精英家教網 > 高中化學 > 題目詳情
《實驗化學》茶是我國人民喜愛的飲品,其中含有多種有益于人體健康的成分,據(jù)測定茶葉中含有450種以上的有機成分與15種以上的元素.某化學研究小組欲探究茶葉中鈣元素的含量(已知茶葉中的鋁、鐵元素對鈣離子的測定有影響),設計了探究實驗方案如下:
步驟1:稱取250g干燥的茶葉,置于通風櫥中,充分灼燒使茶葉灰化,再用研缽磨細后移入燒杯中,然后將100mL 2mol?L-1鹽酸加入灰中攪拌、過濾、洗滌.
步驟2:向步驟1所得濾液中逐滴加入稀氫氧化鈉溶液,調節(jié)溶液的pH為6~7左右,使鋁、鐵的氫氧化物完全沉淀,再加熱煮沸30min,加入7.95g無水碳酸鈉,充分攪拌,待沉淀完全后,過濾,洗滌,得到濾液和沉淀.
步驟3:將步驟2所得的濾液稀釋至500mL,取其中的25.00mL溶液以酚酞作指示劑,用0.1000mol?L-1的HCl標準溶液滴定,終點時消耗鹽酸的體積為25.00mL,計算結果.
請回答下列問題:
(1)步驟 1中,使茶葉灰化需要的儀器有三角架、泥三角、酒精噴燈、
 

