高考化学实验典型例题分析.docx

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高考化学实验典型例题分析

【典型例题】

[例1]某同学通过下列装置进行实验，推断SO2与Na2O2反应的产物，已知SO2可由浓H2SO4与Na2SO3反应制取，Na2O2完全反应。

（1）怎样确定反应中是否有O2生成？

　　；

（2）装置B的作用是　　　　　　　；装置D的作用是　　　　　　　；

（3）该同学为了确定另一产物是Na2SO3还是Na2SO4，设计实验如下：

你认为该同学的实验是否合理　　，理由　　　　　　　　。

（4）若你认为不合理，请你设计一个合理实验来确定产物（括号内填加入物质，方框内填现象）；若你认为合理，可不回答此问。

答案：

（1）用带火星的木条靠近干燥管口a，观察是否复燃。

（2）干燥SO2，防止水蒸气进入C装置与Na2O2反应；防止空气中水蒸气进入C装置与Na2O2反应生成O2；同时吸收过量的SO2，防止干扰O2的检验和污染空气。

（3）不合理，固体中有Na2SO3时也具有此现象（4）盐酸，无明显现象BaCl2溶液或Ba（NO3）2溶液，白色沉淀

解析：

考察检验实验的设计。

[例2]某硝酸钠固体中混有少量硫酸铵和碳酸氢钠杂质，试设计一个实验方案，既除去杂质，又配成硝酸钠溶液。

供选用的试剂有：

①稀HCl②稀HNO3③稀H2SO4④NaOH溶液⑤Na2CO3溶液⑥BaCl2溶液⑦Ba（OH）2溶液⑧Ba（NO3）2溶液

供选用的实验操作有：

A.加热B.过滤C.分液D.蒸发E.蒸馏F.结晶

要求：

试剂不超过三种，空格按要求填人试剂或操作的序号，可不填满。

实验方案：

先将固体溶于蒸馏水配成溶液，然后填下列空格：

选择试剂

选择操作

答案：

选择试剂⑦⑤②选择操作ABA

解析：

考察除杂实验设计。

[例3]选择使用下列仪器、药品验证由铜和适量浓硝酸反应

产生的气体中含有NO（N2和O2的用量可自由控制）

已知：

ⅠNO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O；Ⅱ气体液化温度NO2：

21℃，NO：

-152℃

（1）现有甲、乙、丙3位同学分别设计了以下3个实验方案（用仪器的连接顺序表示）。

甲：

A→C→F→D→B乙：

A→B→C→E丙：

A→F→D→B

请回答：

甲、乙、丙3位同学提出的实验方案是否能验证Cu与适量浓硝酸反应，产生的气体中含有NO（填“能”或“不能”）。

甲，乙，丙；

（2）反应前先通足量N2，其目的是；

（3）确认气体中含有NO的现象是。

答案：

（1）能；不能；不能；

（2）排尽整个装置中的空气，防止产生的NO被空气中的O2氧化；（3）（D）装置中通入O2后有红棕色气体生成

解析：

考察实验方案优劣的判断。

[例4]工业上测量SO2、N2、O2混合气体中SO2含量的装置如下图；反应管中装有碘的淀粉溶液。

SO2和I2发生的反应为（N2、O2不与I2反应）：

SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI

（1）混合气体进入反应管后，量气管内增加的水的体积等于的体积（填写气体的分子式）。

（2）反应管内溶液蓝色消失卮，没有及时停止通气，则测得的SO2含量（选填：

偏高，偏低，不受影响）。

（3）反应管内的碘的淀粉溶液也可以用代替（填写物质名称）。

（4）若碘溶液体积为VamL.，浓度为Cmol·L－1，N2与O2的体积为VbmL（已折算为标准状况下的体积）。

用C、Va、Vb表示SO2的体积百分含量为：

。

（5）将上述装置改为简易实验装置，除导管外，还需选用的仪器为.（选下列仪器的编号）。

a.烧杯b.试管c.广口瓶d.容量瓶e.量筒f.单孔塞g.双孔塞

答案：

（1）N2、O2的体积；

（2）偏低；（3）酸性高锰酸钾溶液或溴水；（4）VSO2%＝22.4CVa/（22.4CVa+Vb）×100%（其它合理答案也对）；（5）bceg或beg或ceg

