1、 中小学教育资源及组卷应用平台 21 世纪教育网()13 13 复杂化学装置的实验探究复杂化学装置的实验探究 一、单选题一、单选题 1(2020 南浔模拟)小浔利用如图中装置进行“硫燃烧”实验,探究硫分别在空气和氧气中燃烧的现象,下列说法错误的是()A实验开始时先点燃酒精灯,然后用气卿鼓入空气,再点燃酒精灯 B氢氧化钠和二氧化硫反应生成 Na2SO3和 H2O C该实验装置的优点之一是在同一装置中可以观察两个不同的实验现象 D实验中可以将氢氧化钠溶液换成氢氧化钾溶液 2(2020 上城模拟)关于以下四个科学教材中的实验,说法错误的是()A图甲可根据红色恰好消失判断反应刚好完成 B图乙根据反应前
2、后天平平衡可得出质量守恒定律 C图丙要趁热打开止水夹,否则会影响实验精确度 中小学教育资源及组卷应用平台 21 世纪教育网()D图丁集气瓶底部加少量水是防止瓶在实验中破裂 3(2021 南湖模拟)如图是实验室用 CO 还原 Fe2O3的实验装置。下列说法中,错误的是()A点燃酒精喷灯前,应先通 CO 气体,以排尽装置中的空气 B实验时,B 处能观察到的现象是红色的粉末变成黑色 C实验时,C 处能观察到的现象是试管中的溶液变浑浊 D若 C 装置中换成 NaOH 溶液,则排出的尾气就不会污染空气 4(2020 慈溪模拟)实验与探究是化学学习的重要方法。二氧化碳气体中可能混有一氧化碳气体,为了检验一
3、氧化碳气体的存在,用如下装置进行实验。下列说法错误的是()A装置 A 的作用是除去混合气体中的二氧化碳 B装置 B 中发生的化学反应类型为置换反应 C装置 B 中的氧化铜发生还原反应 D装置中尾气处理可以在尾气出口处放一点燃的酒精灯 5(2019 浙江模拟)如图为 CO 还原 CuO“微型”实验装置(夹持仪器等略),已知:HCOOH 热浓硫酸 H2O+CO,下列说法错误的是()A实验中所需 CO 可现制现用 中小学教育资源及组卷应用平台 21 世纪教育网()B此装置可节约用品,污染小,现象明显 C此装置内空间较小,空气易排空,实验危险系数小 D该实验中所涉及反应的基本类型有分解反应和置换反应
4、二、填空题二、填空题 6(2018 台州模拟)某课外小组利用 H2还原某金属氧化物(RO)粉末测定 R 的相对原子质量,下图是测定装置的示意图。A 中的试剂是盐酸。请回答下列该实验的部分问题:(1)接好装置后应首先检验装置气密性,其方法是 ;(2)“加热反应管E”和“从A瓶逐滴滴加液体”这两步操作应该先进行的是 。在这两步之间还应进行的操作是 。7(2017 浙江模拟)氮化铝(AlN)是一种新型无机材料,广泛应用于集成电路生产领域。某氮化铝中含有碳或氧化铝杂质,现用下图中的一些装置来进行检验,使氮化铝样品和 NaOH 溶液反应AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3,根据反应中所生成氨气
5、的体积来测定样品中的氮化铝的 质量分数(实验中导管体积忽略不计)。(1)实验有关操作为:a.往烧瓶中放入适量的AlN样品;b.从分液漏斗往烧瓶中加入过量的浓NaOH;c.检验装置的气密性;d.测定收集到水的体积。正确的操作顺序为 ;(2)本试验中检查装置气密性的方法是:;三、实验探究题三、实验探究题 8(2022 金华模拟)思维模型的建构既方便于问题的解决,又能促进深度学习。某科学研究小组同学,在研究了气体检验专题内容后,认为气体检验的关键是干扰气体的界定,判断标准是对后续实验是否会产生干扰。于是在老师的指导下对解决“气体检验”类问题建构了如下思维模型:直接检验除去干扰气体转化装置再检验尾气处
6、理【模型应用】某混合气体由 CO、CO2、SO2三种气体组成,某兴趣小组对此进行了相关实验:中小学教育资源及组卷应用平台 21 世纪教育网()【查阅资料】SO2能使品红溶液褪色;SO2易与高锰酸钾溶液反应而被吸收,并能使其褪色;SO2能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊;CO 和 CO2均不能使品红溶液褪色,也不与高锰酸钾溶液反应。【实验研究】为验证这三种气体,同学们设计并进行如下实验:【事实与结论】通过实验验证了以上三种气体都存在。(1)上图实验方案中,装置 A 归属于上述思维模型中的 环节;(2)能证明气体中含有 CO 的现象是 ;(3)【反思与评价】若装置按图中的顺序连接,从环境保护的角度
