[点击高中化学四大定量实验]高中化学的定量实验有哪些
时间：2019-03-11 03:25:23 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
综观近几年高考，有关定量实验的考题时常出现。该类考题的命题方式是将定性分析与定量计算相结合，以填空和简答两种题型为主。定量实验题考查同学们的观察能力、操作能力和分析能力，以及数据处理能力。
高中化学中最重要的定量实验有：①一定体积一定物质的量浓度的溶液配制；②中和滴定；③硫酸铜晶体中结晶水含量的测定；④中和热的测定，等等。下面对这四个主要的定量实验作简要的分析。
定量实验一：一定体积、一定物质的量浓度的溶液配制
【实验仪器】
容量瓶、托盘天平（或量筒）、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和药匙。
【实验步骤】
(1)计算：根据要求计算出固体溶质的质量或液体的体积；
(2)称量或量取；
(3)溶解：往小烧杯中放入溶质，加入适量的蒸馏水，用玻璃棒搅拌溶解。（注意：用98%的浓硫酸配制溶液时，一定要把浓硫酸沿烧杯壁倒入盛水的烧杯中，边倒边搅拌）
(4)转移：将溶解的溶液冷却至室温，沿玻璃棒注入容量瓶；
(5)洗涤：用少量蒸馏水冲洗玻璃棒和烧杯2～3次，并将每次的洗涤液也倒入容量瓶中；
(6)定容：向上述容量瓶继续加蒸馏水至凹液面离刻度线1～2厘米处时，改用胶头滴管逐滴加入蒸馏水，直到凹液面最低点与刻度线相切；
(7)装瓶：将溶液转入试剂瓶，贴好标签存放在指定位置。
【注意事项】
(1)容量瓶在使用前要检验其是否漏水；(2)转移溶液要用玻璃棒引流；(3)只能配制容量瓶上规定的容积的溶液，溶液温度需与标注温度相仿；(4)配制好的溶液不能长期存放在容量瓶中，要及时倒入指定的细口瓶中；(5)定容时，仰视读刻度，会看低液面，使加水量增大，溶液浓度变小；反之，俯视读刻度将使溶液浓度变大；(6)用胶头滴管滴加蒸馏水时，若液面过了刻度线，就宣布实验失败，必须重做实验。
例1 医用生理盐水的质量分数是0.9%，物质的量浓度是0.154mol/L。现欲配制此溶液1L，请填写下列空白：
(1)配制过程用到的仪器有：托盘天平、烧杯、玻璃棒、 _____ 和_____。
(2)如果转移过程中不慎将烧杯中的溶液洒落于容量瓶外或加水超过刻度线，其处理方法为 _____ 。
(3)在配制过程中，其它操作都正确，下列操作会引起溶液浓度偏高的是 _____
(A) 未洗涤烧杯和玻璃棒；(B) 容量瓶不干燥，含有少量水；(C) 定容时俯视刻度线；(D) 定容时仰视刻度线。
参考答案：（1）1000mL容量瓶；胶头滴管（2）重新配制（3）C。
定量实验二：中和滴定
【实验仪器】
酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、烧杯、铁架台和滴定管夹。
【实验关键】
①准确量取一定体积的酸液和碱液；②选择适宜的指示剂准确判断滴定终点。
【实验步骤】
(1)滴定前的准备工作：
①洗涤滴定管：依次用洗液、自来水、蒸馏水将滴定管洗涤干净；
②检查滴定管是否漏水，活塞转动是否灵活；
③用待装溶液润洗滴定管2～3次，以保证装入溶液时不改变原溶液的浓度。
(2)滴定(以已知标准酸液滴定未知碱液为例)
①准备标准酸溶液：往酸式滴定管内注酸液→赶气泡→调节液面（在刻度“0”或“0”以下）→记录读数；用同样的方法把碱式滴定管准备好并记下读数；
②量取待定碱液：用碱式滴定管量取一定容量的碱溶液→放入锥形瓶→滴加指示剂。把锥形瓶放在酸式滴定管下，垫一张白纸；
③操作：左手控制滴定管活塞，右手不断振荡锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化。边滴边振荡→滴加速度先快后慢→注意指示剂的变化→判断终点（溶液颜色在半分钟内不再变化）→记下酸液体积的最终读数。
(3)重复滴定2～3次，计算平均值。
例2某同学用0.1mol/L的KOH标准溶液滴定未知浓度盐酸，其操作步骤可分解为如下几步：
A. 量取20mL待测盐酸溶液注入洁净的锥形瓶，并加2～3滴酚酞；
B. 用标准溶液润洗滴定管2～3次；
C. 把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好，调节滴定管尖嘴使之充满溶液；
D. 取标准KOH溶液注入碱式滴定管至刻度“0”以上2～3cm；
E. 调节液面至“0”或“0”以下刻度，记下读数；
F. 把锥形瓶放在滴定管的下面，用标准KOH溶液滴定至终点并记下滴定管的刻度。
就此实验完成以下填空：
(1)正确的操作顺序为_____；(2)上述B步骤操作目的是_____ ；
(3)上述A步骤操作之前，先用待测溶液润洗锥形瓶，则对滴定结果的影响是 _____ ；
(4)判断到达滴定终点的实验现象是_____。
参考答案：(1)BDCEAF (2)洗去滴定管内壁附着的水，防止因标准液被稀释带来的误差；(3)偏大 (4)溶液由无色变为浅红色且半分钟内不褪色。
定量实验三：硫酸铜晶体中结晶水含量的测定
【实验仪器】
托盘天平、研钵、坩埚、坩埚钳、三脚架、泥三角、玻璃棒、药匙、干燥器和酒精灯。
【实验步骤】
(1)研磨：在研钵中将硫酸铜晶体研碎；
(2)称量：准确称量坩埚质量和硫酸铜晶体质量；