解析：

考察物质含量的测定。

[例5]1，2，3，4—四氢化萘的结构简式是

，分子式是C10H12。

常温下为无色液体，有刺激性气味，沸点207℃，不溶于水，是一种优良的溶剂，它与液溴发生反应：

C10H12+4Br2

C10H8Br4+4HBr。

生成的四溴化萘常温下为固态，不溶于水。

有人用四氢化萘、液溴、蒸馏水和纯铁粉为原料，制备少量饱和氢溴酸溶液，实验步骤如下：

①按一定质量比把四氢化萘和水加入适当的容器中，加入少量纯铁粉。

②慢慢滴入液溴，不断搅拌，直到反应完全。

③取下反应容器，补充少量四氢化萘，直到溶液颜色消失。

过滤，将滤液倒入分液漏斗，静置。

④分液，得到的“水层”即氢溴酸溶液。

回答下面问题：

（1）下面示意图中的装置，适合步骤①和②操作的是；

（2）步骤②中如何判断“反应完全”；

（3）步骤③中补充少量四氢化萘的目的是；

（4）步骤③中过滤后得到的固体物质是；

（5）已知在实验条件下，饱和氢溴酸水溶液中氢溴酸的质量分数是66%，如果溴化反应进行完全，则步骤①中四氢化萘和水的质量比约是1：

（保留小数点后1位）。

答案：

（1）D

（2）加入的液溴颜色基本不褪（3）除去过量的溴（4）四氢化萘、铁粉（5）1.3

解析：

考察有机实验的判断。

[例6]某课外活动小组加热炭粉（过量）和氧化铜的混合物，再用下图装置，对获得的铜粉（含炭）样品进行实验。

图中铁架台等装置已略去。

请你帮助他们完成下列实验报告。

实验过程

实验现象

有关化学方程式

在C中加入样品标本W克，D中装入药品后并称量为m1g。

连接好仪器后，检查气密性

/

/

打开A的活塞，慢慢滴加溶液。

对C进行加热。

当C中药品充分反应后。

关闭A的活塞。

停止加热：

冷却后，称量D的质量为m2克。

/

/

B、E中有气泡产生

C中的红褐色粉末变成黑色

2Cu+O2

2CuO

C+O2

CO2

（1）实验目的：

。

（2）实验用品：

仪器：

天平、分液漏斗、锥形瓶、硬质玻璃管、干燥管、酒精灯、洗气瓶等，药品：

红褐色铜粉（含炭）样品、过氧化氢溶液、二氧化锰、碱石灰、浓硫酸等。

（3）实验内容（见表1）表1实验步骤、现象及化学方程式：

（4）计算：

样品中铜的质量分数＝______。

（用含W、m1、m2的代数式表示。

）

（5）问题和讨论：

实验完成后，老师评议说：

按上述实验设计，即使C中反应完全、D中吸收完全，也不会得出正确的结果。

经讨论，有学生提出在B与C之间加入一个装置，再次实验后，得到了较正确的结果。

那么，原来实验所测得的铜的质量分数偏小的原因可能是__________。

在B与C之间加入的装置可以是_____________，其中盛放的药品是____________。

答案：

（1）测定铜粉样品中铜的质量分数

（3）

（4）

；（5）偏小：

水蒸汽通过C被D中碱石灰吸收；洗气瓶浓硫酸（或干燥管碱石灰）

解析：

考察对实验过程的判断和评价。

[例7]以浓硫酸、浓硝酸、粗铜、水和空气为原料可制得硫酸铜（CuSO4·5H2O）。

制取硫酸铜晶体的过程如下图所示。

（1）写出制取硫酸铜的总反应方程式。

（2）在上述生产过程中，被循环使用的物是。

（3）请你选用下列适宜的装置来模拟上述生产过程。

将它们的编号填入方框。

答案：

（1）2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O；

（2）HNO3；（3）B、A

解析：

考察对实验装置的选择。

[例8]实验室可用2Cl2+2CuO=2CuCl2+O2的反应来测定铜的近似相对原子质量。

试回答：

（1）为测定反应物CuO的质量[记作m（CuO）g]和生成物O2的体积（标准状况下）[记作V（O2）mL]，请用图所列仪器设计一个简单的实验方案：

