专题十二 化学实验基础
时间:45分钟 分值:100分
一、选择题(本题包括7小题,每小题6分,共42分)
1.(2017江西六校联考,12)下列叙述正确的是( )
A.可用排水法收集二氧化氮气体
B.浓硝酸存放在棕色广口瓶中
C.配制氯化亚铁溶液时,先将氯化亚铁固体溶解在蒸馏水中,再加少量盐酸即可
D.蒸馏时应先向冷凝管中通入冷凝水再加热
2.(2017云南昆明适应性检测,9)下列说法正确的是( )
A.实验室中将钠保存于煤油或石蜡油中
B.金属镁着火时使用泡沫灭火器灭火
C.用湿润的淀粉-KI试纸鉴别NO2和溴蒸气
D.配制一定物质的量浓度的溶液时,向容量瓶中倒入液体至刻度线
3.(2017湖南三湘名校第三次联考,10)物质制备过程中离不开物质的提纯。 以下除杂方法正确的是( )
选项
目的
实验方法
A
除去Na2CO3固体中的NaHCO3
置于蒸发皿中加热至恒重
B
除去NaCl中少量KNO3
将混合物制成热饱和溶液,冷却结晶,过滤
C
除去CO2中的HCl气体
通过饱和NaHCO3溶液,然后干燥
D
除去C2H5Br中的Br2
加入足量Na2SO3(aq),充分振荡,蒸馏
4.(2017湖南长沙四县3月模拟,7)下列实验操作,对实验结果不产生影响的是( )
A.用蒸馏水润湿pH试纸后测定硫酸钠溶液的pH
B.测定中和反应的反应热时,将碱溶液缓慢倒入酸溶液中
C.用酸碱中和滴定法测定未知浓度的碱液时,在锥形瓶中加入2~3 mL酚酞试液作指示剂
D.在淀粉溶液中加入稀硫酸加热一段时间后,再滴加银氨溶液检验淀粉的水解产物
5.(2017山东、湖北重点中学二模,10)下列有关实验的操作、现象及原理均正确的是( )
A.用玻璃棒蘸取NaClO溶液点在干燥的pH试纸上,试纸呈现蓝色,证明HClO是弱酸
B.将一定量的FeCl3晶体、盐酸依次加入容量瓶中,配制一定物质的量浓度的FeCl3溶液
C.为证明Cu与浓硫酸反应生成了CuSO4,可将反应后的混合液冷却后再加入水,若显蓝色即可
证明生成了CuSO4
D.用乙醇、乙酸及浓硫酸制取乙酸乙酯的过程中发现忘加碎瓷片,需在完全冷却后再补加
6.下列无法达到实验目的的是( )
7.(2017湖北黄冈3月质检,12)根据下列实验操作和现象所得出的结论错误的是( )
选项
操作
现象
结论
A
向蔗糖中加入浓硫酸
蔗糖变成疏松多孔的海绵状炭,并放出有刺激性气味的气体
浓硫酸具有脱水性和强氧化性
B
向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的硫酸亚铁溶液
溶液变成棕黄色,一段时间后,溶液中出现气泡, 随后有红褐色沉淀生成
Fe2+催化H2O2分解产生O2;H2O2分解反应放热,促进Fe3+的水解平衡正向移动
C
铝片先用砂纸打磨,再加入浓硝酸中
无明显现象
浓硝酸具有强氧化性,常温下,铝遇浓硝酸发生钝化
D
向等浓度的KCl、KI混合液中逐滴滴加AgNO3溶液
先出现黄色沉淀
Ksp(AgCl)>
Ksp (AgI)
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
8.(2017江西南昌一模,26)(14分)二氯二氢硅(SiH2Cl2)常用作外延法工艺中重要的硅源。易燃、有毒,与水接触易水解,沸点为8.2 ℃。在铜催化作用下,HCl与硅在250~260 ℃反应可以制得SiH2Cl2。
(1)利用浓硫酸、浓盐酸为原料,选用A装置制取HCl,利用了浓硫酸的 性。
(2)D装置中生成二氯二氢硅的化学方程式为 。
(3)按照气体从左到右的方向,制取SiH2Cl2的装置(h 处用止水夹夹好)连接次序为a→ ( ) → ( )→ ( )→ ( )→ ( )→ ( )→ ( )。(填仪器接口的字母,其中C装置用到2次)
(4)按从左到右的顺序,前面C装置中装的药品为 ,后面C装置的作用为
。
(5)反应除生成二氯二氢硅之外,还会生成H2和 、 等。
