高考化学实验中的数据处理.docx
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高考化学实验中的数据处理
高考化学实验数据处理
一．定量测定数据的方法和过程分析
1.沉淀法
先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。
1.（2015年福建）（4）使用右图装置，加热15.0ml饱和氯水试样，测定产生气体的体积。
此方案不可行的主要原因是_______。
（不考虑实验装置及操作失误导致不可行的原因）
（5）根据下列资料，为该小组设计一个可行的实验方案（不必描述操
作过程的细节）：
______
资料：
i.次氯酸会破坏酸碱指示剂；
ii.次氯酸或氯水可被SO2、H2O2、FeCl2等物质还原成Cl-。
2.测气体体积法
对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。
量气装置的设置如图所示，其中A是常规的量气装置，其余是改进后的装置。
ABCD
FG
2.（2015年上海）已知CaO2在350℃迅速分解生成CaO和O2。
下图是实验室测定产品中CaO2含量的装置（夹持装置省略）。
碱石灰
若所取产品质量是mg，测得气体体积为VmL（已换算成标准状况），则产品中CaO2的质量分数为（用字母表示）。
过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有。
3.滴定法
3.（3）用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量：
Ⅰ．在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50mL水溶解后，再加入3mL稀硫酸：
Ⅱ．在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ．将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ．将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中：
Ⅴ．用0.1000mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液
（I2+2S2O32-＝2I－+S4O62-），指示剂显示终点时共用去20.00mL硫代硫酸钠溶液。
在此过程中：
①锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为。
②玻璃液封装置的作用是。
③V中加入的指示剂通常为，滴定至终点的现象是。
④测得混合气中ClO2的质量为g。
二.实验数据统计与整理的一般方法
1.数据的表格化（下表）
项目
实验编号
项目1
项目2
项目3
项目4…
1
2
3
（1）根据实验原理确定应记录的项目：
所测的物理量。
（2）应注意数据的有效数字及单位和必要的注释。
（3）设计的表格要便于数据的查找、比较，便于数据的计算和进一步处理，便于反映数据间的联系。
4.（2015年福建）实验二 氯酸钾与碘化钾反应的研究
（3）在不同条件下KClO3可将KI氧化为I2或KIO3．该小组设计了系列实验研究反应条件对反应产物的影响，其中系列a实验的记录表如下（实验在室温下进行）：
试管编号
1
2
3
4
0.20mol•L-1KI/mL
1.0
1.0
1.0
1.0
KClO3（s）/g
0.10
0.10
0.10
0.10
6.0mol•L-1H2SO4/mL
0
3.0
6.0
9.0
蒸馏水/mL
9.0
6.0
3.0
0
实验现象
①系列a实验的实验目的是 ．
②设计1号试管实验的作用是 ．
③若2号试管实验现象是溶液变为黄色，取少量该溶液加入 溶液显蓝色，假设氧化产物唯一，还原产物为KCl，则此反应的离子方程式为．
5.（2015浙江）实验
（一）碘含量的测定
取0.0100mol·Lˉ1的AgNO3标准溶液装入滴定管，取100.00mL海带浸取原液至滴定池，用电势滴定法测定碘含量。
测得的电动势（E）反映溶液中c（Iˉ）的变化，部分数据如下表：
V（AgNO3）/mL
15.00
19.00
19.80
19.98
20.00
20.02
21.00
23.00
25.00
E/mV
－225
－200
－150
－100
50.0
175
275
300
325
（2）①根据表中数据绘制滴定曲线：
②该次滴定终点时用去AgNO3溶液的体积为mL，计算得海带中碘的百分含量为%。
2.数据的图像化
图像化是对用直线图或曲线图对化学实验结果加以处理的一种简明化形式。
它适用于一个量的变化引起另一个量的的变化的情况。
图像化的最大特点是鲜明、直观、简单、明了。
6.反应：
2H2SO4（l）=2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）△H=+550kJ/mol
它由两步反应组成：
iH2SO4（l）=SO3（g）+H2O（g）△H=+177kJ/mol
iiSO3（g）分解生成SO2和O2
写出反应ii的热化学方程式
L （L1，L2），X 可分别代表压强或温度．图2表示L
一定时，ⅱ中SO3（g）的平衡转化率随X的变化关系．
①X代表的物理量是 ．
②判断L1、L2的大小关系，并简述理由：