①按气体流向从左到右，用乳胶管（图中未画出）连接上述仪器，组合成一套实验装置，正确的连接顺序是　　　（用导管口序号填写），装置C的作用是　　。

实验完毕时在F的反应管中观察到的现象是　　。

②计算Cu的相对原子质量的表达式是　　　。

（已知氧的相对原子质量为16）

（2）下列情况中会使测定结果偏大的是　　　　　　。

A.CuO未全部转化为CuCl2　　B.CuO受潮

C.CuO中混有Cu　　　D.未使用C装置E.未使用D装置

（3）如果仍采用上述仪器设计另外的实验方案，还可以测定其他物理量来求出Cu的相对原子质量，这些物理量是　　　　　　。

A.m（CuO）、m（CuCl2）　　B.m（Cl2）、V（O2）

C.m（CuCl2）、V（O2）　　　D.V（HCl）、V（O2）

答案：

（1）①a→f，e→i，j→c，d→h，g→b；除去多余的Cl2；黑色粉末变为棕色；②

；

（2）ABCE（3）AC

解析：

考察实验和计算相结合的实验判断。

【模拟试题】

1.如下图的烧瓶中收集了一瓶乙烯，请你根据喷泉原理和乙烯化学性质，在图示基础上设计一个方案，使它产生喷泉，力求使水充满整个烧瓶。

（简述原理与操作）

2.实验室有CuO和Cu粉的混合物。

请你利用给出的实验仪器及试剂，设计两种测定该样品（已称得其质量为m克）中氧化铜质量分数的方法，并填写表格中的有关内容。

实验

方法

实验过程中所发生反应的

化学方程式

实验所用仪器

（用编号表示）

实验需直接测定的有关物理量

（用文字说明）

1

2

实验可能用到的主要仪器：

①托盘天平②启普发生器③硬质玻璃管④泥三角⑤烧杯⑥坩埚⑦酒精灯⑧玻棒⑨漏斗⑩干燥管

实验可能用到的试剂：

a.锌粒b.稀硫酸c.氯化钠溶液d，浓硫酸

3.某绿色粉末的组成可表示为Cu2（OH）2CO3·xH2O，在加热条件下，该粉末在失去结晶水的同时发生分解反应，化学方程式如下：

Cu2（OH）2CO3·xH2O2CuO+CO2↑+（x+1）H2O

现取一定量该粉末（未精确测定质量）样品，用下图所列仪器（夹持、加热等仪器均略）先后进行两个实验：

（I）测定该粉末组成中结晶水的x值；

（II）用前一个实验结束后的残留固体与乙醇蒸气反应（该残留固体可使乙醇发生去氢氧化），并检验反应产物。

（已知乙醇的沸点为78℃）

（1）见图中已装配好一套装置，回答下列问题：

①该装置用于进行实验（选填Ⅰ或Ⅱ），需加热的仪器有（选填序号字母）；

②在试管D中所放试剂及可观察到的现象是，

反应的离子方程式为；

③为确保反应物有较高的利用率，且使装置中气流平稳，应对C部分进行的改进是；

（2）用图中其它仪器组装完成另一实验的装置，回答以下问题：

①这些仪器按气流从左到右方向的连接顺序是（填写序号字母）→→→H；其中H的作用是；

②组装试管F时，试管口应略向下倾斜，其原因是；

（3）若各装置中的反应都能进行完全，实验后测得A中固体质量减轻ag、E增重bg、G增重cg，则表示结晶水x值的计算式为（从a、b、c中选两个量求算，不必化简）。

4.某学生利用厨房中的用品进行小实验研究，现有：

鸡蛋壳、食醋、纯净水、食盐、干电池、石墨电极及导线，你认为他不能完成的家庭小实验有（）

A.除去鸡蛋白溶液中的少量食盐B.自制家用含次氯酸钠溶液的消毒剂

C.检验碘盐中是否加有碘酸钾D.除去热水瓶胆内的水垢

5.请设计简单的方案证明KMnO4溶液的颜色是由于MnO4-的存在而引起的？

6.根据下图回答问题：

（1）上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气。

；

（2）写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式：

；