(2)步驟2中,改用試劑
 
來調節(jié)pH將更為方便;判斷沉淀已經洗滌干凈的方法是
 

(3)步驟3中,被滴定的25mL濾液中 CO32-的物質的量為
 
 mol,
(4)原茶葉中鈣離子的質量分數(shù)為
 
.若碳酸鈉試劑不純,且所含雜質不與Ca2+反應,則測得的鈣離子的質量分數(shù)將
 

A.偏小      B.偏大      C.無影響      D.偏小或偏大或無影響.
分析:(1)高溫灼燒物質通常在坩堝內進行,溫度很高需要用坩堝鉗夾持;
(2)氫氧化鈉溶液調節(jié)溶液pH,因為氫氧化鋁能溶于氫氧化鈉溶液,加入的氫氧化鈉溶液不易控制,可以利用弱堿氨水調節(jié)溶液PH,氫氧化鋁不溶于弱堿;步驟2的最終的沉淀會附著碳酸鈉、氯化鈉等物質,取最后的洗滌液,檢驗溶液是否含有碳酸根離子(或氯離子),檢驗碳酸根離子可以用氯化鈣溶液,若無白色沉淀產生,說明洗滌干凈(或用硝酸銀溶液檢驗氯離子,若無白色沉淀產生,說明洗滌干凈);
(3)步驟3中,滴定操作時,眼睛注視錐形瓶內溶液顏色變化,溶液由紅色變?yōu)闊o色說明滴定到終點;滴定中發(fā)生反應CO32-+H+=HCO3-,根據(jù)鹽酸計算被滴定的25mL濾液中 n(CO32-),進而計算500mL溶液中未反應的n(CO32-),再計算出參加反應的n(CO32-);
(4)步驟2中加入的7.95g無水碳酸鈉,發(fā)生反應CO32-+Ca2+=CaCO3↓,據(jù)此計算250克干燥的茶葉含有鈣元素的質量,再利用質量分數(shù)的定義計算原茶葉中鈣離子的質量分數(shù),若碳酸鈉試劑不純,且所含雜質不與Ca2+反應,不與酸反應可能測定結果偏大,與酸反應測定結果可能偏大如含有NaHCO3或含有NaOH偏小,含有不反應的物質和氫氧化鈉可能不影響.
解答:解:(1)高溫灼燒物質通常在坩堝內進行,溫度很高需要用坩堝鉗夾持,故答案為:坩堝、坩堝鉗;
(2)氫氧化鈉溶液調節(jié)溶液PH,因為氫氧化鋁能溶于氫氧化鈉溶液,加入的氫氧化鈉溶液不易控制,可以利用弱堿氨水調節(jié)溶液PH,氫氧化鋁不溶于弱堿;步驟2的最終的沉淀會附著碳酸鈉、氯化鈉等物質,取最后的洗滌液,檢驗溶液是否含有碳酸根離子(或氯離子),檢驗方法為:取最后一次洗滌液少許于試管中,滴加CaCl2(或AgNO3)溶液,若無沉淀產生,則已洗凈,
故答案為:氨水;取最后一次洗滌液少許于試管中,滴加CaCl2溶液,若無沉淀產生,則已洗凈;
(3)步驟3中,滴定操作時,眼睛注視錐形瓶內溶液顏色變化,溶液由紅色變?yōu)闊o色說明滴定到終點;滴定稀釋后濾液25.00mL消耗的n(HCl)=0.025L×0.1000mol.L-1=0.0025mol,滴定中發(fā)生反應CO32-+H+=HCO3-,所以被滴定的25mL濾液中n(CO32-)=0.0025mol;
故答案為:0.0025;
(4)500mL溶液中n(CO32-)=0.0025mol×
500
25
=0.05mol,參加反應的n(CO32-)=
7.95g
106g/mol
-0.05mol=0.025mol,步驟2中加入的7.95g無水碳酸鈉,發(fā)生反應CO32-+Ca2+=CaCO3↓,由方程式可知250克干燥的茶葉含有鈣元素的質量為0.025mol×40g/mol=1g,原茶葉中鈣離子的質量分數(shù)為
1g
250g
×100%=0.4%,若碳酸鈉試劑不純,且所含雜質不與Ca2+反應,不與酸反應可能測定結果偏大,與酸反應測定結果可能偏大如含有NaHCO3或含有NaOH偏小,含有不反應的物質和氫氧化鈉可能不影響,
故答案為:0.4%;D.
點評:本題考查學生對實驗原理理解、實驗基本操作、滴定應用、化學計算、物質含量測定等,難度中等,理解實驗原理是關鍵,是對所學知識的綜合運用,需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力,學習中全面把握基礎知識.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

(2009?泰州模擬)茶是我國人民喜愛的飲品.某;瘜W興趣小組的同學設計以下實驗來定性檢驗茶葉中含有鈣、鐵、鋁三種金屬元素.【部分氫氧化物完全沉淀的pH:Ca(OH)2pH≥13;Al(OH)3pH≥5.5;Fe(OH)3pH≥4.1,草酸銨[(NH42C2O4]是弱電解質】

試根據(jù)上述過程及信息填空:
(1)步驟①中,使茶葉灰化需要三角架、泥三角、酒精噴燈、
坩堝
坩堝
、
坩堝鉗
坩堝鉗
等儀器.
(2)上述實驗方案中,檢出鈣元素的實驗步驟是
,檢出鐵元素的實驗步驟是
,檢出鋁元素的實驗步驟是
(填實驗步驟編號).
(3)步驟②中加入6mol?L-1HCl的作用是
浸取茶葉灰分,使鈣、鐵、鋁元素溶解
浸取茶葉灰分,使鈣、鐵、鋁元素溶解
,步驟⑨作用是
沉淀Fe3+離子,并且不影響Al3+
沉淀Fe3+離子,并且不影響Al3+

(4)步驟⑧所用A試劑為
KSCN溶液或NH4SCN溶液
KSCN溶液或NH4SCN溶液

(5)寫出步驟⑥中發(fā)生反應的離子方程式
(NH42C2O4+Ca2+=CaC2O4↓+2NH4+
(NH42C2O4+Ca2+=CaC2O4↓+2NH4+