(6)新的制取SiH2Cl2的方法是:往硅粉中先通入Cl2,在300~350 ℃反应生成SiCl4,然后再与HCl在250~260 ℃反应,可以大大提高产率。如果通入气体次序相反,结果会
。(用化学方程式表示)
9.(2017广东深圳一模,26)( 14分)二氧化氯(ClO2)是极易溶于水且不与水发生化学反应的黄绿色气体,沸点为 11 ℃,可用于处理含硫废水。某小组在实验室中探究 ClO2 与 Na2S 的反应。回答下列问题:
(1)ClO2 的制备
已知:SO2+2NaClO3+H2SO4 2ClO2+2NaHSO4。
①装置 A 中反应的化学方程式为 。
②欲收集干燥的 ClO2,选择上图中的装置,其连接顺序为 a→ (按气流方向,用小写字母表示)。
③装置 D 的作用是 。
(2)ClO2 与 Na2S 的反应
将上述收集到的 ClO2 用 N2 稀释以增强其稳定性,并将适量的稀释后的 ClO2 通入下图所示装置中充分反应,得到无色澄清溶液。一段时间后,通过下列实验探究Ⅰ中反应的产物。
操作步骤
实验现象
结论
取少量Ⅰ中溶液于试管甲中,滴加品红溶液和盐酸
品红始终不褪色
①无 生成
另取少量Ⅰ中溶液于试管乙中,加入Ba(OH)2溶液,振荡
②
有S生成
③继续在试管乙中滴加Ba(OH)2溶液至过量,静置,取上层清液于试管丙中,
有白色沉淀生成
有Cl-生成
④ClO2 与 Na2S 反应的离子方程式为 。用于处理含硫废水时,ClO2 相对于Cl2 的优点是 (任写一条)。
10.(2017江苏单科,19)(15分)某科研小组采用如下方案回收一种光盘金属层中的少量Ag(金属层中其他金属含量过低,对实验的影响可忽略)。
已知:①NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解,如:3NaClO 2NaCl+NaClO3
②AgCl可溶于氨水:AgCl+2NH3·H2O Ag(NH3+Cl-+2H2O
③常温时N2H4·H2O(水合肼)在碱性条件下能还原Ag(NH3:4Ag(NH3+N2H4·H2O 4Ag↓+N2↑+4N+4NH3↑+H2O
(1)“氧化”阶段需在80 ℃条件下进行,适宜的加热方式为 。
(2)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,该反应的化学方程式为 。HNO3也能氧化Ag,从反应产物的角度分析,以HNO3代替NaClO的缺点是 。
(3)为提高Ag的回收率,需对“过滤Ⅱ”的滤渣进行洗涤,并
。
(4)若省略“过滤Ⅰ”,直接向冷却后的反应容器中滴加10%氨水,则需要增加氨水的用量,除因过量NaClO与NH3·H2O反应外(该条件下NaClO3与NH3·H2O不反应),还因为 。
(5)请设计从“过滤Ⅱ”后的滤液中获取单质Ag的实验方案: (实验中的试剂有:2 mol·L-1水合肼溶液,1 mol·L-1 H2SO4溶液)。
11.(2017福建宁德质量检查模拟,15)(15分)为探究某铁碳合金与浓硫酸在加热条件下反应的部分产物,并测定铁碳合金中铁元素的质量分数,某化学活动小组设计了如图所示的实验装置,并完成以下实验探究。
(1)往圆底烧瓶中加入m g铁碳合金,并滴入过量浓硫酸,未点燃酒精灯前,A、B均无明显现象,其原因是:①常温下碳与浓硫酸不反应;② 。
(2)点燃酒精灯,反应一段时间后,从A中逸出气体的速率仍然较快,除因反应温度较高外,还可能的原因是 。
(3)装置B的作用是 。
(4)甲同学观察到装置C中有白色沉淀生成,他得出了使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳。装置A中能产生二氧化碳的化学方程式为 。
(5)乙同学认为甲同学的结论是错误的,他认为为了确认二氧化碳的存在,需在装置B和C之间添加装置M。装置E、F中盛放的试剂分别是 、 。重新实验后观察到装置F中的现象是 。
