利用如图装置可测定 CuSO 4 溶液的浓度,回答下列问题:
(1) 仪器 B 的名称为 ___________
(2) 实验步骤:下述实验步骤的正确顺序为 ___________
A. 调整 D 、 E 中两液面相平,使 D 中液面保持在 0 或略低于 0 刻度位置,读数并记录
B. 待体系恢复至室温后,再次读数并记录
C. 按如图安装装置 ( 夹持仪器略去 )
D. 在仪器 A 、 B 、 C 、 D 、 E 中加入如图所示的试剂
E. 处理数据
F. 将 CuSO 4 溶液滴入 A 中并搅拌,反应完成后,再滴加稀硫酸至体系不再有气体产生
G. 检查装置的气密性
(3) 实验结束读数时应注意的事项: ___________
(4)Zn 粉质量为 ag ,若测得 H 2 体积为 bmL ,已知实验条件下 ρ(H 2 )=dg•L -1 ,则 c(CuSO 4 )= ___________ mol•L -1 ( 只需列出计算表达式 )
(5) 若反应结束后,读数时 E 管液面高于 D 管,未调液面即读数,则测得 c(CuSO 4 ) ___________ ( 填 “ 偏高 ” 、 “ 偏低 ” 或 “ 无影响 ”)
(6) 如果用沉淀的方法也可测定 CuSO 4 的浓度,请补充完整完善实验方案的设计:准确量取 25.00mL 的 CuSO 4 溶液, ___________
恒压滴液漏斗 C-G-D-A-F-B-E 调整 D 、 E 中两液面相同;视线与凹液面的最低点相平 偏高 加入足量的 BaCl 2 溶液 ( 或 NaOH 溶液等 ) 充分反应后,过滤、洗涤、干燥、称量、计算
【分析】
实验目的是测定 CuSO 4 溶液的物质的量浓度,实验原理是 Zn + CuSO 4 =ZnSO 4 + Cu ,剩下的锌单质与足量的稀硫酸反应,测定产生 H 2 的体积,锌单质的总质量减去产生 H 2 时消耗的锌的质量等于与 Cu 2 + 反应消耗锌单质的质量,从而计算出 CuSO 4 的物质的量浓度;
【详解】
(1) 根据仪器 B 的特征,仪器 B 的名称为恒压滴液漏斗;
故答案为恒压滴液漏斗;
(2) 根据装置图,连接好装置,因为有气体放出,需要检验装置的气密性,气密性良好后,向装置中加入药品,用排水法测量气体的体积,需要调节量气管两端液面持平,读数并记录,开始反应,实验完毕后,气体恢复到室温下,并调节量气管两端液面相等,读数并记录,处理数据,因此实验步骤顺序是 C → G → D → A → F → B → E ;
故答案为 C → G → D → A → F → B → E ;
(3) 实验结束后,读数时,需要注意 ①气体恢复到室温状态;②调节量气管两端液面,使两端液面相同;③视线与凹液面的最低点相平;
故答案为调整 D 、 E 中两液面相同;视线与凹液面的最低点相平;
(4) 产生氢气的体积为 bmL ,则产生氢气的物质的量为 = mol ,此时消耗锌单质的物质的量为 mol ,与 Cu 2 + 反应消耗的 n(Zn)= =( )mol , 25.00mLCuSO 4 溶液中 n(CuSO 4 )=n(Zn)= ( )mol ,即 c(CuSO 4 )= = mol·L - 1 ;
故答案为 mol·L - 1 ;
(5) 反应结束后,读数时 E 管液面高于 D 管,未调液面即读数,此时计算出氢气的体积偏小,根据 (4) 的分析,测得 c(CuSO 4 ) 偏高;
故答案为偏高;
(6) 根据题中提示,用沉淀的方法测定 CuSO 4 的浓度,可以加入 BaCl 2 溶液,发生 BaCl 2 + CuSO 4 =BaSO 4 ↓+ CuCl 2 ,测 BaSO 4 的质量,或者加入 NaOH ,使 Cu 2 + 全部转化成 Cu(OH) 2 沉淀,求 Cu(OH) 2 的质量,操作是准确量取 25.00mL 的 CuSO 4 溶液,加入足量的 BaCl 2 溶液 ( 或 NaOH 溶液等 ) 充分反应后,过滤、洗涤、干燥、称量、计算;
故答案为加入足量的 BaCl 2 溶液 ( 或 NaOH 溶液等 ) 充分反应后,过滤、洗涤、干燥、称量、计算
【点睛】
气体体积受温度、压强等外界因素的影响,分析体积如何变化时,可以采用 PV=nRT 分析。用排水法测量气体体积,读数时,应注意 ①气体恢复到室温状态;②调节量气管两端液面,使两端液面相同;③视线与凹液面的最低点相平;
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学生实验:胆矾中结晶水含量的测定。主要步骤如下:
①称量仪器A的质量,记为m1;②称量仪器A和胆矾的质量,记为m2;③加热;④冷却;⑤称量仪器A和固体的质量,记为m3;⑥再次加热仪器A和其中的固体;
⑦再次冷却;⑧再次称量仪器A和固体的质量,记为m4。
(1)加热胆矾时,仪器A的名称是_______,转移仪器A时使用的仪器是________。
(2)冷却时使用的仪器的名称是______。如果冷却时忘了使用该仪器,无其他错误,会导致测定结果________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)步骤⑥⑦⑧合称为_______,该步骤成功的标志是___________________。
(4)实验前必须研磨胆矾,如果使用颗粒较大的晶体状胆矾可能导致测定结果(其他步骤无错)_____(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(5)某学生在实验记录如下:(单位:克)
实验 | m1 | m2 | m3 | m4 | m5 | m6 |
第一次 | 25.320 | 30.556 | 28.696 | 28.696 | - | - |
第二次 | 25.333 | 30.313 | 28.013 | 28.002 | 27.886 | 27.886 |
第三次 | 25.280 | 30.300 | 28.480 | 28.480 | - | - |
根据该学生的实验数据记录,请计算胆矾CuSO4·nH2O中的n=____(保留两位小数)。此次实验的相对误差为__________。