高三化学专题测试(九) 化学实验

天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 专题测试(九)　化学实验 1．向盛有 Cl2 的六个集气瓶甲、乙、丙、丁、戊、己中各注入下列液体中 的一种，经过振荡，现象如图所示，则甲、乙、丙、丁、戊、己中注入的液体分 别是(　　) ①AgNO3 溶液　②NaOH 溶液　③水　④淀粉­KI 溶液　⑤FeCl2 与 KSCN 混合液　⑥NaBr 溶液 A．④①②⑥⑤③ B．⑥①③④②⑤ C．⑥③②④①⑤ D．②①③④⑥⑤ 答案　D 解析　Cl2 与 NaOH 溶液反应生成无色溶液，甲瓶中注入的是 NaOH 溶液； Cl2 与 AgNO3 溶液反应生成白色氯化银沉淀，乙瓶中注入的是 AgNO3 溶液；Cl2 与水反应生成浅黄绿色的氯水，未反应的氯气在上层，丙瓶中注入的是水；Cl2 与 KI 溶液发生氧化还原反应生成的碘单质可使淀粉溶液变蓝，丁瓶中注入的是 淀粉­KI 溶液；Cl2 与 NaBr 溶液发生氧化还原反应，生成溴单质，溴单质溶于水 呈橙黄色，戊瓶中注入的是 NaBr 溶液；Cl2 与 FeCl2 溶液反应生成的三价铁离子 与 KSCN 反应可使溶液呈红色，己瓶中注入的是 FeCl2 与 KSCN 混合液。 2．用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是(　　)天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ A．用①制备蒸馏水 B．用②蒸干 MgCl2 饱和溶液制备 MgCl2 晶体 C．用③配制 100 mL 0.1000 mol·L－1 K2Cr2O7 溶液 D．用④分离 Na2CO3 溶液和 C2H5OH 答案　A 解析　B 项，Mg2＋会水解，HCl 易挥发，蒸干后得到的是 Mg(OH)2 固体， 不能达到实验目的；C 项，应在容量瓶中配制一定物质的量浓度的溶液；D 项， 乙醇溶于水，不能用分液的方法分离乙醇和 Na2CO3 溶液。 3．仅用下表提供的仪器和药品，就能达到相应实验目的的是(　　) 选项 仪器 药品 实验目的 A 托盘天平(带砝码)、 胶头滴管、量筒、烧 杯、药匙、玻璃棒 NaCl 固体、蒸馏 水 配制一定质量分数的 NaCl 溶液 B 分液漏斗、烧瓶、锥 形瓶、导管、橡皮塞 盐酸、大理石、 硅酸钠溶液 证明非金属性：Cl>C>Si C 酸式滴定管、碱式滴 定管、胶头滴管、铁 架台 已知浓度的盐 酸、待测 NaOH 溶液 测定 NaOH 溶液的物质 的量浓度 D 烧杯、分液漏斗、胶 头滴管、铁架台 待提纯的 AlCl3 溶液、 提纯混有 MgCl2 杂质的 AlCl3 溶液 NaOH 溶液 答案　A 解析　B 项，盐酸不是 Cl 元素的最高价含氧酸，不能用于证明非金属性强 弱；C 项，缺少锥形瓶和指示剂；D 项，提纯混有 MgCl2 杂质的 AlCl3 溶液，用天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 所提供的仪器、药品不能达到实验目的，缺少过滤所需的仪器及一些药品。 4．下列有关装置或仪器分析不正确的是(　　) A．在有机物分离实验中，可选择Ⅰ冷凝馏分 B．Ⅱ作为发生装置的优点是导出气体时扣去了液体所占体积，且能平衡气 压 C．用高锰酸钾与浓盐酸制氯气时，选Ⅲ作为净化气体装置可收集到纯净的 氯气 D．Ⅳ装置中盛装蒸馏水可吸收氯化氢、氨气、乙酸蒸气，且能防倒吸 答案　C 解析　Ⅰ是直形冷凝管，可在蒸馏过程中冷凝馏分，A 项正确；Ⅱ中形成了 恒压体系，可以平衡气压，排出的气体体积已扣除了液体所占体积，B 项正确； 氯气中混有水蒸气、氯化氢，Ⅲ装置中只有一个洗气瓶，只能除去一种杂质，不 能得到纯净的氯气，C 项错误；Ⅳ装置能防倒吸，即使是在液体(水、氢氧化钠 溶液等)中溶解度较大的气体，也可用此装置吸收，D 项正确。 