高中化学实验专题.docx
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高中化学实验专题
无机实验专题
1.为测定石中碳酸钙的纯度(设含杂质SiO2),某兴趣小组设计了如下几个方案:
方案Ⅰ 按下图连接好装置开始实验,通过测定装置E反应前后的质量,计算纯度。
(1)B中发生反应的离子方程式为;
(2)装置C中所装的试剂是,F的作用是;
(3)当样品充分反应完后,缓慢通入空气的目的是:
,A中所装的试剂是;
方案Ⅱ①称取碳酸钙样品mg
②将样品充分高温煅烧,冷却后称量,剩余固体质量为m1g
(4)该方案中高温煅烧应选用的仪器名称是;判断碳酸钙样品完
全分解的方法是;
“冷却”应如何操作,理由是;
(5)有同学认为方案Ⅱ高温煅烧的过程中会发生CaCO3+SiO2
CaSiO3+CO2↑,
会导致测定结果有误,你认为这位同学的观点正确吗?
(填“正确”
或“错误”);请说明自己的理由。
2.晶体硅是一种重要的非金属材料,制备纯硅的主要步骤如下:
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3:
Si+3HCl
SiHCl3+H2
③SiHCl3与过量H2在1000~1100℃反应制得纯硅
已知:
SiHCl3能与H2O剧烈反应,在空气中易自燃.
请回答下列问题:
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为;
(2)粗硅与HCl反应完全后,经冷凝得到的SiHCl3(沸点33.0℃)中含有少量
SiCl4(沸点57.6℃)和HCl(沸点-84.7℃),提纯SiHCl3采用的方法为
;
(3)用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下图所示(热源及夹持装置略去):
①装置B中的试剂是,装置C中的烧瓶需要加热,目的是;
②反应一段时间后,装置D中观察到的现象是;
装置D不能采用普通玻璃管的原因是,
装置D中发生反应的化学方程式为;
③为保证制备纯硅实验的成功,操作的关键是检查实验装置的气密性,控制好反应温度
以及。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质,将试样用稀盐酸溶解,取上层清液后需再加入的
试剂是。
(填写字母代号)
a.碘水b.氯水c.NaOH溶液d.KSCN溶液e.Na2SO3溶液
3.在下面的装置中,A是
Cl2发生装置,C、D为气体净化装置,C中装有饱和NaCl
溶液,D中装有浓H2SO4;E硬质玻璃管中装有细铁丝网;F为干燥的空广口瓶;
烧杯G为尾气吸收装置。
试回答:
(1)C、D两个装置的作用是:
C,D;
(2)F中的现象为,生成物是;
(3)写出在A、E、G中发生反应的化学方程式为:
A:
___________________________________________;
E:
___________________________________________;
G:
___________________________________________。
4.硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%(体积分数)时需经处理后才能排放。
某校
兴趣小组欲测定硫酸工业尾气中二氧化硫的含量,采用以下方案:
甲方案:
如下图所示,图中气体流量计B用于准确测量通过尾气的体积。
将尾气通入一
定体积已知浓度的碘水中测定SO2的含量。
当洗气瓶C中溶液蓝色消失时,立
即关闭活塞A。
(1)洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D,可以提高实验的准确度,其理由是
;
(2)洗气瓶C中的溶液可以用其他试剂替代,请你举出一种;
(3)洗气瓶C中溶液蓝色消失后,没有及时关闭活塞A,测得的SO2含量;
(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
乙方案:
实验步骤如下面流程图所示:
(4)写出步骤②中反应的化学方程式____________________________________;
(5)步骤③中洗涤沉淀的方法是________________________________________;
(6)通过的尾气体积为VL(已换算成标准状况)时,该尾气中二氧化硫的含量
(体积分数)为(用含有V、m的代数式表示);
丙方案:
将乙方案中步骤①省略,直接将尾气通入过量Ba(OH)2溶液中,其余步骤与
乙方案相同。
(7)你认为丙方案是否合理,说明理由:
。
5.某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况,用如图所示装置进行有关实验:
(1)B是用来收集实验中产生的气体的装置,但未将导管画全,请补充完整。
(2)实验中他们取6.4g铜片和12mL18mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中加热,直到
反应完毕,最后发现烧瓶中还有铜片剩余,该小组学生根据所学的化学知识
认为还有一定量的硫酸剩余。
①请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式;
②为什么有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解?
