完整版高中化学实验汇总推荐文档.docx
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完整版高中化学实验汇总推荐文档
1．（共9分）资料显示：
镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。
某同学设计了如下实验方案并验证产物、探究反应原理。
（1）提出假设
实验I：
用砂纸擦去镁条表面氧化膜，将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中，迅速反应，产生大量气泡和白色不溶物，溶液由浅红变红。
该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测：
猜测1：
白色不溶物可能为。
猜测2：
白色不溶物可能为MgCO3。
猜测3：
白色不溶物可能是碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg（OH）2]。
（2）设计定性实验确定产物并验证猜测：
实验序号
实验
实验现象
结论
实验Ⅱ
将实验I中收集到的气体点燃
能安静燃烧、产生淡蓝
色火焰
气体成分为①
实验Ⅲ
取实验I中的白色不溶物，洗涤，加入足量
②
③
白色不溶物可能含有
MgCO3
实验Ⅳ
取实验I中的澄清液，向其中加入少量
CaCl2稀溶液
产生白色沉淀
溶液中存在④
离子
（3）为进一步确定实验I的产物，设计定量实验方案，如图所示：
称取实验Ⅰ中所得干燥、纯净的白色不溶物22.6g，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。
实验前后装置A增重1.8g，装置B增重8.8g，试确定白色不溶物的化学式。
（4）请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg和NaHCO3溶液反应产生大量气泡的原因。
2．（共14分）一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co2O3·CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中。
从废料中回收氧化钴（CoO）的工艺流程如下：
Ⅱ
5～90℃
加浸出剂
②加NaF
Ⅳ沉淀
30%Na2CO3CoCO3
调pH=8～8.5
Ⅴ
600℃煅烧
（1）过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为
。
（2）过程II中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴。
则浸出钴的化学反应方程式为（产物中只有一种酸根）。
在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因
。
（3）过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al（OH）3，碳酸钠溶液在产生Al（OH）3时起重要作用，请写出该反应的离子方程式。
（4）碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同，请写出在过程IV中起的作用是
。
（5）在Na2CO3溶液中存在多种粒子，下列各粒子浓度关系正确的是（填序号）。
Ac（Na+）=2c（CO32-）
Bc（Na+）>c（CO32-）>c（HCO3-）
Cc（OH-）>c（HCO3-）>c（H+）
Dc（OH-）-c（H+）==c（HCO3-）+2c（H2CO3）
（6）CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液。
CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。
下图是粉红色的CoCl2·6H2O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，A物质的化学式是
。
3．（14分）
乙二酸俗称草酸，在工业中有重要作用，可用来除锈，具有还原性和不稳定性，加热会分解生成三种氧化物。
两个学习小组用下图装置探究乙二酸（HOOC-COOH）受热分解的部分产物。
冷凝管水澄清石灰水
浓NaOH
溶液
（足量）
1.1%KMnO4
酸性溶液
乙二酸
Na2O2
