高三化学实验专题.doc

实 验 专 题1、某化学兴趣小组的甲、乙、丙三位同学在学习Na2O2与CO2的反应时，就提出SO2与Na2O2反应的问题。同学们设计实验探究SO2与Na2O2的反应。(1)甲同学认为Na2O2和SO2的反应与Na2O2和CO2的反应类同，设计了下图实验装置，并将带火星的木条伸到导管口，预期现象与结果相反，如果甲同学的观点是正确的，请你分析实验失败的原因是_ (2)反应完毕后，综合大家的观点，认为硬质玻璃管中的固体成分有多种可能：可能：全部为Na2SO3；可能：为Na2SO3和Na2O2的混合物；可能：_可能：为Na2SO3和Na2SO4的混合物；可能：为Na2O2和Na2SO4的混合物；可能：为Na2O2、Na2SO3和Na2SO4的混合物。(3)乙同学认为，无论哪种观点正确，甲同学设计的装置都有一个明显的缺陷，即_(4)丙同学对可能持怀疑的态度。现有下列实验用品：几支试管、带胶塞的导管(单孔)、滴管、药匙、品红溶液、蒸馏水、Ba(NO3)2溶液、BaCl2溶液、稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸、请你帮助丙同学从中选出合适的用品对“可能”进行验证，完成下表(可以不填满)：实验步骤编号实验操作预期现象和结论待硬质玻璃管冷却到室温后，用药匙取少量白色固体于试管中。向的试管中加入_，塞紧带导管的胶塞，并将导管通入_。解析：(1)如果甲同学的观点正确，则SO2与Na2O2反应有O2放出，如SO2通入过快，O2中会带有过多的SO2，O2浓度低木条不会复燃。(2)根据它五种预测，第种预测会全部为Na2SO4。(3)流动气体与固体反应，气体很难反应完全，故应有对SO2尾气处理的装置。(4)验证Na2SO3和Na2SO4的混合物，根据其两者的性质进行检验，Na2SO3为弱酸盐，加入酸溶液为有SO2放出，Na2SO4溶液能与BaCl2生成白色沉淀，根据实验现象可得出结论。答案：(1)木条复燃，氧气需达到一定浓度才行；如果通入的SO2量太快，导出气体中氧气的含量太少，则不复燃。(2)全部为Na2SO4 (3)没有尾气处理装置(4)(方法有多种，合理均给分。但如果加入稀硝酸、或硝酸钡则可能将SO氧化为SO，这时检验就不准确了，则从此步骤起后面步骤均不给分。如试剂的用量不合理，要扣分，不重复扣分)实验步骤编号实验操作预期现象和结论过量的稀盐酸装少量品红溶液的试管若品红褪色则固体中含有Na2SO3，若品红不褪色则固体中不含有Na2SO3取充分反应后的溶液于试管中，滴入适量BaCl2溶液若有白色沉淀生成则固体中含有Na2SO4若没有白色沉淀生成则固体中不含有Na2SO42、现有NaHCO3和Na2CO3xH2O的混合物，为了测定x值，某同学采用如图所示的装置进行实验(CaCl2、碱石灰均足量)。(1)A装置的作用是_。(2)B装置的作用是_。(3)C装置的作用是_。(4)若在装置A的试管中装入NaHCO3和Na2CO3xH2O的混合物3.7 g，用酒精灯加热到反应完全，此时B管增重1.89 g，C管增重0.22 g，则x的值为_。(5)该装置还不是很完善，可能使测定结果偏小，应如何改进_为什么？_解析：(4)B管增重1.89 g是产生的水的质量，H2O来自于NaHCO3的分解和Na2CO3xH2O失水。C管增重0.22 g是产生的CO2的质量。由CO2的质量可求出NaHCO3的质量及其产生H2O的质量。2NaHCO3Na2CO3CO2H2O284 44 18084 g 0.22 g 0.09 g即Na2CO3xH2O的质量为3.7 g0.84 g2.86 g，Na2CO3xH2O含水：1.89 g0.09 g1.80 g，在Na2CO3xH2O中：，得x10。答案：(1)加热，使NaHCO3分解，使Na2CO3xH2O失水(2)吸收反应中生成的水(3)吸收反应中生成的CO2(4)10(5)在C装置后再加一个装有碱石灰的U形管为了防止空气中的CO2和H2O被C装置中的碱石灰吸收3、某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。(1)A中试剂为_。(2)B中发生反应的化学方程式为_。(3)若实验用铝镁合金的质量为ag，测得氢气体积为b mL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为cg，则铝的相对原子质量为_。(4)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将_(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。