你认为原因是
;
③下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是()
A.铁粉B.BaCl2溶液C.银粉D.Na2CO3溶液
(3)装置C中试管D盛装的是品红溶液,当B中气体收集满后,有可能观察到的现
象是,待反应结束后,向C中烧
杯加入沸水,D中观察到的现象是;
(4)实验装置C有可能造成环境污染,试用最简单的方法加以解决(实验用品自选)
。
6.某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况,设计了下图所示装置进
行有关实验:
(1)先关闭活塞a,将6.4g铜片和12mL18mol/L的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热至反应
完成,发现烧瓶中还有铜片剩余。
再打开活塞a,将气球中的氧气缓缓挤入圆底烧
瓶,最后铜片完全消失。
①写出上述过程中烧瓶发生反应的化学方程式:
打开活塞a之前;
打开活塞a之后;
②B是用来收集实验中产生的气体的装置,但集气瓶的导管未画全,请直接在图上
把导管补充完整;
(2)实际上,在打开活塞a之前硫酸仍有剩余。
为定量测定余酸的物质的量,进行了如
下设计:
先测定铜与浓硫酸反应产生SO2的量,再通过计算确定余酸的物质的量。
测定SO2的方法是将装置A产生的气体缓缓通过装置D,从而测出装置A产生气体
的体积(已折算成标准状况)。
你认为该设计的实验方案中D装置中试剂为
__________________(填化学式)。
7.一定量的浓硫酸与足量Zn充分反应时,有SO2和H2生成.某校化学研究性学习小组对
此进行研究。
按图组装好实验装置,微热试管A,观察到C、D、E中均有气泡产生;随
后气泡量减少,品红溶液褪色,D中先出现浑浊后浑浊消失;反应较长时间后,C、D、
E中的气泡量又会明显增加。
试回答:
(1)装置A中需用浓H2SO4,用两种简单的方法确定一瓶H2SO4一定是浓H2SO4:
,;
(2)①从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中,并进行正确连接,a接、
接b,c接、接d;
②D、E两支试管中CCl4溶液的作用是;
(3)能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为;
反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是。
(4)D中浑浊消失的离子方程式为。
8.某课外活动小组的同学,在实验室做锌与浓硫酸反应的实验中,甲同学认为产生的气
体是二氧化硫,而乙同学认为除二氧化硫气体外,还可能产生氢气。
为了验证甲、乙
两位同学的判断是否正确,丙同学设计了如图所示实验装置(锌与浓硫酸共热时产生
的气体为X,且该装置略去),试回答下列问题:
(1)上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为;
(2)乙同学认为还可能产生氢气的理由是;
(3)丙同学在安装好装置后,必不可少的一步操作是;
(4)A中加入的试剂可能是,作用是;
B中加入的试剂可能是,作用是;
E中加入的试剂可能是,作用是;
(5)可以证明气体X中含有氢气的实验现象是:
C中,
D中。
如果去掉装置B,还能否根据D中的现象
判断气体X中有氢气?