．
三.定量化学实验数据的加工处理策略
实验所得的数据，可分为有用、有效数据，正确合理数据，错误无效数据，及无用、多余数据等。
能从大量的实验数据中找出有用、有效、正确、合理的数据是实验数据处理分析处理题的一个重要能力考察点，也是近年来命题变化的重要方向。
对实验数据筛选的一般思路为“五看”：
一看数据是否符合测量仪器的精度特点，如用托盘天平测得的质量数据的精度为0.1g，若精度值超过了这个范围，说明所的数据是无效的；
二看数据是否在误差允许范围之内，若所得数据明显超出误差允许范围，要舍去；
三看反映是否完全，是不是过量反应物作用下所得的数据，只有完全反应是所得的数据，才能进行有效处理和应用；
四看所得数据的测试环境是否一致，气体体积数据，只有在温度、压强一致的情况下才能进行比较、运算；
五看数据测量过程是否规范、合理，错误和违反测量规则的数据要舍去。
表格型题的解题要点在于通过审题，获取有用信息，然后对表格中数据进行比较分析，依据物质的性质、变化规律进行解答。
直角坐标试题的解题要点在于解题时要求考生首先弄清楚自变量和因变量到底是什么，注意理解起点、终点、转折点的含义。
然后根据所学知识分析概念、图像、数值三者之间的关系。
答案：
1.（4）因存在Cl2的重新溶解、HClO分解等，此方案无法测算试样含氯总量（或其它合理答案）
（5）量取一定量的试样,加入足量的H2O2溶液,充分反应后，加热除去过量的H2O2,冷却,再加入足量的硝酸银溶液,过滤，洗净烘干后称量沉淀质量，计算可得（或其他合理答案）
2.×100%;产生的CaO溶于水后与CO2反应生成沉淀的质量
3.（3）①2ClO2＋10I－＋8H＋＝2Cl－＋5I2＋4H2O②吸收残余的二氧化氯气体（避免碘的逸出）③淀粉溶液；溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变④0.02700
4.①研究反应体系中硫酸浓度对反应产物的影响
②硫酸浓度为0的对照实验
③淀粉溶液；ClO3_+6I-+6H+==Cl-+3I2+3H2O
5.①
②20.00mL0.635%
6.2SO3（g）= 2SO2（g）+O2（g） △H=+196 KJ∙mol-1 ；
压强；L1＜L2，分解反应为吸热反应，温度高，转化率大
提升训练
1．【2016年高考天津卷】（18分）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-=2MnO（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/LNa2S2O3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）__________。
2.（2014·北京理综，27）碳、硫的含量影响钢铁性能，碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。
（1）采用装置A，在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。
①气体a的成分是________________。
②若钢样中硫以FeS形式存在，A中反应：
3FeS＋5O21________＋3________。
（2）将气体a通入测硫装置中（如图），采用滴定法测定硫的含量。
①H2O2氧化SO2的化学方程式
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗zmLNaOH溶液，若消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为y克，则该钢样中硫的质量分数：
________。
（3）将气体a通入测碳装置中（如下图），采用重量法测定碳的含量。
①气体a通过B和C的目的是______________________________________。
②计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是________________________________
________________________________________________________________________。
3.．铝镁合金是飞机制造、化工生产等行业的重要材料。
研究性学习小组的同学为测定某含镁3%～5%的铝镁合金（不含其他元素）中镁的质量分数，设计了下列两种不同实验方案进行探究。
[方案一]
[实验方案] 将铝镁合金与足量NaOH溶液反应，测定剩余固体质量。
实验中发生反应的化学方程式是_______________________________________________。
[实验步骤]
（1）称取10.8g铝镁合金粉末样品，溶于体积为V、物质的量浓度为4.0mol·L－1的NaOH溶液中，充分反应。
则NaOH溶液的体积V≥__________mL。
（2）过滤、洗涤、干燥、称量固体。
该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将______________（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
[方案二]
[实验方案] 将铝镁合金与足量稀硫酸溶液反应，测定生成气体的体积。
[实验步骤]
