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例題精講 · 第 00144 題 · 自編示意數據·從消耗體積倒推純度,再查誤差方向

流程產品純度的題,鏈條是「標準液濃度 × 體積 → 物質的量 → 按反應比換算 → 折算到全部試液 → 除以樣品質量」。本文用一組自編數據配三道題:計算純度、判斷四類操作誤差的方向(含一處數值演示)、寫出規範操作與終點判斷原則。每題給完整解答、回代互驗、採分點與易錯點。

00144題號全 1000 篇 · 第 第24輪 / 第24冊 輪
方向化學·電化學與工藝流程六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

例題精講 · 化學滴定

一、考點定位與做題順序

把鏈寫固定:n(標準液) = c·V → 按反應比求待測物的 n → 乘稀釋/取樣倍數(本組取 25.00 mL 出自 100.0 mL,倍數 4)→ m(純) = n·M → 純度 = m(純)/m(樣品)。每一步都要能反代回上一步。

誤差判斷只認一條:凡是讓「記錄的標準液體積 V」變大而計算仍用原濃度 c 的,純度偏大;讓 V 變小或讓待測物實際變少的,純度偏小。終點判斷、潤洗、讀數視線都歸到這一條上。下面樣品、代號、濃度、摩爾質量與體積均為自編示意,不代表真實物質、試劑或工藝參數。

二、題目呈現

自編示意體系(非真實試劑)

稱取某自編流程產品(含 M 的鹽,代號 M·S,自編取摩爾質量 120.0 g/mol)樣品 m = 1.000 g,配成 100.0 mL 試液。移取 25.00 mL,用 c = 0.1000 mol/L 的自編標準液滴定,按 1:1 反應,消耗 V = 20.00 mL,到達自編指示劑的終點。雜質不與標準液反應。

題1(計算)

(1) 求 25.00 mL 試液中消耗標準液的物質的量;

(2) 按 1:1 求 25.00 mL 中 M·S 的物質的量,並折算到全部 100.0 mL;

(3) 求純 M·S 質量與產品純度;

(4) 用純度反代檢驗 V。

題2(誤差方向+數值演示)

判斷下列情形使算得純度偏大、偏小還是不變,並各寫一句理由:

(1) 滴定管未用標準液潤洗,管內殘留水把標準液稀釋;

(2) 終點判斷滯後,多滴了半滴;

(3) 錐形瓶用待測液潤洗過;

(4) 移液管未用待測液潤洗,管內殘留水。

並對 (1) 做數值演示:若標準液實際被稀釋到 0.09500 mol/L 而計算仍按 0.1000 mol/L,求消耗體積與算得純度(保留到 0.1%)。

題3(簡答)

寫出滴定操作的四條規範(裝液前、裝液後、滴定中、讀數時各一條),並說明選擇指示劑與判斷終點的兩條原則;用自編示意體系作答,不涉及真實試劑名稱。

三、分步解析

題1 (1) V = 20.00 mL = 0.02000 L。n(標準液) = c·V = 0.1000 × 0.02000 = 0.002000 mol。回代:0.002000/0.1000 = 0.02000 L = 20.00 mL ✓。

題1 (2) 按 1:1,25.00 mL 中 n(M·S) = 0.002000 mol。取樣倍數 = 100.0/25.00 = 4.000,故全部試液中 n(M·S) = 0.002000×4.000 = 0.008000 mol。回代:0.008000/4.000 = 0.002000 mol ✓。

題1 (3) m(純) = n·M = 0.008000 × 120.0 = 0.9600 g。純度 = 0.9600/1.000 ×100% = 96.00%。回代:雜質質量 = 1.000−0.9600 = 0.0400 g,佔 4.00%,與「雜質不反應」的設定一致 ✓。

題1 (4) 由純度反代:m(純)=1.000×0.9600=0.9600 g → n(全)=0.9600/120.0=0.008000 mol → n(25 mL)=0.008000/4=0.002000 mol → V = 0.002000/0.1000 = 0.02000 L = 20.00 mL,與題給 V 一致 ✓,整條鏈閉環。

題2 (1) 偏大。標準液被殘留水稀釋,實際濃度小於 0.1000 mol/L,要中和同量待測物須消耗更多體積;計算仍乘 0.1000,n 被高估,純度偏大。數值演示:實際 c′=0.09500 mol/L,n 仍須 0.002000 mol,故 V′ = 0.002000/0.09500 = 0.021053 L = 21.05 mL。按 c=0.1000 計算:n_calc = 0.1000×0.021053 = 0.0021053 mol → n(全)=0.008421 mol → m(純)=0.008421×120.0=1.0105 g → 算得純度 ≈ 101.1%。回代:0.09500×0.021053 = 0.002000 mol(真實量)✓;純度 >100% 本身就是「標準液被稀釋/操作有誤」的報警信號 ✓。

題2 (2) 偏大。終點滯後意味著多滴了標準液,記錄的 V 偏大,而計算用的 c 與反應比不變,n 與純度都被高估。

題2 (3) 偏大。錐形瓶用待測液潤洗後,瓶壁額外帶入一份 M·S,實際待測物比移液管量取的 25.00 mL 更多,需消耗更多標準液;計算仍按 25.00 mL 折算,n 與純度偏大。注意:錐形瓶只需用蒸餾水洗淨,不能用待測液潤洗,這與滴定管/移液管正好相反。