答案：(1)NaOH溶液(2)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2(3)(4)偏小解析：铝镁合金中二者与酸都反应，但铝和碱反应镁不反应，所以A中的试剂应选择NaOH溶液。铝的相对原子质量可利用产生的氢气求解，Arm/n，如果在实验过程中未洗涤固体，则残留物质量偏大，铝的质量偏小，结果偏小。4、Fe2O3和Cu2O都是红色粉末，常用作颜料，某校一化学实验小组通过实验来探究红色粉末的成分，该粉末可能是Fe2O3或Cu2O或两者的混合物。探究过程如下：查阅资料Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4，在空气中加热生成CuO。提出假设假设1：红色粉末是Fe2O3；假设2：红色粉末是Cu2O；假设3：红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物。设计探究实验取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN试剂。(1)若假设1成立，则实验现象是_。(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末中一定不含氧化铁。你认为这种说法合理吗？_。简述你的理由：_。(3)若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红，则证明原固体粉末是_，写出发生反应的离子方程式：_。延伸探究经实验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物。答案：(1)固体完全溶解，溶液呈红色(2)不合理因Cu2O与H2SO4反应会生成Cu，Cu可将Fe3还原为Fe2，故Cu2O、Fe2O3混合物溶于稀H2SO4，可能无Cu、Fe3产生(3)Fe2O3与Cu2O的混合物Cu2O2H=CuCu2H2O，Fe2O36H=2Fe33H2O,2Fe3Cu=Cu22Fe2解析：(1)Fe3可与SCN生成红色络合物。(2)不合理，若是两者的混合物，因Cu2O可与稀硫酸作用生成Cu，Cu可将Fe3还原为Fe2，Fe2不能与SCN反应生成红色络合物。(3)结合(2)的分析可知粉末一定是两者的混合物，否则若是Fe2O3，会出现红色；若是Cu2O一定有沉淀。5、在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验，所用仪器如下图：(1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母)：_接_；_接_；_接_；_接_。(2)装置中，饱和食盐水的作用是_；NaOH溶液的作用_。(3)化学实验中常用湿润的淀粉KI试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生，可观察到_，反应方程式_。(4)写出下列化学反应的方程式：气体发生装置中进行的反应：_NaOH溶液中发生的反应：_。(5)KMnO4的氧化性比MnO2强得多，实验室也可以用KMnO4固体和浓盐酸反应制取氯气，反应方程式如下：2KMnO416HCl(浓)=2KCl2MnCl25Cl28H2O。请用“双线桥”标出电子转移的方向和数目；该反应中被氧化和未被氧化的HCl的物质的量之比是_，如果将20 mL 12 molL1的浓盐酸与足量KMnO4充分反应，实际能收集到的氯气在标准状况下的体积将_。A1.68 LB1.68 L C1.68 L D1.68 L答案：(1)ECDABHGF(2)除去氯气中的HCl杂质吸收过量的氯气(3)试纸变蓝2KICl2=2KClI2(4)MnO24HCl(浓),MnCl2Cl22H2O2NaOHCl2=NaClNaClOH2O(5)5:3D解析：(1)按照制备气体的“反应装置净化装置收集装置尾气处理装置”的顺序可确定仪器连接的正确顺序。(2)上述装置中饱和食盐水的作用是除去Cl2中的HCl杂质；浓H2SO4的作用是除去Cl2中的水分；NaOH溶液的作用是吸收过量的Cl2；(3)湿润的淀粉KI试纸遇Cl2时发生反应：Cl22KI=2KCII2，I2遇淀粉变蓝。(5)，参加反应的16 mol HCl中有10 mol被氧化，故被氧化和未被氧化的HCl的物质的量之比为5:3。假设20 mL 12 mol/L的浓盐酸完全反应，则生成Cl2的体积为V，则依据化学方程式得16 HCl5Cl216 mol522.4 L20103L12 mol/LV解之得V1.68 L，由于浓盐酸浓度减小到一定程度后，反应就不能发生，故生成气体的体积小于1.68 L，D正确。