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

茶是我國人民喜愛的飲品,其中含有多種有益于人體健康的成分,據(jù)測定茶葉中含有450種以上的有機成分與15種以上的元素.某化學研究小組欲探究茶葉中鈣元素的含量,設計了探究實驗方案如下:(已知茶葉中的鋁、鐵元素對鈣離子的測定有影響)
步驟1:稱取500克干燥的茶葉,置于通風櫥中,充分灼燒使茶葉灰化,再用研缽磨細后移入燒杯中,然后將200mL 1mol?L-1鹽酸加入灰中攪拌、過濾、洗滌.
步驟2:向步驟1所得濾液中逐滴加入稀氫氧化鈉溶液,調節(jié)溶液的pH為6~7左右,使鋁、鐵的氫氧化物完全沉淀,再加熱煮沸30min,加入7.95g無水碳酸鈉,充分攪拌,待沉淀完全后,過濾,洗滌,過濾后得到濾液和沉淀.
步驟3:將步驟2所得的濾液稀釋至500mL,取其中的20.00mL溶液以甲基橙作指示劑,用0.1000mol.L-1的HCl標準溶液滴定,終點時消耗鹽酸的體積為20.00mL,計算結果.請回答下列問題:
(1)步驟 1中,使茶葉灰化需要三角架、泥三角、酒精噴燈、
坩堝
坩堝
坩堝鉗
坩堝鉗
等儀器.
(2)步驟2中,判斷沉淀已經洗滌干凈的方法是
取最后一次洗滌液少許于試管中,滴加CaCl2(或AgNO3)溶液,若無沉淀產生,則已洗凈
取最后一次洗滌液少許于試管中,滴加CaCl2(或AgNO3)溶液,若無沉淀產生,則已洗凈

(3)步驟3中,滴定操作時,眼睛注視
錐形瓶內溶液顏色變化
錐形瓶內溶液顏色變化
.被滴定的20mL濾液中 CO32-的物質的量為
0.001
0.001
mol,原茶葉中鈣離子的質量分數(shù)為
0.4%
0.4%

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

茶是我國人民喜愛的飲品.某校化學興趣小組的同學設計以下實驗來定性檢驗茶葉中含有Ca、Al、Fe三種元素.
精英家教網
【資料查詢】:草酸銨[(NH42C2O4]屬于弱電解質.草酸鈣(CaC2O4)難溶于水.Ca2+、Al3+、Fe3+完全沉淀的pH:Ca(OH)2:pH≥13;Al(OH)3:pH≥5.5;Fe(OH)3:pH≥4.1.
試根據(jù)上述過程及信息填空:
(1)步驟②加鹽酸的作用是
 

(2)步驟③操作中用到的玻璃儀器有
 

(3)寫出步驟⑥中檢驗Ca2+存在的離子方程式
 

(4)寫出沉淀C所含主要物質的化學式
 

(5)寫出步驟⑧中選用A試劑的化學式
 

(6)步驟⑨的作用是
 
,猜測步驟⑩的目的是
 

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源:2011屆福建省南平市高三高中畢業(yè)班適應性考試(理綜)化學部分 題型:填空題

(14分)茶是我國人民喜愛的飲品。某;瘜W興趣小組的同學設計以下實驗來定性檢驗茶葉中含有Ca、A1、Fe三種元素。

【資料查詢】:草酸銨[(NH4)2C2O4]屬于弱電解質。草酸鈣(CaC2O4)難溶于水。Ca2+、
A13+、Fe3+完全沉淀的pH:Ca(OH)2:pH≥13;A1(OH)3:pH≥5.5;Fe(OH)3:pH≥4.1。
試根據(jù)上述過程及信息填空:
(1)步驟②加鹽酸的作用是                                        
(2)步驟③操作中用到的玻璃儀器有                                        。
(3)寫出步驟⑥中檢驗Ca2+存在的離子方程式                             。
(4)寫出沉淀C所含主要物質的化學式                         
(5)寫出步驟⑧中選用A試劑的化學式                  。
(6)步驟⑨的作用是                          
猜測步驟⑩的目的是                                                。

查看答案和解析>>

同步練習冊答案