀硝酸酸化的硝酸银溶液，充分反应后，________(填写操作步骤)，称量沉淀质量。
②乙方案：取m g味精样品溶于水，加入过量浓度为c1mol·L－1的AgNO3溶液，再加入少量________溶液做指示剂，用浓度为c2mol·L－1的NH4SCN溶液进行滴定，当溶液变为红色时，达到滴定终点。已知：AgSCN是难溶于水的沉淀。 设测定过程中所消耗的AgNO3溶液和NH4SCN溶液的体积分别为V1 mL和V2 mL，则该味精样品中NaCl的质量分数是________。
解析 这是一道以氨基酸含量的测定为背景的综合性实验题，涉及实验用品的作用、操作原理与意图以及物质检验的方法等内容。(1)淀粉水解生成的单糖为葡萄糖，葡萄糖是一种还原性，可以用银氨溶液或新制Cu(OH)2悬浊液检验，需要注意的是淀粉水解用稀硫酸作催化剂，水解后溶液呈酸性，而用银镜反应或新制Cu(OH)2悬浊液检验均需要在碱性条件下进行，需要先加碱中和。(2)由题给方程式可知，氨基会与—COOH反应，用NaOH溶液滴定时需要掩蔽氨基。开始溶液呈酸性，溶液呈无色，当到达终点，NaOH过量时，溶液呈碱性，溶液变红色。(3)②用NH4SCN滴定，当滴定终点时，NH4SCN过量，可用Fe3＋作指示剂，不能用氯化铁，会引入Cl－，因此用Fe(NO3)3。NH4SCN滴定的是剩余的Ag＋，和Cl－沉淀的Ag＋的物质的量为(c1V1－c2V2)×10－3 mol。
答案 (1)AC (2)①掩蔽氨基，避免氨基影响羧基和NaOH的中和反应 ②溶液由无色变为红色且半分钟不褪色 (3)①过滤、洗涤、干燥 ②Fe(NO3)3 %
2．(20分)(2012·杭州五校模拟)某资料显示，能促进双氧水分解的催化剂有很多种，生物催化剂(如猪肝)、离子型催化剂(如FeCl3)和固体催化剂(如MnO2)等都是较好的催化剂。某实验小组通过测定双氧水分解产生的O2的压强和产生同体积O2所需的时间，探究分解过氧化氢的最佳催化剂以及最佳催化剂合适的催化条件。 (一)探究一：
实验步骤：(1)往锥形瓶中加入50 mL、1.5%的双氧水。(2)分别往锥形瓶中加0.3 g不同的催化剂粉末，立即塞上橡皮塞。(3)采集和记录数据。(4)整理数据得出下表： 不同催化剂“压强对时间斜率”的比较
催化剂猪肝马铃薯氯化铜氯化铁氧化铜二氧化锰压强对时间的斜率0.191 870.002 420.007 930.030 50.015471.833 6①该“探究一”实验的名称是_____________________________________________________。 ②该实验所得出的结论是____________________________________________________________。 (二)探究二：二氧化锰催化的最佳催化条件
该实验小组的同学在进行探究二的实验时，得到了一系列的数据。参看表格分别回答相关问题。 表：同体积不同浓度的双氧水在不同用量的二氧化锰作用下收集相同状况下同体积O2所需时间
MnO2时间H2O20.1 g0.3 g0.5 g1.5"3 s67 s56 s3.008 s109 s98 s4.595 s149 s116 s分析表中数据我们可以得出：
③同浓度的双氧水的分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。
④如果从实验结果和节省药品的角度综合分析，你认为当我们选用3.0%的双氧水，加入________g的二氧化锰能使实验效果最佳。
⑤该小组的某同学通过分析数据得出了当催化剂用量相同时双氧水的浓度越小反应速率越快的结论，你认为是否正确？________。你的理由是________________________________________________________。
解析 (一)由题给信息可知，本实验是通过测定双氧水分解产生的O2的压强，探究分解过氧化氢的最佳催化剂以及探究最佳催化剂合适的催化条件。所以，“探究一”实验的目的是探究使双氧水分解的最佳催化剂，又由表中数据可知不同催化剂对双氧水分解的催化作用不同，其催化效果最好的是二氧化锰，其次是猪肝。(二)由表格可知，同浓度的双氧水分解产生相同状况相同体积的氧气随二氧化锰用量的增加而缩短，说明速率加快。3%双氧水分解用0.3 g二氧化锰和0.5 g二氧化锰时间差不多，从节省药品角度选用0.3 g二氧化锰。