6、长期存放的亚硫酸钠可能会被空气中的氧气氧化。某化学兴趣小组通过实验来测定某无水亚硫酸钠试剂的被氧化的程度，设计了如图所示实验装置：请回答下面的问题：(1)若将虚线框内的分液漏斗换成长颈漏斗，则应该怎样检查虚线框内装置的气密性？_(2)D装置中反应的化学方程式为_。B装置中反应的离子方程式为_(3)称量a g Na2SO3样品放入锥形瓶中，向B装置反应后的溶液中加入足量的BaCl2溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥，得白色沉淀b g，原样品中Na2SO3的质量分数为_(4)C装置中反应的离子方程式为_(5)现有以下试剂：蒸馏水、稀盐酸、稀硝酸、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液，请从中选择合适试剂，设计一种不同的实验方法测定试样中无水亚硫酸钠被氧化的程度 _解析：(3)b g白色沉淀为BaSO4，其物质的量为 mol，则原样品a g中含Na2SO3也为 mol，样品中Na2SO3的质量分数为100%。答案：(1)关闭弹簧夹(或止水夹)a，由长颈漏斗向锥形瓶内加水至漏斗内液面高于锥形瓶内液面，过一段时间观察液面是否变化，若不变，说明气密性良好，否则，说明装置漏气(2)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2OCl2SO22H2O=4H2ClSO42(3)100%(4)Cl22OH=ClClOH2O，SO22OH=SO32H2O(5)称取一定质量的样品置于烧杯中，加水溶解，依次加入足量盐酸和BaCl2溶液，过滤，洗涤，干燥，称量沉淀物质量，计算即可7、某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按下图所示装置进行实验。试回答：(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是_，其中发生反应的化学方程式为_；(2)实验过程中，装置B、C中发生的现象分别是_、_，这些现象分别说明SO2具有的性质是_和_；装置B中发生反应的离子方程式为_；(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象_；(4)尾气可采用_溶液吸收。答案：(1)蒸馏烧瓶Na2SO3H2SO4(浓)Na2SO4SO2H2O(2)溶液由紫红色变为无色无色溶液中出现黄色浑浊还原性氧化性5SO22MnO2H2O2Mn25SO4H(3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色(4)NaOH8、某化学兴趣小组为了探究常温下某非金属氧化物形成的未知气体的成分。该小组成员将气体通入澄清石灰水，发现澄清石灰水变浑浊，持续通入发现浑浊又变澄清，由此该小组成员对气体的成分提出猜想。【提出猜想】猜想1：_；猜想2：_；猜想3：_。为了验证猜想，该小组设计实验加以探究。【实验探究】该小组同学按下图所示装置，将气体从a端通入，则：(1)B中应该装_试剂(填编号)。ANaCl溶液 BKMnO4酸性溶液 C盐酸 D澄清石灰水(2)A中品红溶液的作用是_。(3)D中澄清石灰水的作用是_。通过该实验，该小组同学观察到以下三个实验现象：A中品红溶液褪色C中品红溶液不褪色D中澄清石灰水变浑浊【得出结论】(4)由上述现象该小组同学确认该气体为_。答案：气体为CO2气体为SO2气体为CO2和SO2的混合气体(1)B(2)检验该气体中是否含有SO2(3)检验该气体是否含有CO2(4)CO2和SO2的混合气体解析：SO2和CO2在某些性质方面较相似，如都能使澄清石灰水变浑浊，若通入的气体过量，则浑浊都可消失，但SO2具有还原性，能被强氧化剂氧化，且SO2可使品红溶液褪色，而CO2不具备这些性质，可利用差异性鉴别CO2的存在与否。9、某研究性学习小组的一个课题是“NO2能否支持木条的燃烧？”由于实验室中没有现成的NO2气体，该小组的同学设计了两个方案，方案一如图甲所示，方案二如图乙所示。请回答下列问题(本题不考虑N2O4存在产生的影响)。已知浓HNO3受热分解与金属和浓HNO3反应的方程式分别为：4HNO3(浓)4NO2O22H2OCu4HNO3(浓)Cu(NO3)22H2O2NO2(1)方案一实验开始后木条上的火星逐渐熄灭，有的同学得出“NO2不能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？