（1）同学们拟选用下列实验装置完成实验：
你认为最简易的装置其连接顺序是A接（ ）（ ）接（ ）（ ）接（ ）（填接口字母，可不填满）。
（2）仔细分析实验装置后，同学们经讨论认为以下两点会引起较大误差：
稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。
于是他们设计了如图所示的实验装置。
①装置中导管a的作用是_____________________________________________；
②实验前后量气管中液面读数分别为V1mL、V2mL，则产生氢气的体积为__________mL；
③若需确定产生氢气的量，还需测定的数据是________________________________________________________________________。
4.[2012·广东理综，31
（1）
（2）（3）]碘在科研与生活中有重要应用。
某兴趣小组用0.50mol·L－1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L－1K2S2O8、0.10mol·L－1Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知：
S2O＋2I－===2SO＋I2（慢）
I2＋2S2O===2I－＋S4O（快）
（1）向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的________________耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色。
为确保能观察到蓝色，S2O与S2O初始的物质的量需满足的关系为n（S2O）∶n（S2O）________________。
（2）为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
实验序号
体积V/mL
K2S2O8溶液
水
KI溶液
Na2S2O3溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
Vx
4.0
4.0
2.0
表中Vx＝______________，理由是__________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）已知某条件下，浓度c（S2O）～反应时间t的变化曲线如图所示，若保持其他条件不变，请在坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c（S2O）～t的变化曲线示意图（进行相应的标注）。
5．为测试一铁片中铁元素的含量，某课外活动小组提出下面两种方案并进行了实验（以下数据为多次平行实验测定结果的平均值）：
方案一：
将ag铁片完全溶解于过量稀硫酸中，测得生成氢气的体积为580mL（标准状况）；
方案二：
将g铁片完全溶解于过量稀硫酸中，将反应后得到的溶液用0.02000mol·L－1的KMnO4溶液滴定，达到终点时消耗了25.00mLKMnO4溶液。
请回答下列问题：
（1）配平下面的化学方程式：
KMnO4＋FeSO4＋H2SO4===Fe2（SO4）3＋MnSO4＋K2SO4＋H2O
（2）在滴定实验中不能选择________式滴定管，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
（3）根据方案一和方案二测定的结果计算，铁片中铁的质量分数依次为________和________；
（4）若排除实验仪器和操作的影响因素，试对上述两种方案测定结果的准确性做出判断和分析。
①方案一________（填“准确”、“不准确”或“不一定准确”），理由是___________；
②方案二________（填“准确”、“不准确”或“不一定准确”），理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
6．某样品是由碳酸钠与氯化钠组成的固体混合物，现欲测定样品中碳酸钠的质量分数。
某同学称取10.00g样品，配成1000mL溶液，用______（填仪器名称）量取25.00mL放入锥形瓶中，加入甲基橙作指示剂，用0.1500mol·L－1标准盐酸溶液滴定至终点，平行测定三次，有关实验数据记录如下表，则样品中碳酸钠的质量分数为__________。
实验编号
待测液体积（mL）
标准液体积（mL）
滴定前读数
终点时读数
1
25.00
0.00
30.02
2
25.00
0.20
33.80
3
25.00
1.40
31.38
7.现有一份CuO和Cu2O的混合物，用H2还原法测定其中的CuO质量xg，实验中可以测定以下数据：
①W：
混合物的质量（g）、②W（H2O）：
生成水的质量（g）、③W（Cu）：
生成Cu的质量（g）、④V（H2）：
标准状况下消耗H2的体积（L）。
（已知摩尔质量：
Cu：
64g·mol－1、CuO：
80g·mol－1、Cu2O：
144g·mol－1、H2O：
18g·mol－1）
（1）为了计算x至少需要测定上述4个数据中的____个，这几个数据的组合共有________种。
请将这些组合一一填入下列空格中。
说明：
①选用W、W（H2O）、W（Cu）、V（H2）表示，不必列出具体算式。
②每个空格中填一种组合，有几种组合就填几种，不必填满。