(6)有些同学认为合金中铁元素的质量分数可用KMnO4溶液来测定(5Fe2++Mn+8H+ 5Fe3++Mn2++4H2O)。测定铁元素质量分数的实验步骤如下:
Ⅰ.往烧瓶A中加入过量铜使溶液中的Fe3+完全转化为Fe2+,过滤,得到滤液B;
Ⅱ.将滤液B稀释至250 mL;
Ⅲ.取稀释液25.00 mL,用浓度为c mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定,三次滴定实验所用KMnO4溶液体积的平均值为V mL。
①步骤Ⅱ中,将滤液B稀释至250 mL需要用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还必须要用到的是 。
②判断滴定终点的标志是 。
③铁碳合金中铁元素的质量分数为 。
答案精解精析
一、选择题
1.D A项,NO2能与水反应,不能用排水法收集;B项,浓硝酸应存放在棕色细口瓶中;C项,配制氯化亚铁溶液时,应将氯化亚铁晶体溶于浓盐酸中,再加水稀释,还要加入铁钉防止Fe2+被氧化。
2.A B项,金属镁能与CO2发生反应:2Mg+CO2 2MgO+C,不能用泡沫灭火器灭火;C项,NO2、溴蒸气均能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝;D项,配制溶液定容时,应使用胶头滴管。
3.C 加热固体应在坩埚中进行,A错误;除去NaCl中的少量KNO3,应采用蒸发结晶法,B错误;C2H5Br不溶于水,可直接分液,D错误。
4.A 常温下,硫酸钠溶液的pH为7,用蒸馏水润湿的pH试纸测其pH时,pH仍为7,A项符合题意;测定中和反应的反应热时,若将碱溶液缓慢倒入酸溶液中,会导致热量散失,使测定结果偏小,B项不符合题意;酚酞属于有机弱酸,会消耗碱溶液,加的量过多会影响实验结果,C项不符合题意;淀粉在酸性条件下水解生成葡萄糖,但是银镜反应必须在碱性条件下进行,因此滴加银氨溶液之前应先加入足量的氢氧化钠溶液,使溶液呈碱性,D项不符合题意。
5.D A项,NaClO溶液有强氧化性、漂白性,不能用pH试纸测定其pH,应用pH计测定,错误;B项,不能在容量瓶中溶解固体,错误;C项,由于反应后浓硫酸有剩余,故应将混合液冷却后倒入水中,错误;D项正确。
6.B NH4Cl和NaOH溶液加热时生成NH3,NH3可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,A项能达到实验目的;制取乙酸乙酯时,应用饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中混有的乙酸、乙醇,B项不能达到实验目的;C中涉及的反应有CaCO3+2HNO3 Ca(NO3)2+H2O+CO2↑、NaHCO3+HNO3 NaNO3+H2O+CO2↑、Na2SiO3+H2O+CO2 Na2CO3+H2SiO3↓,根据“较强酸制较弱酸”原理可得酸性:HNO3>H2CO3>H2SiO3,则非金属性:N>C>Si,C项能达到实验目的;KI溶液和氯水发生反应:Cl2+2KI 2KCl+I2,生成的I2可被萃取至CCl4层,从而使其变为紫红色,D项能达到实验目的。
7.B 蔗糖中加入浓硫酸,浓硫酸使蔗糖炭化:C12H22O11 12C+11H2O,表现了浓硫酸的脱水性,C继续与浓硫酸反应:C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O,放出有刺激性气味的SO2气体,表现了浓硫酸的强氧化性,A项结论正确;向H2O2溶液中滴加几滴酸化的硫酸亚铁溶液,发生反应2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O,溶液变为棕黄色,生成的Fe3+又能催化H2O2的分解:2H2O2