_(填“正确”或“不正确”)，理由是_。(2)硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，该反应的化学方程式是_；将生成的气体通入水中的现象_(3)方案二实验当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃了，有的同学得出“NO2能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？_(填“正确”或“不正确”)，理由是_(4)为了更直接说明“NO2能否支持木条燃烧”这一问题，请你重新设计一个简单的实验方案，简述实验原理和主要操作_解析：本题通过对比评价两套实验方案锻炼学生的评判思维，最后又增设开放性题设让学生自我设计新方案，培养了学生的创新能力。方案一中由于水蒸气的存在会影响实验结果的判断，方案二中虽然混有O2，但考虑到空气的组成比例与之相似，因而可以证明。最后实验设计要除去NO2中的水蒸气，利用纯净的NO2做实验可充分证明“NO2能支持燃烧”。答案：(1)不正确带火星的木条熄灭可能是由于加热时产生大量水蒸气(2)2Cu(NO3)22CuO4NO2O2无气体剩余(3)正确硝酸铜分解产生的混合气体中氧气的体积分数与空气中氧气的体积分数基本相同，若NO2不支持燃烧，则木条不会复燃(4)用金属铜与浓硝酸反应制取NO2气体，并用浓硫酸或无水氯化钙进行干燥，再将带火星的木条伸入二氧化氮中观察现象10、制取氨气并完成喷泉实验(图中夹持装置均已略去)。(1)写出实验室制取氨气的化学方程式_(2)收集氨气应使用_法，要得到干燥的氨气可选用_作干燥剂。(3)用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥的氨气，引发水上喷的操作是_。该实验的原理是_(4)如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法是_解析：第(3)小题喷泉实验，打开止水夹容易遗忘。第(4)小题则侧重考查学生解决问题的能力，但是只要理解了喷泉实验的原理设法将烧杯中的NH3先溶解一部分使其压强降低以引发喷泉，在无法外加水使其溶解的情况下只能使烧瓶中的NH3体积膨胀与烧杯中的水接触，使其体积膨胀的方法是升高温度，如用热毛巾或手将烧瓶捂热。答案：(1)2NH4ClCa(OH)22NH3CaCl22H2O(2)向下排空气法碱石灰(3)打开止水夹，挤出胶头滴管中的水氨气极易溶于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小(4)打开夹子，用手将烧瓶捂热，氨气受热膨胀，赶出玻璃管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉11、已知氨气可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用示意图中的装置可以实现该反应。(1)A中加入的物质是_，发生反应的化学方程式是_(2)B中加入的物质是_，其作用是_ _。(3)实验时在C中观察到的现象是_，发生反应的化学方程式是_。(4)实验时在D中观察到的现象是_，D中收集到的物质是_，检验该物质的方法和现象是_。答案：(1)固体NH4Cl和Ca(OH)22NH4ClCa(OH)2CaCl22NH32H2O(2)碱石灰(或CaO)除去NH3气流中的水汽(3)黑色粉末部分逐渐变为红色2NH33CuON23H2O3Cu(4)出现无色液体氨水用红色石蕊试纸检验、试纸变蓝，用无水硫酸铜检验、无水硫酸铜变蓝12、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6.4 g铜片和12 mL 18 molL1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。请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式：_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：_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：_(填写字母编号)。