（3）如果用图中的装置检验上述反应的全部产物，写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用：

A中加入的试剂是，作用是。

B中加入的试剂是，作用是。

C中加入的试剂是，作用是除尽气体。

D中加入的试剂是，作用是。

（4）实验时，C中应观察到的现象是。

7.三氯化铁是中学化学实验室中必不可少的重要试剂。

某同学利用废铁屑（含少量铜等不与盐酸反应的杂质）来制备FeCl3·6H2O，该同学设计的实验装置如图3所示，A中放有废铁屑，烧杯中盛有过量的稀硝酸，实验时打开a,关闭b，从分液漏斗内向A中滴加过量盐酸，此时溶液呈浅绿色，再打开b进行过滤，过滤结束后，取烧杯内溶液倒入蒸发皿加热，蒸发掉部分水并使多余HNO3分解，再降温结晶得FeCl3·6H2O晶体。

填写下列空白：

（1）从B导管收集产生的气体可采用的方法是。

（2）滴加盐酸时，发现反应速率较之盐酸与纯铁粉反应要快，其原因是。

（3）烧杯内放过量稀HNO３的原因是，离子方程式是。

（4）整个实验过程中，弹簧夹a都必须打开，除了为排出产生的气体外，另一个目的是。

（5）用降温结晶法制得FeCl3·6H2O，而不用直接蒸干的方法来制得晶体的理由是

。

8.下列各实验现象能用同一原理解释的是（　）　　

A.苯酚、乙烯都能使溴水褪色　　

B.稀硫酸中加入铜粉不反应，再加硝酸钠或硫酸铁后，铜粉溶解　　

C.葡萄糖和福尔马林与新制氢氧化铜悬浊液共热，都产生红色沉淀　　

D.将SO2通入氯化钡溶液至饱和，再加入足量硝酸或苛性钠溶液，都产生白色沉淀

9.某同学设计下列方法对A盐的水溶液进行鉴定。

由此得出的以下结论中，错误的是（　）

A.D溶液中可能存在Fe（SCN）2+　　　　B.C溶液中有Fe3+

C.B为AgBr浅黄色沉淀　　　　　D.A一定为无氧酸盐FeBr3

10.某混合气体可能含有CO、CO2、NH3、HCl、H2和水蒸气中的一种或几种，当依次通过澄清石灰水（无浑浊现象）、氢氧化钡溶液（有浑浊现象）、浓硫酸、灼热的氧化铜（变红）和无水CuSO4（变蓝），则可断定该混合气中一定有（　）

A.HCl、CO2、H2　　B.CO、H2、H2O　C.CO、H2、NH3　D.HCl、CO、H2O

11.有一瓶无色气体，可能含有H2S、CO2、HCl、HBr、SO2中的若干种，将其通入氯水中，得无色透明液，将此溶液分成两份，向其中一份加入盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀；向另一份中加入HNO3酸化的AgNO3溶液有白色沉淀产生，则下列结论正确的是（　）　　

A.肯定有CO2和SO2　　　　B.可能有HBr、CO2　　　

C.肯定没有HBr、H2S、HCl　　D.以上结论均不正确

12.某学生将混有铜粉的氯化铁晶体（FeCl3·6H2O）提纯，以得到纯净的氯化铁晶体，他拟订了下列实验步骤：

①把样品溶解。

②过滤除去Cu粉。

③蒸干滤液即得到氯化铁晶体。

（1）以上实验步骤是否可行？

其原因是什么？

（写出有关反应方程式）。

（2）拟订合理的实验方案。

【试题答案】

1.先在一个气球内充入与烧瓶等体积的Cl2或HCl气体。

打开止水夹K，从图中止水夹K处将气体缓缓送入烧瓶内，因为

方法2：

打开止水夹K，注入适量溴水，

2.

实验方法

实验过程中所发生

反应的化学方程式

实验所用仪器

（用编号表示）

实验需直接测定的有关物理量（用文字说明）

1

H2SO4+Zn=ZnSO4+H2↑

H2+CuO

Cu+H2O

①②③⑦

实验前样品和硬质玻璃管的总质量

实验后Cu及硬质玻璃管的总质量

2

H2SO4+CuO=CuSO4+H2O

①⑤⑧⑨

过滤后剩余固体的质量

3

2Cu+O2

2CuO

①④⑥⑦⑧

实验前坩埚与样品总质量（或坩埚质量）

实验后坩埚与CuO总质量

3.