(3)加热：将盛有硫酸铜晶体的坩埚放在三脚架上面的泥三角上，用酒精灯缓慢加热，同时用玻璃棒轻轻搅拌硫酸铜晶体，直到蓝色硫酸铜晶体完全变成白色粉末，且不再有水蒸气逸出，然后将坩埚放在干燥器里冷却；
(4)称量：冷却后，称量坩埚和无水硫酸铜的质量；
(5)再加热、称量：把盛有无水硫酸铜的坩埚再加热，然后放在干燥器里冷却后再称量，记下质量，直到连续两次称量的质量差不超过0.1g为止；
(6)计算。
【注意事项】
(1)硫酸铜晶体必须研细；(2)加热后的固体必须在干燥器中冷却，以防吸水；(3)必须重复步骤(5)使得连续两次称量间质量差小于0.1g；(4)不能用试管代替坩埚；(5)加热要充分但不能“过头”(否则CuSO4也会分解)。
例3根据实验室中测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验，填空：
(1)从下列仪器选出所需仪器 _____ 。（填代号）
A.托盘天平；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.三角架；
除上述仪器外，还需要的仪器是_____。
(2)某同学经实验得到以下数据，见下表：
请写出结晶水含量（x%）的计算公式（用W1、W2、W3表示），x%= _____ 。该同学测定结果是偏高还是偏低？
(3)从下列分析中选出该同学实验时产生误差的原因可能是 _____
(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；(C)加热后容器未放入干燥器中冷却；(D)加热过程中有少量晶体溅失；
参考答案：(1)A、B、D、F、G、H、J；坩埚钳、泥三角、药匙 (2)（m2-m3）/（m2-m1）×100%，偏高 (3)A、D。
定量实验四：中和热的测定
【实验用品】
大烧杯（500mL）、小烧杯（100mL）、温度计、两个量筒（50mL）、泡沫塑料或硬纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）和环形玻璃搅拌棒。
0.50mol/L盐酸、0.55mol/L NaOH溶液。
【实验原理】
在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol的H2O，这时的反应热叫中和热。实验中通过酸碱中和反应，测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)；
ΔH=-57.3kJ/mol。
【实验步骤】
(1)在大烧杯底部垫泡沫塑料或纸条，使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平，然后在两大小烧杯间隙填满泡沫或纸条，烧杯上用泡沫塑料作盖板，盖板孔上插入温度计和玻璃搅拌棒；
(2)用量筒量取50mLHCl(aq)倒入小烧杯中并测定其温度，并记录；
(3)用另一量筒量取50mL NaOH(aq)，并用温度计测定其的温度，并记录；
(4)把带有硬纸板（泡沫塑料板）的温度计、环形玻璃搅拌器放入小烧杯中，并把量筒中的NaOH(aq)一次性倒入小烧杯（注意：防止溅出），搅动，准确读取最高温度；
(5)再重复实验两次，取三次试验测量所得的平均值，做计算的依据；
(6)数据处理(两个近似)：
①0.5mol/L HCl(aq)和0.55mol/L NaOH(aq)因为是稀溶液，密度近似于水的密度,故 m（HCl）＝m1＝ρHCl・VHCl＝1g/mL×50mL＝50g，m（NaOH）＝m2＝ρNaOH・VNaOH＝1g/mL×50mL＝50g；
②中和后生成溶液为稀溶液，其比热近似于水的比热容c＝4.18J/(g・℃) ，由此可以计算出50mLHCl(aq)和50mL NaOH(aq)发生反应时放出的热量为：
Q放＝(m1+m2)・c・(t终-t始)=100g・(t终-t始)℃・4.18J/(g・℃)，即Q放 ＝0.418(t终―t始) kJ
③中和热为生成1mol的H2O(l)时的反应热，而试验中生成0.025mol的H2O(l)，所△H=[0.418(t终-t始)/0.025] (kJ/mol)。
(7)实验数据记录：
【注意事项】
(1)为了保证50mL 0.50mol/L盐酸完全被氢氧化钠溶液中和，采用50mL 0.55mol/L 的NaOH溶液，使碱稍稍过量；(2)实验过程中一定要隔热保温，减小误差；(3)必须使用稀的强酸与稀的强碱反应。
例4 试回答下列有关中和热测定的问题：
(1)实验桌上备有烧杯（大、小两个烧杯）、泡沫塑料、泡沫板、环形玻璃搅拌棒、0.5mol/L HCl(aq)和0.55mol/L NaOH(aq)，尚缺少的实验用品是______；
(2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒？答 ______ ，原因 ______ ；
(3)实验时所用盐酸及NaOH溶液的体积均为50mL，各溶液密度均为1g/cm3,生成溶液的比热容c=4.18J/(g℃),实验起始温度为t1℃，终止温度为t2℃。试推断中和热的计算式： ＝ ______。
参考答案：(1)温度计、量筒(两个) (2)不能；铜丝易导热，使实验过程中热量损失较大 (3)△H=[0.418(t终-t始)/0.025] (kJ/mol)。