答案 (一)①探究使双氧水分解的最佳催化剂 ②不同催化剂对双氧水分解的催化作用不同，其催化效果最好的是二氧化锰，其次是猪肝(只要答出相应的观点均可)。
(二)(2)③加快 ④0.3 ⑤不正确。因为同体积的双氧水浓度越小所含溶质越少，这是影响分解速率的主要因素。另外从表中数据看出，同体积3.0%的双氧水中的溶质含量是1.5%的二倍，但反应的时间却比其反应时间的二倍小得多，因而通过比较可以得出，此实验条件下双氧水的浓度越大分解速率越快。
3．(20分)4氯苯胺是合成橡胶、化学试剂、染料、色素等化工产品的重要原料，制备4氯苯胺的原理如下： 在1 L密闭容器中加入4氯硝基苯100 g、雷尼镍(催化剂)及少量吗啉(脱氯抑制剂，)、甲醇250 mL(溶剂)，密封；先充入氮气，然后充入氢气至一定压力。在所需氢气压力、温度等条件下发生加氢反应，充分反应后，冷却，过滤，洗涤，蒸馏并收集64～65 ℃的馏分。
(1)开始时先通入N2的目的是___________________________________________________________。 (2)上述实验中过滤的目的是______________________，洗涤所用的试剂是________。
(3)蒸馏时除用到接引管、锥形瓶、温度计外，还用到的玻璃仪器有________、________。馏出液的主要成分是________。
(4)以下是温度、氢气压力、催化剂用量及吗啉的用量对反应的影响。
表1温度表2氢气压力表3催化剂用量表4吗啉用量序号温度/℃转化率/%选择性/%反应 时间
/h序号氢气压力/ MPa选择
性/%反应时间/h序号雷尼镍用量/g选择性/%反应时间/h序号吗啉用量/%选择性/%①40未完 全
99.66①0.599.63.7①298.255①0.084.3②6010099.74②1.099.72②499.202.2②0.399.3③8010099.62.45③1.599.21.6③699.601.9③0.599.7④10010099.62④2.096.41.15④899.601.4④0.799.6⑤12010098.61.7⑤⑤1099.101.4⑤1.299.7 优化的条件是：温度、氢气压力、催化剂用量、吗啉用量，选择的序号依次是______________________________________________________________。
解析 (4)选择性要尽可能好、反应时间要相对较短的、催化剂用量要相对较少、吗啉用量含量相对要较低。 答案 (1)除去装置中的空气，防止生成的4氯苯胺被氧化(同时防止氢气和氧气混合受热发生爆炸) (2)分离出催化剂 甲醇 (3)蒸馏烧瓶 冷凝管 甲醇 (4)④②③③
4．(22分)(2013·宁波四校联考)硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在医药上作补血剂。为测定补血剂中铁元素的含量，某化学兴趣小组设计了两套实验方案：
方案一 滴定法 用酸性KMnO4溶液滴定测定铁元素的含量。 反应原理：5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
(1)实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需________(填仪器名称)。
(2)上述实验中KMnO4溶液需要酸化，用于酸化的酸是________。 A．稀硫酸 B．浓硝酸 C．稀硝酸 D．稀盐酸
(3)某同学设计的下列滴定方式中，最合理的是________(夹持部分略去)(填字母序号)。 方案二 重量法 操作流程如下：
(4)步骤②中除用H2O2外还可以使用的物质是________。
(5)步骤②是否可以省略________，理由是_____________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (6)步骤④中一系列操作依次是：过滤、洗涤、________、冷却、称量。
