2016年高考化学母题题源系列 专题17 化学实验设计与评价(含解析).doc

专题17 化学实验设计与评价 【母题来源】2016天津卷 【母题题文】水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标，通常用每升水中溶解氧分子的质量表示，单位mg/L，我国《地表水环境质量标准》规定，生活饮用水源的DO不能低于5mg/L。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略)，测定某河水的DO。 1、测定原理： 碱性体积下，O2将Mn2+氧化为MnO(OH)2:①2Mn2++O2+4OH-=2 MnO(OH)2↓，酸性条件下，MnO(OH)2将I-氧化为I2:②MnO(OH)2+I-+H+→Mn2++I2+H2O(未配平)，用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，③2S2O32-+I2=S4O62-+2I- 2、测定步骤 a．安装装置，检验气密性，充N2排尽空气后，停止充N2。 b．向烧瓶中加入200ml水样 c．向烧瓶中依次迅速加入1mlMnSO4无氧溶液(过量)2ml碱性KI无氧溶液(过量)，开启搅拌器，至反应①完全。 d搅拌并向烧瓶中加入2ml硫酸无氧溶液至反应②完全，溶液为中性或若酸性。 e．从烧瓶中取出40．00ml溶液，以淀粉作指示剂，用0．001000mol/L Na2S2O3溶液进行滴定，记录数据。 f．…… g．处理数据(忽略氧气从水样中的溢出量和加入试剂后水样体积的变化)。 回答下列问题： （1）配置以上无氧溶液时，除去所用溶剂水中氧的简单操作为__________。 （2）在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器为__________。 ①滴定管②注射器③量筒 （3）搅拌的作用是__________。 （4）配平反应②的方程式，其化学计量数依次为__________。 （5）步骤f为__________。 （6）步骤e中达到滴定终点的标志为__________。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50ml，水样的DO=__________mg/L(保留一位小数)。作为饮用水源，此次测得DO是否达标：__________(填是或否) （7）步骤d中加入硫酸溶液反应后，若溶液pH过低，滴定时会产生明显的误差，写出产生此误差的原因(用离子方程式表示，至少写出2个)__________。 【答案】（1）将溶剂水煮沸后冷却 （2）② （3）使溶液混合均匀，快速完成反应 （4）1，2，4，1，1，3 （5）重复步骤e的操作2-3次 （6）溶液蓝色褪去(半分钟内部变色) 9.0 是 （7）2H++S2O32-=S↓+SO2↑+H2O；SO2+I2+2H2O=4H++SO42-+2I-；4H++4I-+O2=2I2+2H2O(任写其中2个) 【试题解析】（1）气体在水中的溶解度随着温度升高而减小，将溶剂水煮沸可以除去所用溶剂水中氧，故答案为：将溶剂水煮沸后冷却； （2）在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择注射器，故选②； （3）搅拌可以使溶液混合均匀，加快反应的速率，故答案为：使溶液混合均匀，快速完成反应； （4）根据化合价升降守恒，反应②配平得MnO(OH)2+2I-+4H+=Mn2++I2+3H2O，故答案为：1，2，4，1，1，3； （5）滴定操作一般需要重复进行2-3次，以便减小实验误差，因此步骤f为重复步骤e的操作2-3次，故答案为：重复步骤e的操作2-3次； （6）碘离子被氧化为碘单质后，用Na2S2O3溶液滴定将碘还原为碘离子，因此滴定结束，溶液的蓝色消失；n(Na2S2O3)= 0.001000mol/L×0.0045L=4.5×10-6mol，根据反应①②③有O2~2 MnO(OH)2↓~ 2I2~4S2O32-，n(O2)= n(Na2S2O3)=1.125×10-6mol，该河水的DO=×1.125×10-6×32=9×10-3g/L=9.0 mg/L＞5 mg/L，达标，故答案为：溶液蓝色褪去(半分钟内部变色)；9.0；是； （7）硫代硫酸钠在酸性条件下发生歧化反应，生成的二氧化硫也能够被生成的碘氧化，同时空气中的氧气也能够将碘离子氧化，反应的离子方程式分别为：2H++S2O32-=S↓+SO2↑+H2O；SO2+I2+2H2O=4H++SO42-+2I-；4H++4I-+O2=2I2+2H2O，故答案为：2H++S2O32-=S↓+SO2↑+H2O；SO2+I2+2H2O=4H++SO42-+2I-；4H++4I-+O2=2I2+2H2O。 【命题意图】本题以水中溶氧量的测定为载体，考查物质含量的测定、滴定实验及其计算，考查阅读题目获取信息能力、氧化还原反应滴定及应用及装置理解分析等，难度中等，要求学生要有扎实的实验基础知识和灵活应用信息解决问题的能力，注意基础知识的全面掌握。 【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