7、来看还缺少 ;(4)有同学提出上述装置中省略 D 装置且把 C 装置接于 E 装置后也能达到检验 CO2实验目的,你认为该同学的设计有无道理并说明理由:。9(2022 杭州模拟)小金为测定某生锈的生铁片中铁元素的质量分数,设计并完成了如下实验:编号及装置 实验步骤 实验现象 天平 称量生锈的生铁片的质量 生锈的生铁片的质量为 mg 装置甲 先通入一段时间 CO,然后加热;完全反应后,停止加热;继续通 CO 至室温 生锈的生铁片变成光亮的银白色 装置乙 将中生成的光亮的银白色铁片放入稀盐酸中,完全反应 试管中_;测得室温下产生氢气的体积为 VL (1)装置甲存在缺陷,其改进方法是 。(2)装置乙
8、试管中观察到的实验现象是 。(3)若室温下氢气的密度为 g/L,生锈的生铁片中铁元素的质量分数是 (用字母 中小学教育资源及组卷应用平台 21 世纪教育网()表示)。(4)有人认为:“中所得光亮的银白色铁片的质量,即为此生锈的生铁片中铁元素的质量,没有必要进行的操作”。判断此观点是否正确,并说明理由 。10(2021 丽水模拟)获悉某处矿井中瓦斯报警器发出警报后,学校兴趣小组请求该矿井安全监测人员 提供了少量气体样品进行成分探究。兴趣小组经资料查询,通常瓦斯气体中可能含有 CO、CO2、CH4等气体。为确定该气体是否含有这三种气体中的一种或几种,兴趣小组的同学将安全处理后的混合气体,按下图装置
9、进行了实验:(已知:CH4+4CuO 4Cu+CO2+2H2O)(1)装置 B 的作用是 ;(2)装置 C 中黑色的 CuO 变红,同学甲认为,只从装置 C 的现象判断,不能说明该气体中一定含有 CH4,因为还可能发生的化学反应是(写出化学方程式);(3)装置 D 中浓硫酸因吸收水分而增重,同学乙认为,以上实验装置需要在 (填字母序号)间再增加一个装置 D,重新进行实验,才能证明含有 CH4;(4)小组通过改进后的装置再次进行了实验探究,装置 A 和 E 中澄清石灰变浑浊,装置 B 中无明显现象,装置 C 中黑色粉末变成红色,装置 D 的质量增加了,根据观察装置 A、B、C、D、E 的现象,(
10、填“能“或“不能确定该气体样品中含有的物质。11(2021 金华模拟)某化学小组查阅资料知道,氢氧化铜在加热条件下能够发生分解反应,其化学方程式为:Cu(OH)2_ CuO+H2O,草酸(H2C2O4)在浓 H2SO4作用下分解,化学方程式为:H2C2O4浓硫酸_ CO2+CO+H2O。该小组同学为了测定氢氧化铜样品中氢氧化铜的含量(杂质不参加反应),按照如图装置进行实验。已知:氢氧化铜样品的质量为 m1g,E 中药品足量,F 中集气瓶足够大,完全反应后测得 C 中剩余固体质量为 m2g,E 中质量增加 m3g。中小学教育资源及组卷应用平台 21 世纪教育网()(1)A 中浓硫酸的作用 。(2
11、)实验过程中先通一会儿气体再点燃酒精灯,通气体的作用是 。(3)实验过程中观察到 C 中固体先由蓝色变成黑色,还能观察到 C 中的现象是 。(4)利用该实验装置能说明草酸分解的产物中有 CO2的证据是 。12(2021 金华模拟)半水煤气是工业合成氨的原料气,其主要成分是 H2、CO、CO2、N2和水蒸气。某科学兴趣小组为检验半水煤气的某些成分,设计的实验方案如图所示。查阅资料可知碱石灰是 CaO 和 NaOH 的混合物。回答下列问题:(1)A 瓶中产生白色沉淀,其反应的化学方程式是 。(2)D 装置中“冰水”的作用是 。(3)实验结果证明有 H2、CO、CO2存在,根据实验装置回答,证明 C