2H2O+O2↑,使溶液中出现气泡,B项结论错误;常温下铝在浓硝酸中发生钝化,所以铝片加入浓硝酸中无明显现象,C项结论正确;向等浓度的KCl、KI混合液中逐滴滴加AgNO3溶液,先出现黄色沉淀AgI,说明Ksp(AgCl)>Ksp (AgI),因此D项结论正确。
二、非选择题
8.答案 (1)吸水 (2)Si+2HCl SiH2Cl2 (3)d e f g b c d (4)P2O5或CaCl2 尾气处理和防止空气中的水进入B中 (5)SiCl4 SiHCl3 (6)SiH2Cl2+2Cl2 SiCl4+2HCl(或SiH2Cl2+Cl2 SiHCl3+HCl)
解析 (1)浓硫酸有吸水性,使浓盐酸更易挥发出HCl。(2)利用原子守恒法配平。(3)A装置用于制取HCl,C装置用于干燥HCl,D装置用于发生主体反应,B装置用于收集SiH2Cl2,为吸收尾气和防止空气中的水进入B中,应在B后接C。(4)前面的C装置用于干燥氯化氢气体,应选用P2O5或CaCl2。(6)如果通入气体次序相反,SiH2Cl2会与Cl2继续反应,生成SiCl4、SiHCl3。
9.答案 (1)①Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
②g→h(或h→g)→b→c→e→f→d ③冷凝并收集ClO2
(2)①SO2 ②生成白色沉淀 ③加入足量稀硝酸酸化的硝酸银溶液 ④8ClO2+5S2-+4H2O 8Cl-+5S+8H+ ClO2除硫效果彻底,氧化产物稳定;ClO2在水中的溶解度大;剩余的ClO2不会产生二次污染;均被还原为Cl-时,二氧化氯得到的电子数是相同物质的量的氯气的2.5倍(任写一条即可)
解析 (1)②装置A中生成SO2,通入装置E防止倒吸,接着通入B中制备ClO2,在装置D中冷却收集ClO2,最后用装置C处理尾气。
(2)④可以从反应物或产物的性质去比较。
10.答案 (1)水浴加热
(2)4Ag+4NaClO+2H2O 4AgCl+4NaOH+O2↑
会释放出氮氧化物(或NO、NO2),造成环境污染
(3)将洗涤后的滤液合并入过滤Ⅱ的滤液中
(4)未过滤掉的溶液会稀释加入的氨水,且其中含有一定浓度的Cl-,不利于AgCl与氨水反应
(5)向滤液中滴加2 mol·L-1水合肼溶液,搅拌使其充分反应,同时用1 mol·L-1 H2SO4溶液吸收反应中放出的NH3,待溶液中无气泡产生,停止滴加,静置,过滤、洗涤,干燥
解析 (1)当受热温度不超过100
℃时,常采用水浴加热。(3)滤渣表面吸附有可溶性银的化合物,需对滤渣进行洗涤并将洗涤液回收利用。(5)根据已知信息③可用水合肼还原以制取Ag,并用H2SO4溶液吸收污染性气体NH3。
11.答案 (1)常温下Fe在浓硫酸中发生钝化
(2)铁、碳在硫酸溶液中形成原电池
(3)检验SO2的存在
(4)C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O
(5)酸性KMnO4溶液或溴水(或其他合理答案) 品红溶液 品红溶液不褪色或无明显现象
(6)①250 mL容量瓶
②滴入最后一滴酸性高锰酸钾溶液,溶液呈浅紫色,且30 s内不褪色
③%
解析 (1)常温下浓硫酸会使铁发生钝化,阻碍反应的进行。(2)铁和碳在硫酸溶液中可构成原电池,从而加快反应速率。(3)品红溶液用来检验SO2,品红溶液褪色,说明反应产生了SO2。(5)SO2也能使澄清石灰水变浑浊,因此要验证CO2的存在需要除去SO2,通常选用溴水或酸性高锰酸钾溶液,然后通过品红溶液验证SO2是否完全被吸收,若F中品红溶液不褪色,C中澄清石灰水变浑浊,则说明有CO2产生。(6)③铁元素的质量为V×10-3 L×c mol·L-1×5×56 g·mol-1×=2.8cV g,故其质量分数为×100%=%。
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