(填“能”或“不能”),原因是
。
9.为了验证木炭可被浓H2SO4氧化成CO2,选用如图所示仪器组装成实验装置:
(1)如按气流由左向右流向,连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母):
接,接,接;
(2)仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO2:
乙中,
丙中;
(3)丁中酸性KMnO4溶液的作用是;
(4)写出甲中反应的化学方程式。
10.实验室用NH3还原CuO的方法测定Cu的近似相对原子质量,反应方程式为:
2NH3+3CuO
N2+3Cu+3H2O,
试回答:
(1)如果实验选用测量反应物CuO和生成物H2O的质量[m(CuO)和m(H2O)]的方法时,
请用图1-9所示的仪器设计一个简单的实验方案。
1仪器连接的顺序(用字母表示,仪器可重复使用)为;
d中浓H2SO4的作用是;
实验完毕时观察到a中的现象为;
②计算Cu的相对原子质量的表达式为;
③下列情况使测定结果偏大的是;
A.CuO未全部还原成CuB.CuO受潮C.CuO中混有Cu
(2)如仍采用图1-9的装置,其他实验方案可选用测定的物理量有。
A.m(Cu)和m(CuO)B.m(N2)和m(H2O)C.m(Cu)和M(H2O)
11.喷泉是一种常见的自然现象,其产
生的原因是存在压强差。
(1)实验室制取氨气的化学方程式;
①用图1装置进行喷泉实验,上部烧瓶已充满干燥氨气,引发水
上喷的操作
是,该实验的原理是
;
②如果只提供如图2的装置,请说明引发喷泉的方法;
(2)利用图3装置,在锥形瓶中,分别加入足量的下列物质,反应后可能产生喷
泉的是()
A.Cu与稀盐酸B.NaHCO3溶液与NaOH溶液
C.CaCO3与稀H2SO4D.NH4HCO3与稀盐酸
(3)在图4锥形瓶中加入酒精
,瓶外放一水槽,水槽中加入冷水后,再加入足量
的下列物质,结果也产生了喷泉。
水槽中加入的物质可以是()
A.浓硫酸B.食盐C.硝酸钾D.硫酸铜
(4)从产生喷泉的原理分析,图1、2是________上部烧瓶的压强。
图3是________
下部锥形瓶气体的压强(均填“增大”或“减小”)。
人造喷泉及火山爆发的原理与上述
装置图________原理相似。
12.利用如图所示的装置,可以验证NH3和HCl的有关性质。
实验前a、b、c活塞均关闭。
(1)若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅰ中
不产生“喷泉”现象,其操作方法是
;
(2)若先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管,在烧
瓶中可观察到的现象是
;
(3)通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关,在烧
瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象,烧瓶Ⅱ中不产生
“喷泉”现象,其操作方法是。
13.某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。
其中A、F分别为氨气和氯气的发
生装置,C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。
请回答下列问题:
(1)装置F中发生反应的离子方程式为;
(2)装置A的烧瓶中可装试剂;
(3)B装置的名称是,E装置的作用;
(4)通入C装置的两根导管左边较长、右边较短,目的是;
(5)装置C出现浓厚的白烟并在容器壁凝结,另一生成物是空气的主要成分之一。
请写出反应的化学方程式;
当有amol氯气参加反应时,转移的电子总数为b个,则阿伏加德罗常数为
(用含a、b的代数式表示);
(6)从装置C的G处逸出的尾气中可能含有黄绿色的有毒气体,如何处理?
。
14.某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的是NO气体,设计了如下实验。
实验装置如图所示:
(1)设计装置A的目的是;
为达此目的应进行的操作是;
A中反应的化学方程式是;
(2)在
(1)中的操作后将装置B中铜丝插入稀硝酸,并微热之,观察到装置B中的
现象是;B中
反应的离子方程式是;
(3)装置E和F的作用是;
为实现此目的,操作方法是;
(4)D装置的作用是。
参考答案
1.答案:
(1)CaCO3+2H+===Ca2++H2O+CO2↑
(2)饱和NaHCO3溶液
防止空气中的H2O和CO2进入E中影响测定结果
(3)将装置中的残留的CO2全部赶进E中被完全吸收
NaOH溶液
(4)坩埚
样品连续两次高温煅烧,冷却称量质量相差0.1g以
在干燥器中冷却
防止CaO冷却的时候吸收空气中的水和CO2