12、O 存在,只需观察到的现象是 。(4)为了测定半水煤气中 H2、CO 质量的实验方案如下:若步骤中浓硫酸质量增加 a 克,步骤的 KOH 溶液质量增加 b 克,则半水煤气中 H2与 CO 的质量比为 (用含字母 a、b 的代数式表示)。13(2021 婺城模拟)经查阅资料可知:草酸晶体(H2C2O4 2H2O)熔点较低,受热时会迅速熔化并发生分解,其反应的化学方程式为:H2C2O4 2H2O CO+CO2+3H2O。为验证草酸的分解产物并利用其产物来测定样品中氧化铜的质量分数,某校科学兴趣小组的同学设计了如下图所示实验装置,假设氧化铜样品中的杂质不参加反应。中小学教育资源及组卷应用平台 21
13、世纪教育网()(1)上图装置 C 中浓硫酸的作用是利用了它的 ;(2)利用该实验装置可以检验出草酸分解产物的两种气体是 ;(3)若耍检验草酸分解产物中的第三种成分,可以对上述实验装路进行怎样的改进?。(4)利用该实验装置测定样品中氧化铜的质量分数:先称量氧化铜样品的质量,再分别称量 E 装置在反应前后的总质量,即可计算求得样品中氧化铜的质量分数。但按此方法测得的结果比实际测定结果要大,分析产生这种误差的原因可能是 。(至少写出两点)14(2020 南浔模拟)已知木炭还原氧化铜实验中发生的主要反应:C+2CuO 高温_ 2Cu+CO2。化学兴趣小组对该实验产物(假设反应物已完全反应)作如下探究:
14、(1)探究一:检验产物的成份【提出问题】实验产物是暗红色固体,很难观察到紫红色固体。暗红色固体是什么?【查阅资料】氧化亚铜(Cu2O)为红色固体;Cu2O+H2SO4CuSO4+Cu+H2O。【猜想与假设】暗红色固体除铜外还可能含有 Cu2O。【设计实验】取少量暗红色固体,加入稀硫酸,如果观察到现象:,说明猜想正确(2)探究二:测定产物中 Cu2O 的含量 原理:Cu2O+H2_ 2Cu+H2O,称取一定质量的固体样品,用如图装置进行实验(固定装置略去,碱石灰为氧化钙和氢氧化钠混合物),通过测定反应前后装置 d 的质量达到实验目的。a.装置 a 中用稀硫酸而不用稀盐酸,原因是 ;b.若不加装置
15、 e,实验结果会偏高,原因是 ;c.点燃酒精灯前涉及的部分操作如下,正确的顺序是 打开 K2,关闭 K1检查装置的气密性 关闭 K2,打开 K1,通氢气一段时间 15(2020 越城模拟)某有机物样品一定含 C、H 元素,可能含 O 元素,如图是用燃烧法来确定其组成的实验装置:在电炉加热时用纯净氧气氧化管内样品,并用氧化铜将有机物中的碳元素全部转化为二氧化碳,最后根据产物的质量确定有机物的组成。请回答下列问题:中小学教育资源及组卷应用平台 21 世纪教育网()(1)a 中盛放的试剂是 ;(2)F 装置的作用是 ;(3)若去掉 B 装置,对 元素的测量结果无影响;(4)准确称取 1.12g 样品
16、,经充分燃烧后,D 装置增重 1.44g,E 装置增重 3.52g,则该有机物样品中所含的元素为 。16(2020 湖州模拟)镁的金属活动性较强,既能与氧气反应生成氧化镁,也能与氮气反应生成氮化镁。实验小组的同学利用以下装置(部分固定装置已略去)制取氮化镁(Mg3N2),实验步骤如下:按图连接好实验装置,检查装置气密性。在硬玻璃管中装入一定质量的镁粉。打开活塞 K 井通入氮气一段时间。反应结束后,。点燃酒精灯加热,开始进行反应。拆除装置,取出产物并称量。(1)硬质玻璃管中生成氮化镁的化学方程式是 。(2)反应结束后,应进行的操作是 。(3)反应过程中末端导管必须始终插入试管 A 的水中,目的是
17、 。17(2020 宁波模拟)大理石中含少量硫化物,使制得的 CO2中混有 H2S 气体。欲获取纯净、干燥的CO2,需对发生装置中产生的气体进行除杂,实验装置如下:中小学教育资源及组卷应用平台 21 世纪教育网()查阅资料:I.H2S 能与 NaOH 等碱溶液、CuSO4溶液反应。.CO2中混有的 HC1 气体可用饱和 NaHCO3溶液吸收。(1)图 1 装置甲中所盛试剂应选用 (填字母)。A浓硫酸 BNaOH 溶液 C澄清石灰水 DCuSO4溶液(2)图 1 装置丙的作用是 。(3)为证明 CO2和 NaOH 能发生反应,小高重新设计了图 3 所示的方案。则图 3 方案中所加试剂 X应该是