題2 (4) 偏小。移液管未潤洗、管內殘留水會稀釋吸入的待測液,實際移入錐形瓶的 M·S 少於 25.00 mL 所對應的量,消耗標準液體積 V 偏小,按原倍數折算後 n 與純度偏小。回代對照:若實際只移入相當於 23.75 mL 的待測物,則 V = 0.002000×(23.75/25.00)/0.1000 = 0.01900 L = 19.00 mL,算得純度 = 0.1000×0.01900×4×120/1.000 = 91.2%,確實偏小 ✓。

題3 四條規範:① 裝液前——滴定管先用蒸餾水洗淨,再用標準液潤洗 2–3 次(移液管同樣用待測液潤洗),並排盡尖嘴氣泡;② 裝液後——調節液麵至零刻度或以下,靜置 1–2 分鐘再記錄初讀數,視線與凹液麵最低點相平;③ 滴定中——左手控制活塞、右手搖動錐形瓶,先快後慢,接近終點時半滴加入並用洗瓶沖洗瓶壁,眼睛始終觀察錐形瓶內顏色變化而非滴定管刻度;④ 讀數時——終點後等 30 秒再記末讀數,視線水平,估讀到最小分度下一位,初末讀數用同一支管、同一視線標準。兩條終點/指示劑原則:一是指示劑的變色範圍要落在滴定突躍內,且變色明顯、靈敏(本組用自編指示劑,不涉真實試劑名);二是以「滴入最後半滴後出現穩定、30 秒內不褪色的顏色變化」為終點,不能以「大概變色」或固定體積為準;同批樣品做 2–3 次平行滴定,取相差不超過允許範圍的體積平均。邊界說明:本組 M·S、標準液、指示劑、濃度與摩爾質量均為自編示意,不代表真實物質、試劑或工藝參數。

四、採分點對照

題號答案採分點構成
題1 (1)0.002000 molV 換算成 L 1 分;n=cV 1 分;回代 1 分
題1 (2)0.002000 mol;0.008000 mol1:1 反應比 1 分;取樣倍數 4 1 分;折算 1 分;回代 1 分
題1 (3)0.9600 g;96.00%m=nM 1 分;純度 1 分;雜質 4.00% 核對 1 分
題1 (4)V=20.00 mL反向四步各 1 分(共 2 分);閉環表述 1 分
題2 (1)偏大;21.05 mL;≈101.1%方向 1 分;理由 1 分;V′ 1 分;算得純度 1 分;>100% 報警 1 分
題2 (2)偏大方向 1 分;V 偏大的理由 1 分
題2 (3)偏大方向 1 分;額外帶入待測物 1 分;錐形瓶不可潤洗 1 分
題2 (4)偏小方向 1 分;待測液被稀釋 1 分;數值對照 1 分
題3見解析四條規範各 1 分;兩條終點原則各 1 分;平行滴定 1 分;自編示意邊界 1 分

五、高頻易錯點

  • 忘記 mL→L 換算,n 差 1000 倍。
  • 漏乘取樣倍數 4,把 25.00 mL 的量當成全部試液。
  • 把錐形瓶也用待測液潤洗:它與滴定管/移液管規則相反,會多帶待測物。
  • 誤差題只寫「偏高/偏低」,不落到「記錄的 V 變大還是變小」。
  • 算得純度 >100% 還照抄,不把它當作標準液被稀釋或操作有誤的報警信號。

六、小結與自查清單

鏈上量本題取值依據回代
n(標準液)0.002000 mol0.1000×0.02000÷0.1000 = 20.00 mL
n(M·S, 25 mL)0.002000 mol1:1×4 = 0.008000
n(M·S, 全)0.008000 mol100.0/25.00÷4 = 0.002000
m(純)0.9600 g×120.0÷120.0 = 0.008000
純度96.00%0.9600/1.000反代回 V=20.00 mL
  • □ 先統一體積單位,再寫 n=cV;反應比單獨抄一行。
  • □ 算出取樣倍數(本組 4),每一步都註明是「25 mL 中」還是「全部」。
  • □ 由純度反向走一遍鏈,看能否還原題給 V。
  • □ 誤差題統一歸到「記錄的 V 變大/變小」,並用 c 是否仍按原值判斷方向。
  • □ 純度 >100% 一律先懷疑標準液稀釋或潤洗錯誤,不照抄結果。

滴定測純度的全部功夫在一條能反向走的賬:c·V → n → 倍數 → m → 純度,反代回 V=20.00 mL 才算把賬算平。誤差題也不必逐個背,只需問「記錄的 V 變大還是變小」;算出 101.1% 這種值,本身就是賬在報警。本組樣品、代號、標準液、指示劑、濃度與摩爾質量均為原創自編示意,不代表真實物質、試劑或工藝參數。

編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中化學選擇性必修:滴定分析、標準溶液與誤差方向
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(化學科)》:定量實驗考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、代號與數據均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準

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