（1）①ⅡABC②银氨溶液；试管内壁产生银镜

CH3CHO+2[Ag（NH3）2]++2OH—→CH3COO—+NH4++2Ag↓+3NH3+2H2O

③水浴加热，温度计控温78℃或略大于78℃

（2）①F、G、E防止空气中H2O和CO2进入E，引起测定误差

②防止加热时产生的水蒸气在试管口部分冷凝回流支试管底部，引起炸裂

（3）

或

4.C

5.方法一：

对照实验：

用KCl溶液和KMnO4溶液进行比较，得出结论。

方法二：

利用MnO4-的强氧化性。

向溶液中加入还原性的物质（Na2SO3、浓HCl、FeCl2、H2O2等），颜色消失，说明产生颜色的离子为MnO4-。

6.

（1）反应前点燃酒精灯，加热烧瓶一小会儿。

在瓶B、C、D中出现气泡，熄灭酒精灯，瓶B、C、D中导管液面上升，证明该装置不漏气。

（2）2H2SO4（浓）+C

CO2↑+2SO2↑+2H2O

（3）无水硫酸铜；检验H2O；品红溶液；检验SO2；足量酸性KMnO4溶液SO2；澄清石灰水；检验CO2

（4）导管有气泡冒出；溶液紫色逐渐变浅；瓶底有少量黑色固体生成。

7.

（1）用排水取气法或向下排空气取气法

（2）因废铁屑中含少量Cu等不与HCl反应的杂质，形成Fe－Cu原电池使反应速率加快

（3）稀HNO３有强氧化性，为保证使Fe2+全部氧化成Fe3+

3Fe2++4H＋+NO

====3Fe3++NO↑+2H2Ｏ

（4）与大气相通，使分液漏斗中的酸可滴入A中

（5）因为FeCl3是强酸弱碱盐水解：

FeCl3+3H2O

Fe（OH）3+3HCl，加热蒸干时使HCl挥发造成水解平衡右移，因此得不到FeCl3·6H2O

8.BC9.D10.A11.D

12.因为样品加水后，会发生以下反应：

2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2，过滤不能使Cu除尽，还含有FeCl2、CuCl2等杂质。

蒸干滤液时，FeCl3+3H2O

Fe（OH）3↓+3HCl↑，因此以上实验步骤不可行，不能得到纯氯化铁晶体。

实验方案：

①溶解；②加过量铁粉；③过滤除铁、铜；④向溶液中通入足量Cl2；⑤加入少量浓盐酸；⑥冷却热饱和溶液结晶。

【试题解析】

1.先使烧瓶内乙烯转化成液态物质，使瓶内气态物质分子数趋于零既可产生喷泉，且使水充满整个烧瓶。

2.考察多种实验方案的设计。

3.考察实验仪器的辨析。

4.蛋壳内膜作为半透膜，鸡蛋白溶液为胶体，通过渗析可除去其中的少量食盐；电解食盐水可自制家用含次氯酸钠溶液的消毒剂；检验碘盐中是否加有碘酸钾，缺少还原剂将IO3-还原；水垢为碳酸钙和氢氧化镁的混合物，用醋酸除去。

答案为C。

5.考察一题多解。

6.考察连续证明产物的实验装置的判断。

7.利用实验铁先和盐酸反应制得氯化亚铁和氢气，再将亚铁离子氧化成3价，同时注意得到氯化铁晶体的过程中防止其水解，注意结晶方法。

8.A中分别是氧化和加成；B中都是氧化性强弱的问题；C中都是弱氧化剂的反应；D中分别利用氧化和酸性氧化物与碱的反应原理。

9.A盐水溶液中的溶质不止有一种溶质。

10.连续两次通过碱溶液，说明有HCl和CO2，第一次将HCl吸收，第二次与CO2反应；通过浓硫酸吸水后，再通过氧化铜检验，可以确定氢气。

11.氯化钡检验的是硫酸根离子，而和氯气反应的是还原性气体，同时能产生硫酸根离子的应为SO2，而SO2和H2S不共存，所以没有H2S，而加硝酸银产生白色沉淀，说明没有HBr。