18、。18(2019 杭州模拟)用含有二氧化碳和水蒸气杂质的某种还原性气体测定一种铁的氧化物(FexOy)的组成,实验装置如图所示:(1)过程中丁装置中没有明显的变化,而戊装置中出现了白色沉淀,则该还原性气体是 .(2)乙装置的作用是 。(3)上述实验中,如果没有甲装置,将使测定结果中铁元素与氧元素的质量比 。(填“偏大”“偏小”或“无影响”)19(2019 杭州模拟)化学小组用如图所示装置研究酸碱盐的质(夹持仪器已省略)。(1)关闭 K2,打开 K1和分液漏斗玻璃塞、活塞,向 B 装置中加入稀盐酸,使其浸没大理石后关闭分液漏斗活塞。B 中发生反应的化学方程式为 。(2)当 B 中的物质仍在反应时
19、,关闭 K1,打开 K2。一段时间后 C 中的现象为 ;充分反应后,C 中一定含有溶质 NaCl 的原因是 。(3)当实验结束后,将装置 A、B、C 上层清液全部倒入同一烧杯中,滴加无色酚酞溶液,发现酚酞溶液无色,请选用一种试剂确定溶质成分几种可能情况,写出所加试剂,预期现象和结 中小学教育资源及组卷应用平台 21 世纪教育网()论:。20(2019 杭州模拟)某氧化铜(CuO)粉末中混有少量氧化亚铜(Cu2O),现有一课外活动小组利用下图所示装置测定其中 Cu2O 的含量,请根据图示内容回答下列问题:(1)X 是常见还原性气体 CO、H2中的一种(可能混有少量水和二氧化碳),请根据组合装置判
20、断X 的化学式为 。(2)若缺少 B 装置,将直接导致反应后 装置内的物质的质量偏差。(3)E 装置的作用是 。(4)已知反应前混合物的总质量为 15.2g,完全反应后 U 型管内物质的质量增加了 2.7(损失忽略不计),则原混合物中 Cu2O 的质量为 。21(2019 浙江模拟)小黄用如图装置测定铜锌合金中锌的质量分数和锌的相对原子质量。主要实验步骤如下(必要的固定装置已略去)。连接装置并检查装置气密性;加入药品和水;记录 C 中液面刻度(C 为带有刻度的玻璃管);由 A 向 B 中滴加试剂至过量;待 B 中不再有气体产生并恢复至室温后,记录 C 中液面刻度,计算得到气体的体积为 V mL
21、(该气体密度为 g/L);将 B 中剩余固体过滤、洗涤、干燥并称重,称得剩余固体质量为 W g 根据题意完成下列问题。中小学教育资源及组卷应用平台 21 世纪教育网()(1)B 中发生反应的化学方程式为 (2)如何检验该装置的气密性 (3)小黄发现实验中由于缺少某一步骤导致数据缺乏而无法计算,该步骤是 22(2018 台州模拟)已知碳酸亚铁在隔绝空气的条件下,受热易分解生成氧化亚铁和二氧化碳;在空气中加热,则生成氧化铁和二氧化碳。某化学兴趣小组用如图所示的装置测定某样品中碳酸亚铁的含量(该装置气密性良好,B 中氢氧化钠溶液足量)实验过程中,先打开 K 通人一氧化碳再加热;装置 A 中固体质量不
22、再减少后,停止加热,待装置 A 冷却到室温后关闭 K,实验测得装置 A 中固体质量减少了 a 克,装置 B 中液体质量增加了 b 克。请回答下列问题:(1)写出装置 A 中发生的一个反应方程式:。(2)能判断生成的二氧化碳全部被装置B吸收的依据是:装置B的质量增加且 。(3)若生成的二氧化碳全部被装置 B 吸收,不考虑水的蒸发且该样品中所含杂质不参加反应,则 a (填“”“=”或“”“=”“”)39(2020 玉环模拟)某兴趣小组利用下列装置进行了“可燃物燃烧的条件”的探究实验。将所需仪器按照装置图连接起来 将 a 导管口的下端浸入水中,打开 K1和 K2,向上拉动任意一支注射器的活塞 将实验
23、所需药品加入对应的仪器;将装有适量白磷的具支试管放入冷水中;打开 K1,关闭 K2,往装置甲中加入适量的双氧水,氧气进入具支试管中;关闭 K1,打开 K2,往装置乙中加入适量的盐酸,二氧化碳进入具支试管中 将装有适量白磷的具支试管放入 80的热水中;,生成气体进入具支试管中;关闭 K1,打开 K2,往装置乙中加入适量的盐酸。(1)实验步骤的目的是 ;(2)在实验步骤中,具支试管中氧气已经排尽的实验现象是 ;中小学教育资源及组卷应用平台 21 世纪教育网()(3)步骤中“”处应进行的操作是 ,才能看到白磷燃烧起来的实验现象。结论:可燃物燃烧必须与氧气接触;温度达到其着火点。中小学教育资源及组卷应
