“控制变量法”在中和滴定中的运用

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1、“控制变量法”在中和滴定中的运用“控制变量法”是屮学化学实验的核心思想之一，化学计算在每年的高考试题中都占有一定比重，中和滴定作为高考化学计算的热点年年有所创新，三个因素决定化学实验中本内容的重要性。2013年高考，几乎每套题都或多或少涉及中和滴定。现将其考查方式归纳如下。方式一：给出运用控制变量法的探究实例，要求辨别或说出研究的是什么问题例1・将氢氧化钠稀溶液滴加到醋酸稀溶液中，下列各图示意混合溶液有关量或性质的变化趋势，其中有关图像的认识错误的是()A反应放热，当酸反应完成后，再加碱，相当于往热水中加入冷水，温度降低B醋酸屮滴加氢氧化钠，酸性减弱，pH增大C酸屮滴加氢

2、氧化钠,相当于弱电解质溶液变成强电解质溶液，导电能力增加D醋酸中滴加氢氧化钠，氢氧化钠和醋酸发生反应，氢氧化钠开始时为0解析：本题比较全面地考查考生对中和滴定反应过程的认识。中和反应放热，溶液温度在中和反应完成前，逐步上升，反应完成后，再加碱溶液，温度反而降低。滴定过程，随氢氧化钠的加入，溶液酸性减弱，pH增大，在接近滴定终点，pH有个突变过程，同时，反应中弱电解质醋酸被中和生成强电解质醋酸钠,导电能力增加。所以，A、B、C三选项的描述是正确的。该中和反应从开始到中和点，由于加入的氢氧化钠都和醋酸反应了，因此，在这个阶段，溶液中氢氧化钠的浓度始终为0,不可能像D曲线描述的

3、从0逐渐增加。答案：D点拨：对于中和滴定考点，很多师生沿用原大纲版的考试要求，把大量精力用于训练实验操作步骤、误差分析，这是无用功。新的高屮课程标准对木考点的耍求侧重会辨仪器、会处理数据，重点在原理迁移，重点在会分析滴定曲线，滴定曲线给命题无限的联想空间。方式二：给出需要运用控制变量法的探究实例，要求对实验方案或结论进行评价例2•为测定草酸晶体(H2C204?xH20)的组成(即x的值)进行下述实验:A.称取mg纯草酸晶体，将其配成100.OOmL溶液作为待测液B.取25.00mL待测液置于锥形瓶中，用浓度为amol?L-l的酸性KMnO4溶液滴定，有关反应：2KMn()

4、4+5II2C204+3II2S04K2S04+2MnS04+10C02f+8H20(1)用酸性KMnO4溶液进行滴定时，酸性KMnO4溶液应装在式滴左管中。(2)滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼晴应注视观察，滴定终点时的现象变化为。(3)下面是某同学四次实验结果的记录情况滴左次数实验数据1234V(样品)/mL25.0025.0025.0025.00V(KMnO4)/mL(初读数)0.000.200.100.00V(KMnO4)/mL(终读数)15.9515.2015.1214.98V(KMnO4)/mL(消耗)15.9515.0015.0214.98该同学在处理数据过程中计

5、算得:V(KMnO4)(平均消耗)=14X(15.95+15.00+15.02+14.98)mL=15.24mL。试分析他的计算是否合理(填“否”或“是”)，如果不合理请说明理由。由上述合适的数据计算出的草酸溶液的物质的量浓度为，由此计算出草酸晶体中结晶水x的值为。解析：(l)KMnO4溶液有强氧化性，能腐蚀橡皮管，故应使用酸式滴定管盛放。(2)正确地确泄滴泄终点是实验成功的关键，因此眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色的变化；当溶液由无色变成浅紫红色并在30s内无变化，表明滴定达到终点。(3)观察所给数据知，滴定等量待测溶液时，第一组实验中消耗的酸性KMnO4溶液的体积比另外三组

6、的误差大，因此第一组数据不可靠，应舍去。由化学方程式可得关系式：2KMr)04〜5H2C2042515.00X10-3a3.75X10~2ac=3.75X10-2aF0.025=1.5a(mol?L~l)m90+18x=0.1X1.5a得：x=m2.7a~5答案：(1)酸(2)锥形瓶内溶液颜色的变化溶液由无色变成浅紫红色，并在30s内无变化(3)否第一组实验中消耗的酸性KMnO4溶液的体积比另外三组的误差大,因此第一组数据不可靠,应舍去1.5amol?L-lm2.7a-5点拨：在考试中，有些同学遇到一些数据就不知所措，无从下手。木题落脚点是根据数据得出正确结论，难在“说明

7、理山”，难在中和滴定原理的迁移。希望同学们通过本题学会找关键数据、有用数据。方式三：给出需要运用控制变量法进行探究而得到的一组实验数据，要求分析归纳实验操作上的一些细节例3.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：按上图连接装置，检查好装置的气密性后，在硕质玻璃管A中放入1.0g铁硫簇结构(含有