(7)假设实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量________g(用含a的代数式表示)。
解析 (1)依据题意，配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL，还需250 mL容量瓶(必须带上容量瓶的规格)。 (2)由于高锰酸钾有强氧化性不能用盐酸酸化，也不用强氧化性酸(硝酸)酸化，通常用稀硫酸酸化。 (3)由于高锰酸钾有强氧化性会腐蚀橡胶管，故只能用酸式滴定管(B装置)进行滴定实验。 (4)除用H2O2外还可以使用氯水氧化Fe2＋。
(5)因为Fe2＋与碱反应后的产物在空气中加热不能得到纯净的Fe2O3，无法准确计算Fe的含量，所以必须先用H2O2氧化Fe2＋来实现。
(6)步骤④依次将Fe(OH)3过滤、洗涤、灼烧(Fe(OH)3分解得Fe2O3)、冷却、称量。
(7)每片补血剂含铁元素的质量：a g÷160 g·mol－1×2×56 g·mol－1÷10片＝0.07a g/片
答案 (1)250 mL容量瓶 (2)A (3)B (4)氯水(等其他合理的氧化剂) (5)不能 因为Fe2＋与碱反应后的产物在空气中加热不能得到纯净的Fe2O3，故无法准确计算Fe的含量 (6)灼烧 (7)0.07a
5．(18分)茶是我国人民喜爱的饮品，其中含有多种有益于人体健康的成分，据测定茶叶中含有450种以上的有机成分与15种以上的元素。某化学研究小组欲探究茶叶中钙元素的含量(已知茶叶中的铝、铁元素对钙离子的测定有影响)，设计的探究实验方案如下：
步骤1：称取250 g干燥的茶叶，置于通风橱中，充分灼烧使茶叶灰化，再用研钵磨细后移入烧杯中，然后将100 mL2 mol·L－1盐酸加入灰中搅拌、过滤、洗涤。
步骤2：向步骤1所得滤液中逐滴加入稀氢氧化钠溶液，调节溶液的pH为6～7左右，使铝、铁的氢氧化物完全沉淀，再加热煮沸30 min，加入7.95 g无水碳酸钠，充分搅拌，待沉淀完全后，过滤，洗涤，得到滤液和沉淀。
步骤3：将步骤2所得的滤液稀释至500 mL，取其中的25.00 mL溶液以酚酞作指示剂，用0.100 0 mol·L－1的HCl标准溶液滴定，终点时消耗盐酸的体积为25.00 mL，计算结果。 请回答下列问题：
(1)步骤1中，使茶叶灰化需要的仪器有三角架、泥三角、酒精喷灯、________。
(2)步骤2中，改用试剂________来调节pH将更为方便；判断沉淀已经洗涤干净的方法是_____________________________________________。
(3)步骤3中，被滴定的25 mL滤液中 CO的物质的量为________mol。
(4)原茶叶中钙离子的质量分数为________。若碳酸钠试剂不纯，且所含杂质不与Ca2＋反应，则测得的钙离子的质量分数将________。 A．偏小 B．偏大
C．无影响 D．偏小或偏大或无影响
解析 (1)灼烧需要用坩埚和坩埚钳。(2)为防止生成的Al(OH)3沉淀溶解，用氨水更好。若沉淀没有洗干净，则滤液中会含有CO，所以滤液加入CaCl2溶液，若无沉淀生成，说明沉淀已洗干净了。(3)盐酸滴定Na2CO3，若用酚酞作指示剂，只发生反应：Na2CO3＋HCl===NaHCO3＋NaCl，被滴定的滤液中含Na2CO3为0.100 0 mol·L－1×0.025 L＝0.002 5mol。(4)与Ca2＋反应的Na2CO3为：－0.002 5×＝0.025 mol，Ca2＋的质量分数为×100%＝0.4%。杂质与盐酸是否反应未知，若与HCl不反应，则Ca2＋含量应偏大，若反应，则含量可能是不变，或是减小。
答案 (1)坩埚、坩埚钳 (2)氨水 取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加CaCl2溶液，若无沉淀产生，则已洗净 (3)0.002 5 (4)0.4% D
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[浙江专用]2014高考化学一轮复习第十章专题10 第3单元物质的定量分析与反应条件的控制 pdf