24、用平台 21 世纪教育网()答案解析部分答案解析部分 1【答案】A2【答案】C3【答案】D4【答案】B5【答案】D 6【答案】(1)关闭分液漏斗上的活塞,将 G 弯管出口浸没在盛有水的烧杯中,温热烧瓶 B,观察 G管口,若有气泡逸出,停止加热后,导管液面高于烧杯中液面,一段时间内液面差保持不变,说明装置的气密性良好(2)先从 A 瓶逐滴滴加液体;检验 H2的纯度 7【答案】(1)cabd(2)关闭分液漏斗活塞,用手紧握烧瓶外壁,广口瓶中右侧导管水柱上升,松手后水柱回落,证明气密性好。8【答案】(1)直接检验 和 除去干扰气体(2)E 装置中黑色固体变红色(3)尾气处理(4)有道理,在用酒精灯加
25、热前是要先通入一段时间的检验气体,根据 B 中的品红溶液不变色和 C 中的氢氧化钡溶液是否变浑浊;检验出 CO2 9【答案】(1)在洗气瓶的右侧导管处安装一个尾气处理装置(2)铁片逐渐消失并有大量的气泡产生,溶液逐渐变成浅绿色(3)2800%(4)不正确,因为铁片中还含有其他的杂质 10【答案】(1)完全吸收二氧化碳(2)CO+CuO Cu+CO2(3)B、C(4)不能 11【答案】(1)催化作用(2)排尽玻璃管中的气体,防止加热时发生爆炸(3)C 玻璃管内壁有水珠生成,黑色固体变成红色(4)未点燃酒精灯,通气体时 D 中澄清石灰水变浑浊 12【答案】(1)CO2+Ca(OH)2=CaCO3+
26、H2O(2)验证气体通过灼热的氧化铜后是否有水生成(3)E 中的澄清石灰水变浑浊(4)1163 13【答案】(1)吸水性(2)CO、CO2(3)在 A、B 装置之间加一个装有无水硫酸铜晶体的 U 形管(4)B 装置吸收 CO2不充分、E 吸收了装置里空气中的 CO2(或者外界 CO2进入 E,写出两条合理答案即可)14【答案】(1)红色固体消失,溶液变成蓝色(2)挥发出的 HCl 气体被碱石灰吸收,d 中测量值偏大;空气中的 CO2 和水蒸气被碱石灰吸收,以至于 d 中的测量值偏大;15【答案】(1)H2O2(2)防止空气中的 CO2在 E 被吸收从而干扰实验(3)C(4)C、H 16【答案】
27、(1)3Mg+N2_ Mg3N2(2)熄灭酒精灯,继续通 N2,待反应管冷却至室温,停止通 N2,并关闭活塞 K(3)防止反应过程是空气进入反应管 17【答案】(1)D(2)除去水分(3)BaCl2 中小学教育资源及组卷应用平台 21 世纪教育网()18【答案】(1)CO(2)吸水,排除对氢气检验造成干扰(3)偏小 19【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2(2)先有气泡冒出,后产生白色沉淀;B 中的稀盐酸进入 C 中与碳酸钠反应生成了氯化钠(3)向混合后的混合液中加入碳酸钠,若无现象,说明了只有氯化钠;若产生了沉淀,说明了溶质有氯化钠和氯化钙;若先产生气泡后又产生了沉
28、淀,说明了溶质有氯化钠、氯化钙、稀盐酸 20【答案】(1)H2(2)D(3)防止空气中 H2O 进入 D 装置中(4)7.2g 21【答案】(1)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(2)提高 D 管,静止片刻后,C、D 液面仍存在高度差,则气密性良好(3)测量铜锌合金样品的质量 22【答案】(1)FeCO3高温_ FeO+CO2 或 FeO+CO 高温_ Fe+CO2(2)装置 C 澄清的石灰水不变浑浊(3)39【答案】(1)检查装置气密性(2)烧杯中紫色石蕊试液变红色(3)打开 K1,关闭 K2,往装置甲中加入适量双氧水 中小学教育资源及组卷应用平台 21 世纪教育网()中小学教育资源及组卷应用平台 21 世纪教育网()