（2）从上述组合中选出一个含W数据的求x的计算式：
________________________________________________________________________。
（3）以上数据组合中易于取得的一组是________________________________________。
8．碳酸镁晶须是一种新型的吸波隐形材料中的增强材料。
（1）合成该物质的步骤如下：
步骤1：
配制0.5mol·L－1MgSO4溶液和0.5mol·L－1NH4HCO3溶液。
步骤2：
用量筒量取500mLNH4HCO3溶液于1000mL四口烧瓶中，开启搅拌器，温度控制在50℃。
步骤3：
将250mLMgSO4溶液逐滴加入NH4HCO3溶液中，1min内滴加完后，用氨水调节溶液pH到9.5。
步骤4：
放置1h后，过滤，洗涤。
步骤5：
在40℃的真空干燥箱中干燥10h，得碳酸镁晶须产品（MgCO3·nH2O n＝1～5）。
回答下列问题：
①步骤3中加氨水后的离子方程式_________________________________________。
②步骤4为加快过滤速度，常用________________________________________（填过滤方法）。
（2）测定合成的MgCO3·nH2O中的n值。
称量1.000g碳酸镁晶须，放入右图所示的广口瓶中，加入适量水，滴入稀硫酸与晶须反应，生成的CO2被NaOH溶液吸收，在室温下反应4～5h，反应后期将温度升到30℃，最后的烧杯中的溶液用已知浓度的盐酸滴定，测得CO2的总量；重复上述操作2次。
①图中气球的作用是_____________________________________________________；
②上述反应后期要升温到30℃，主要目的是________________________________________________________________________
__________________________；
③设3次实验测得每1.000g碳酸镁晶须产生的CO2平均值为amol，则n值为________________________（用含a的表达式表示）。
（3）称取100g上述晶须产品进行热重分析，热重曲线如下图。
则该条件下合成的晶须中，n＝____________（选填：
1、2、3、4、5）。
9．某课外活动小组设计了以下实验方案验证Ag与浓HNO3反应的过程中可能产生NO。
其实验流程图如下：
（1）测定硝酸的物质的量
反应结束后，从下图B装置中所得100mL溶液中取出25.00mL溶液，用0.1mol·L－1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示剂，滴定前后的滴定管中液面的位置如右上图所示。
在B容器中生成硝酸的物质的量为__________，则Ag与浓硝酸反应过程中生成的NO2的物质的量为____________。
（2）测定NO的体积
①从上图所示的装置中，你认为应选用________装置进行Ag与浓硝酸反应实验，选用的理由是________________________________________________________________________。
②选用上图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置，其合理的连接顺序是__________________（填各导管口编号）。
③在读取量筒内液体体积之前，应进行的操作_____________________________________。
（3）气体成分分析
若实验测得NO的体积为112.0mL（已折算到标准状况），则Ag与浓硝酸反应的过程中________（填“有”或“没有”）NO产生，作此判断的依据是_____________________。
10．目前流行的关于生命起源假设的理论认为，生命起源于约40亿年前的古洋底的热液环境，这种环境系统中普遍存在铁硫簇结构，如Fe2S2、Fe4S4、Fe8S7等，这些铁硫簇结构参与了生命起源的相关反应。
某化学兴趣小组在研究某铁硫簇结构的组成时，设计了下列实验。
【实验Ⅰ】 确定硫的质量：
按图连接装置，检查好装置的气密性后，在硬质玻璃管A中放入1.0g铁硫簇结构（含有部分不反应的杂质），在试管B中加入50mL0.100mol·L－1的酸性KMnO4溶液，在试管C中加入品红溶液。
通入空气并加热，发现固体逐渐转变为红棕色。
待固体完全转化后，将B中溶液转移至250mL容量瓶，洗涤试管B后定容。
取25.00mL该溶液用0.01mol·L－1的草酸（H2C2O4）溶液滴定剩余的KMnO4。
记录数据如下：
滴定次数
待测溶液体积/mL
草酸溶液体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
1
25.00
1.50
23.70
2
25.00
1.02
26.03
3
25.00
0.00
24.99
相关反应：
①2MnO＋2H2O＋5SO2===2Mn2＋＋5SO＋4H＋
②2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2
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