(5)错误
无论是否发生该反应,生成的CO2的量一定,
由C守衡计算出CaCO3的质量一定
2.答案:
(1)SiO2+2C
Si+2CO↑
(2)分馏(或蒸馏)
(3)①浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl3汽化
②有固体物质生成 在此反应温度下,普通玻璃会软化
SiHCl3+H2
Si+3HCl
③排尽装置中的空气
④b、d
3.答案:
(1)除去Cl2中的HCl等杂质 干燥氯气
(2)充满棕黄色的烟 FeCl3
(3)MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
3Cl2+2Fe
2FeCl3
Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
4.答案:
(1)增大气体与溶液的接触面积,有利于SO2与碘水充分反应
(2)酸性高锰酸钾溶液(或其他合理答案)
(3)偏低
(4)H2SO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2H2O
(5)向漏斗里注入蒸馏水,使水没过沉淀物,待水流尽后,重复操作2~3次
(6)
或
%
5.答案:
(1)
(作图时注意长进短出)
(2)①Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
②随着H2SO4的消耗,浓H2SO4的浓度不断变小,稀H2SO4与Cu不反应
③AD
(3)红色褪去 红色恢复
(4)用浸有NaOH溶液的棉团塞在试管口
6.答案:
(1)①Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
2Cu+2H2SO4+O2===2CuSO4+2H2O
②B装置中导管长进短出
(2)饱和NaHSO3
7.答案:
(1)①用火柴梗蘸取少量H2SO4,火柴梗若立即变黑,证明是浓H2SO4;
②用滴管吸取少量H2SO4,滴加在盛少量水的试管中,若试管发热,
则证明是浓H2SO4
(2)①3或4 4或3 1 2
②防倒吸
(3)C中品红溶液褪色
浓H2SO4变成稀H2SO4,与Zn反应放出H2
(4)SO2+H2O+CaSO3===Ca2++2HSO3-
8.答案:
(1)Zn+2H2SO4(浓)
ZnSO4+SO2↑+2H2O
(2)反应时,浓H2SO4浓度逐渐变稀,Zn与稀H2SO4反应可产生H2
(3)检查装置的气密性
(4)品红溶液检验SO2浓H2SO4吸收水蒸气碱石灰
防止空气中水蒸气进入D中
(5)黑色(CuO)变成红色(Cu)白色粉末变成蓝色
不能因为混合气体中含H2O,会干扰H2的检验
9.答案:
(1)A F E C D B
(2)乙中出现白色沉淀 丙中品红溶液未褪色
(3)吸收SO2
(4)C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O
10.答案:
(1)①b、c、a、c、d;吸收未反应的NH3,
防止空气中的水进入C;固体由黑变红
②
③AC
(2)BC
11.答案:
(1)2NH4Cl+Ca(OH)2
CaCl2+2NH3↑+2H2O
①打开止水夹,挤压胶头滴管
NH3溶于少量水中,使圆底烧瓶压强减小,烧杯水喷入圆底烧瓶
②打开止水夹,用热毛巾捂住圆底烧瓶至有气泡从水中冒出,移去热毛巾
(2)D
(3)A
(4)减小 增大 3
12.答案:
(1)先打开a、b活塞,再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管,再打开a、b活塞)
(2)Ⅱ中导管口处产生白烟
(3)先打开a、c活塞,再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管,再打开a、c活塞)。
片刻后,关闭a活塞,然后打开b活塞
13.答案:
(1)MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)生石灰或固体氢氧化钠
(3)干燥管除去氯气中的氯化氢
(4)使密度大的氯气与密度小的氨气较快地均匀混合
(5)3Cl2+8NH3===N2+6NH4Clb/2amol-1
(6)在G连接导管直接通入盛有烧碱的烧杯中
13.答案:
(1)利用生成的CO2将整套装置的空气赶尽,以排
除对Cu与稀HNO3反应生
成的气体产物观察的干扰
打开K,当装置C中产生白色沉淀时,关闭K
CaCO3+2HNO3===Ca(NO3)2+CO2↑+H2O
(2)铜丝上产生气泡,稀硝酸液面上气体仍为无色,溶液变为蓝色
3Cu+8H++2NO3-===3Cu2++2NO↑+4H2O
(3)验证无色气体为NO 将注射器F中的空气推入E中
(4)吸收NO2、CO2等尾气,防止污染大气