澄清石灰水
（1）甲组：
①按接口顺序：
a—b—c—d—e—f—g—h连接装置进行实验。
B中溶液变浑浊，证明分解产物中有；装置C的作用是；E中溶液变浑浊，D中的现象是，证明分解产物中有
；
②乙二酸受热分解的化学方程式为
。
（2）乙组：
①将接口a与j连接进行实验，观察到F中生成的气体可使带火星的木条复燃，则F
中最主要反应的化学方程式为
；
②从A～F中选用装置进行实验，证明甲组通入D的气体能否与Na2O2反应。
最简单的装置接口连接顺序是；实验后用F中的固体进行验证的方法是（可另选试剂）；
（3）硫酸酸化的KMnO4溶液能与Na2C2O4反应生成Mn2+。
该反应的离子方程式是：
。
4．（12分）某化学小组在学习元素周期律后，对教材中Fe2+氧化为Fe3+的实验进一步思考，并提出问题：
Cl2能将Fe2+氧化为Fe3+，那么Br2和I2能否将Fe2+氧化为Fe3+？
环节一：
理论推测
部分同学认为Br2和I2都可能将Fe2+氧化为Fe3+，他们思考的依据是。
部分同学认为Br2和I2都不能将Fe2+氧化为Fe3+，还有同学认为Br2能将Fe2+氧化为Fe3+而I2不能。
他们思考的依据是从上到下卤素单质氧化性减弱。
环节二：
设计实验进行验证
在大试管中加适量铁粉，加入10mL稀盐酸，振荡试管，充分反应后，铁粉有剩余，
取上层清液进行下列实验。
实验1：
试管
操作
现象
①
先向试管中加入2mLFeCl2溶液，再滴加少量红棕色的溴水，振荡试管
溶液为黄色
②
先向试管中加入2mLFeCl2溶液，再滴加少量棕黄色的碘水，
振荡试管
溶液为黄色
环节三：
实验现象的分析与解释
（1）同学甲认为①中现象说明溴水能将Fe2+氧化，离子方程式为。
同学乙认为应该补充实验，才能得出同学甲的结论。
请你帮助同学乙完成实验：
实验2：
操作
应该观察到的现象
（2）该小组同学对②中溶液呈黄色的原因展开了讨论：
可能1：
碘水与FeCl2溶液不反应，黄色是碘水稀释后的颜色。
可能2：
。
实验3：
进行实验以确定可能的原因。
操作
现象
向试管②所得溶液中继续加入0.5mLCCl4，充分振荡，静置一段时间后。
取出上层溶液，滴加KSCN溶液
静置后，上层溶液几乎无色，下层溶液为紫色；上层溶液滴加KSCN
溶液后，出现浅红色
同学丙认为该实验现象可以说明是“可能2”成立，同学丁认为不严谨，于是设计了实验4：
实验4：
你认为实验4设计的主要目的是。
同学丁根据实验4现象得出结论：
在本次实验条件下，碘水与FeCl2溶液反应的程度很小。
（3）Cl2、Br2、I2氧化Fe2+的能力逐渐减弱，用原子结构解释原因：
。
5．（12分）某化学小组在实验室模拟用软锰矿（主要成分MnO2，杂质为铁及铜的化合物等）制备高纯碳酸锰，过程如下（部分操作和条件略）：
①缓慢向烧瓶中（见右图）通入过量混合气进行“浸锰”操作，主要反应原理为：
SO2+H2O=H2SO3
MnO2+H2SO3=MnSO4+H2O
（铁浸出后，过量的SO2会将Fe3+还原为Fe2+）
②向“浸锰”结束后的烧瓶中加入一定量纯MnO2粉末。
③再用Na2CO3溶液调节pH为3.5左右，过滤。
④调节滤液pH为6.5～7.2，加入NH4HCO3，有浅红色的沉淀生成，过滤、洗涤、干燥，得到高纯碳酸锰。
回答：
（）“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6的生成，温度对“浸锰”反应的影响如下图，为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是。
（）查阅表1，③中调pH为3.5时沉淀的主要成分是。
②中加入一定量纯MnO2
粉末的主要作用是，相应反应的离子方程式为。
表1：
生成相应氢氧化物的pH
物质
Fe（OH）3
Fe（OH）2
Mn（OH）2
Cu（OH）2
开始沉淀pH
2.7
7.6
8.3
4.7
完全沉淀pH
3.7
9.6
9.8
6.7
（）③中所得的滤液中含有Cu2+，可添加过量的难溶电解质MnS除去Cu2+，经过滤，得到纯净的MnSO4。
用平衡移动原理解释加入MnS的作用。
（）④中加入NH4HCO3后发生反应的离子方程式是。
（）检验④中沉淀是否洗涤干净的方法是。
6．（12分）某校化学兴趣小组在探究铁与浓硫酸的反应时，将教材中铜与浓硫酸反应的实验装置（图Ⅰ）改为下图Ⅱ所示的装置。
请回答下列问题：
（1）写出图Ⅰ中虚框处发生反应的化学方程式。
（2）图Ⅱ实验装置与图Ⅰ相比较，其优点是：