A铁粉 BBaCl2溶液 C银粉 DNa2CO3溶液(3)装置C中试管D内盛装的是品红溶液，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中烧杯内加入沸水，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)_。解析：Cu只与浓硫酸在加热时反应，而不与稀硫酸反应。收集SO2气体用向上排空气法，因此B装置应为长进短出，证明硫酸有剩余，应证明溶液中含H，而不应证明含SO42，因此BaCl2溶液和Ag均不可。对C装置逸出的SO2，用浸有NaOH溶液的棉花团塞在试管口是最简单的方法。答案：(1)(作图时注意长进短出)(2)Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O随着H2SO4的消耗，浓H2SO4的浓度不断变小，稀H2SO4与Cu不反应AD(3)红色褪去红色恢复(4)用浸有NaOH溶液的棉团塞在试管口13、某课外学习小组，为探究稀HNO3能与Cu反应生成无色的NO气体，设计了如图所示的装置。请回答下列问题。(1)请写出稀HNO3与Cu反应的离子方程式：_(2)写出向U形管中注入稀HNO3并将左管充满的操作过程：_(3)将左管充满稀HNO3的原因是_(4)实验开始时，反应很慢，为加快反应速率，应采取什么措施？_(5)实验中HNO3与Cu的反应能否自动停止？为什么？_(6)在实验中，证明生成的无色气体是NO的操作是_(7)为防止气体从分液漏斗上口外逸，污染空气，教师建议同学们在漏斗上口处堵一小团蘸有浓NaOH的棉花，将有毒气体吸收。其中一种气体与NaOH溶液反应生成亚硝酸盐和硝酸盐，请写出化学方程式_答案：(1)3Cu2NO8H=3Cu22NO4H2O(2)拿下活塞，将稀HNO3从U形管a端(右端)注入U形管中，至溶液充满左管，塞上活塞(3)防止反应生成的NO被O2氧化成NO2(4)用酒精灯在左管下加热(5)能，随反应生成气体的增多，压强增大，液面下降，当液面脱离铜丝时，反应停止(6)将分液漏斗的活塞打开，使无色气体进入分液漏斗，若无色气体变为红棕色，证明无色气体为NO(7)2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2O14、工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：KS*5U.C#O%探究一（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是_KS*5U.C#O%（2）另称取铁钉8.0g放入15.0ml浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+，应先用 _(选填序号）。KS*5U.C#O%aKSCN溶液和氯水 b铁粉和KSCN溶液 c浓氨水 d酸性KMnO4溶液乙同学取448ml（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：SO2+Br2+2H2O = 2HBr+H2SO4，然后加入足量BaCl2溶液，经适当操作后得干燥固体233g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为 。KS*5U.C#O%探究二分析上述实验中SO2体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略）。（3）装置B中试剂的作用是 。（4）认为气体Y中还含有Q的理由是_（用化学方程式表示）。（5）为确认Q的存在，需在装置中添加M于 （选填序号）。 a A之前 bA-B间 cB-C间 dC-D间（6）如果气体Y中含有，预计实验现象应是_【答案】（1）铁钉表面被钝化（或其它合理答案）(2分)（2）d(2分) 50%（或其它合理答案）(2分)KS*5U.C#O%（3）检验是否除尽(2分)（4）(3分)（5）c(2分)（6）D中固体由黑变红和E中固体由白变蓝(2分)【解析】（1）铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，浓硫酸有较强的氧化性能能使铁钉钝化组织反应进一步进行。KS*5U.C#O%（2）+2价亚铁离子能使酸化的高锰酸钾褪色，溶液中已经有+3价铁离子，选择a会造成干扰。选c生成两种沉淀，受氢氧化铁沉淀颜色的影响无法分辨。KS*5U.C#O%（3）A除去，B可以检验A中是否完全除去（4）（5）Q为，它与二氧化硫一样都能使澄清石灰水变浑浊，选择a或b受二氧化硫的影响无法判断Q的存在；选择d，Q被碱石灰吸收。KS*5U.C#O%（6）氢气还原氧化铜会生成水蒸气能使白色的硫酸铜粉末变蓝色。KS*5U.C#O%