①能更好地吸收有毒气体SO2，防止其污染环境；②。
（3）下列对导管a的作用分析中正确的是（填字母）。
A．加热反应过程中，可上下移动导管a，起搅拌作用B．停止加热，试管内的压强减小，从导管a进入的空气可增大试管A内的压强，防止倒
吸
C．停止反应，撤装置之前往导管a中通入空气，可排除装置内的SO2气体，防止其污染环境
（4）反应一段时间后，将试管A取下，然后将试管A中溶液倒入另一盛有适量水的试管D
中。
该小组同学为确定溶液中所存在的金属离子，进行下列探究过程。
①提出假设：
假设Ⅰ：
只含有Fe3＋。
假设Ⅱ：
。
假设Ⅲ：
。
②实验设计：
分别取少量试管D中溶液，选用提供的试剂，设计简单的实验检验溶液中所存在的金属离子。
请填写下表空白（可以不填满，也可以增加）。
提供的试剂：
稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液。
步骤
所选试剂
现象及结论
1
2
3
7．（12分）SO2是造成空气污染及酸雨的有害气体，研究SO2的性质可使其变废为宝。
（1）某小组设计了如下所示的实验装置（图中夹持和加热装置略去）。
①若关闭K，通入SO2，装置A中发生的现象是；当装置B中溶液颜色逐渐退去时，其内发生反应的离子方程式为，此时装置C、D、E、F、G中均没有明显反应现象发生。
②若对装置E加热并通入SO2，同时打开K通入O2，装置F中产生白色浑浊，证明装置E中发生的反应（化学方程式表示）：
；装置G的作用是。
③反应结束后，若向试管C溶液中，加入足量下列溶液也可产生白色沉淀的是
。
A．氨水B．稀盐酸C．硝酸钾溶液
（2）根据原电池原理，设计了右图所示装置，电极为含某催化剂、多孔吸附性的惰性材料，在用SO2发电的同时实现了硫酸制备。
通入SO2的一极发生的反应：
；
电池发生的总反应：
。
8．（10分）为测定乙炔的相对分子质量，某小组利用下图所示装置进行试验（夹持仪器已略去，气密性已检验）。
（1）小组查阅资料得出：
乙炔能与硫酸酸化的KMnO4反应生成Mn2+和CO2，该反应的化学方程式是。
（2）在装置A中使用饱和食盐水而不直接滴加水的原因。
（3）B中的CuSO4溶液用于除去乙炔中混有的H2S、PH3、AsH3等气体，CuSO4溶液除H2S气体的反应类型是（基本反应）。
（4）实验前D中含有xmolKMnO4的酸性溶液，实验时向D中通入一定量的乙炔直至KMnO4酸性溶液恰好完全褪色，实验完毕后装置D及E的总质量共增重yg，通过计算求出所测乙炔的相对分子质量（用含字母x、y的代数式表示）：
（不写计算过程）。
（5）若该小组的实验原理及所有操作都正确，下列因素中，对所测乙炔相对分子质量的值不会产生影响的是。
A.将装置A中产生的混合气体直接通入D中的KMnO4酸性溶液
B.将E装置（盛有碱石灰的干燥管）换成盛有浓硫酸的洗气瓶
C.通入过量纯净的乙炔气体于KMnO4酸性溶液时，有部分乙炔未被氧化而逸出
（6）另一活动小组的同学认为上述实验装置仍存在不足，则改进的措施是
。
9.（12分）已知某纯碱样品中含有NaCl杂质，为测定样品中纯碱的质量分数，甲同学用右图装置及试剂进行实验
（夹持仪器略）。
（1）仪器A、B的名称分别是、。
（2）甲同学按实验正常操作的主要步骤如下：
①；
②将ag试样放入仪器B中，加适量蒸馏水溶解，得到样品溶液；
③称量盛有碱石灰的干燥管的质量为bg；
④从仪器A中滴入浓盐酸，直到不再产生气体时为止；
⑤再次称量盛有碱石灰的干燥管的质量为cg；
（3）甲同学根据以上实验求得的样品中Na2CO3的质量分数是（用含a、b、c的式子表示）
（4）乙同学认为甲同学在实验装置设计和使用药品上都有缺陷，会导致测得的
Na2CO3的质量分数偏高，而丙同学则认为甲同学的实验装置会使测得的结果偏低，丙同学认为结果偏低的原因是：
。
（5）
若要解决乙、丙同学指出的甲同学实验中的问题，可对甲同学的实验装置和实验药品进行适当的改动，请按合理顺序选择仪器并完成下表：
（用大写字母代表仪器，仪器可重复使用，夹持仪器略）
9/17
ABCD
选用的仪器
添加的药品
（必要的操作）
10．（8分）某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
【实验原理】2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
【实验内容及记录】
实验编号
室温下，试管中所加试剂及其用量/mL
室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6mol/LH2C2O4溶液
H2O
0.2mol/LKMnO4溶液
3mol/L
稀硫酸
1
3.0
2.0
3.0
2.0
4.0
2
3.0
3.0
2.0
2.0
5.2
3
3.0
4.0
1.0
2.0
6.4
请回答：
（1）根据上表中的实验数据，可以得到的结论是
。
（2）利用实验1中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为：
υ（KMnO4）=。
（3）该小组同学根据经验绘制了n（Mn2+）随时间变化趋势的示意图，如图1所示。
但有同
学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n（Mn2+）随时间变化的趋势应如图2所示。
该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。
7
10/1
图1图2
①该小组同学提出的假设是。
②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。
实验编号
室温下，试管中所加试剂及其用量/mL
再向试管中加入少量固体
室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6mol/LH2C2O4溶液
H2O
0.2mol/LKMnO4溶液
3mol/L
稀硫酸
4
3.0
2.0
3.0
2.0
t
③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是
。
11．（14分）蛇纹石可用于生产氢氧化镁，简要工艺流程如下：
I.制取粗硫酸镁：
用酸液浸泡蛇纹石矿粉，过滤；并在常温常压下结晶，制得粗硫酸镁（其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等杂质离子）。
II.提纯粗硫酸镁：
将粗硫酸镁在酸性条件下溶解，加入适量的0.1mol/LH2O2溶液，
Fe3+
Al3+
Fe2+
Mg2+
开始沉淀时
1.5
3.3
6.5
9.4
沉淀完全时
3.7
5.2
9.7
12.4
再调节溶液pH至7～8，并分离提纯。
III．制取氢氧化镁：
向步骤II所得溶液中加入过量氨水。
已知：
金属离子氢氧化物沉淀所需pH
请回答：
（1）步骤II中，可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是（填字母序号）
。
A.MgOB.Na2CO3C.蒸馏水
（2）工业上，常通过测定使铁氰化钾（K3[Fe（CN）6]）溶液不变色所需H2O2溶液的量来确定粗硫酸镁中Fe2+的含量。
已知，测定123g粗硫酸镁样品所消耗的0.1
mol/L
H2O2溶液的体积如下表所示。
平行测定数据
平均值
实验编号
1
2
3
4
消耗H2O2溶液的体积/mL
0.32
0.30
0.30
0.32
0.31
mol。
①Fe2+与H2O2溶液反应的离子方程式为。
②根据该表数据，可计算出123g粗硫酸镁样品中含Fe2+
（3）
工业上常以Mg2+的转化率为考察指标，确定步骤III制备氢氧化镁工艺过程的适宜条件。
其
中，
反应温度与Mg2+转化率的关系如右图所示。
①步骤III中制备氢氧化镁反应的离子方程式
为
。
②根据图中所示50℃前温度与Mg2+转化率之间
的关系，可判断此反应是（填“吸热”或“放热”）反应。
③图中，温度升高至50℃以上Mg2+转化率下降的可能原因是
。
④Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常数。
已知：
Mg（OH）2（s）Mg2+（aq）+2OH-（aq）Ksp=c（Mg2+）·c2（OH-）=
5.6×10-
12
4.7×10-6
Ca（OH）2（s）Ca2+（aq）+2OH-（aq）Ｋsp=c（Ca2+）·c2（OH-）=
若用石灰乳替代氨水，（填“能”或“不能”）制得氢氧化镁，理由是
。
12．（14分）某化学实验兴趣小组在“探究氯水与溴化亚铁溶液反应”的实验中发现：
“在足量的溴化亚铁溶液中，加入1～2滴氯水，振荡后溶液呈黄色。
”
根据已有化学知识及资料，请你参与上述现象形成原因的分析与探究：
（1）提出问题猜想：
溶液呈黄色是因发生离子反应①（填离子方程式）所致。
溶液呈黄色是因发生离子反应②（填离子方程式）所致。
（2）设计实验并验证
为验证①与②中是哪个原因导致了溶液变黄色，设计并进行了以下实验。
请根据以
试剂
酚酞试液、CCl4、无水酒精、KSCN溶液
方案
操作步骤
实验现象
结论
1
取所述黄色溶液于试管中，滴加并振荡
溶液变红色
反应所致
2
取所述黄色溶液于试管中，滴加并振荡
（同上）
下所给试剂，进行合理选用，完成实验方案1和方案2：
（3）
实验结论：
以上实验不仅验证了溶液变黄的真实原因，同时证明了Fe2+的还原性比Br-（填“强”或“弱”）。
（4）实验反思
Ⅰ.根据上述实验推测，若在溴化亚铁溶液中滴入足量氯水，再加入CCl4并充分振
荡后静止，产生的现象是。
Ⅱ.在100mLFeBr2溶液中通入2.24LCl2（标准状况），溶液中有1/2的Br－被氧化成单质Br2，则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为。
1.（共9分）
（1）猜测1：
Mg（OH）2（1分）
（2）①氢气②稀盐酸（合理均可）③产生气泡，沉淀全部溶解④CO32-
（各1分）
（3）2MgCO3·Mg（OH）2或Mg（OH）2·2MgCO3或Mg3（OH）2（CO3）2
（4）
NaHCO3溶液中存在如下平衡：
HCO3-H++CO32-、H2OH++OH-；Mg
和H+反应生成H2和Mg2+，Mg2+跟OH-、CO32-生成难溶物Mg（OH）2·2MgCO3，则H+、OH-
、CO32-的浓度均降低，促使上述两平衡均向右移动。
故Mg和饱和NaHCO3溶液反应产生
大量气体
H2。
2．（共14
分）
（1）2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
（2）4Co2O3·CoO+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O
Co2O3·CoO可氧化盐酸产生Cl2，污染环境。
（合理即可）
3232
（3）2Al3++3CO2-+3HO=2Al（OH）↓+3CO↑
（4）调整pH，提供CO32-，使Co2+沉淀为CoC3O
（5）BCD（有错不得分，答对2个得1分，全对得2分）
（6）CoCl2•2H2O3．（14分）
（1）①CO2；除去CO2；溶液褪色或变浅，CO（各1分，共4分）
（2分）
（2）①2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2（2分）
②a-d-e-j；（2分）取少量F中的固体于试管中，加入适量稀硫酸，将生成的气体通入澄清石灰水中，若溶液变浑浊，则发生了反应，若不变浑浊，则未发生反应。
（2分）
42422
（3）2MnO-+5CO2-+16H+=2Mn2++10CO↑+8HO（或与草酸直接的反应）（2分）4．（12分）
环节一：
均为第七主族单质，氧化性均较强（2分）（表述合理给分）环节三：
（1）2Fe2+＋Br2=2Fe3+＋2Br-（2分）
操作
应该观察到的现象
取少量①的黄色溶液于试管中，滴加少量KSCN溶液，振荡，
（1分）
溶液变为红色
（1分）
（2）可能2：
碘水与FeCl2溶液发生反应，但FeCl3溶液也是黄色的，所以没有明显现象。
（2分）（表述合理给分）
亚铁离子与空气接触会被氧化，加入乙酸乙酯既可作为萃取剂又能起到液封的作用，减少空气对实验的影响。
（2分）（表述合理给分）
（3）同一主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，氧化性减弱。
（2分）（表述合理给分）
5．（12分）
（1）150℃（或150℃以上）（1分）
（2）Fe（OH）3（1分）
将Fe2+氧化为Fe3+，将过量的SO2氧化除去（2分）
MnO＋2Fe2+＋4H+=Mn2+＋2Fe3+＋2HO，MnO+SO=Mn2++SO2-（2分）
22224
（3）MnS（s）Mn2+（aq）+S2-（aq）
+
Cu2+（aq）
CuS（s）
生成的CuS比MnS更难溶，促进MnS不断溶解，平衡右移，使Cu2+除去。
（2分）
（4）
3322
Mn2＋＋2HCO－＝MnCO↓＋CO↑＋HO（2分）
（5）取少量最后一次洗涤后的滤液放入试管中，滴加酸化的BaCl2溶液，若无白色沉
淀产生，则沉淀洗涤干净；反之则未洗干净。
（2分）（其他答案合理，给分）
6.（共12
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