5．根据下列实验操作和现象，得出的结论不正确的是(　　)天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 选项 实验操作、现象 结论 A 向淀粉溶液中滴入硫酸，加热一段时间后，滴 入银氨溶液，水浴加热，无银镜现象出现 淀粉未水解 B 取少量绿矾(FeSO4·7H2O)溶于稀硫酸中，滴加 KSCN 溶液，溶液未变红色 绿矾未因氧化而 变质 C 将适量 Cl2 通入 NaBr 溶液中，再加入 CCl4，振 荡，静置，下层液体呈橙红色 Cl2 的氧化性大于 Br2 D 向含等物质的量浓度的 Cu2＋、Zn2＋溶液中，滴 加 Na2S 溶液，先生成黑色沉淀，静置，继续滴 加 Na2S 溶液，又产生白色沉淀 Ksp(CuS)＜Ksp(ZnS) 答案　A 解析　检验淀粉水解产物中含有葡萄糖时，要先加 NaOH 溶液中和用作催 化剂的稀硫酸，再加入银氨溶液或新制氢氧化铜，否则稀硫酸能与银氨溶液或新 制氢氧化铜反应，A 项错误；滴加 KSCN 溶液，溶液未变红色，说明溶液中无 Fe3 ＋，即绿矾未因氧化而变质，B 项正确；下层液体呈橙红色，说明有 Br2 生成， 则发生反应：Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2，即氧化性：Cl2>Br2，C 项正确；先生成 的黑色沉淀为 CuS，后生成的白色沉淀为 ZnS，说明 CuS 比 ZnS 更难溶，即 Ksp(CuS)CO2－3 ，而碱性 CO2－3 >HCO－3 ， 正确。 11．用下列实验装置进行相应实验，设计正确且能达到实验目的的是(　　) A．用图甲所示装置制取少量 H2天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ B．用图乙所示装置分离 Na2CO3 溶液和 CH3COOC2H5 的混合物 C．用图丙所示装置验证 Na 和水反应的热效应 D．用图丁所示装置蒸干 NH4Cl 溶液制备无水 NH4Cl 答案　C 解析　A 项，需要用分液漏斗或将长颈漏斗插入液面下；B 项，分离 Na2CO3 溶液和 CH3COOC2H5 的混合物，用分液的方法；C 项，钠和水反应放热，大试 管内压强增大，可以观察到 U 形管左侧液面下降，右侧液面升高；D 项，蒸干 NH4Cl 溶液时 NH4Cl 易分解为 NH3 和 HCl。 12．下列对事实的解释或由事实所得结论中，正确的是(　　) 事实 解释或结论 A 常温下铁、铝均不溶于浓硫酸 常温下铁、铝与浓硫酸均 不反应 B 同浓度的 Na2CO3 溶液的 pH 小于 Na2SiO3 溶液 的 pH 非金属性比较：CSi，错误；C 项，向溶液中滴加 KSCN 后，溶液不显红色，证明溶液中不含 有 Fe3＋，当加入几滴新制氯水时，溶液变成红色，说明溶液中生成了 Fe3＋，说 明溶液中的 Fe2＋被氯水氧化得到 Fe3＋，正确；D 项，稀硝酸的氧化性比浓硝酸 的弱，错误。 13．除去下列各组物质中的杂质选用的试剂和方法最合理的是(　　)天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 物质 杂质 试剂 方法 A 苯 苯酚 溴水 过滤 B 二氧化碳 二氧化硫 澄清石灰水 洗气 C 氧化铁 二氧化硅 氢氧化钠溶液 过滤 D 乙酸乙酯 乙酸 饱和碳酸钠溶 液 蒸馏 答案　C 解析　苯中含有杂质苯酚，加入 NaOH 溶液，然后分液，A 项错误；CO2 含 有杂质 SO2，通过 NaHCO3 溶液洗气，发生反应：NaHCO3＋SO2===NaHSO3＋CO2， B 项错误；Fe2O3 中含有杂质 SiO2，加入 NaOH 溶液，反应后过滤，发生反应： 2NaOH＋SiO2===Na2SiO3＋H2O，C 项正确；乙酸乙酯中含有杂质乙酸，加入饱 和 Na2CO3 溶液，然后分液，D 项错误。 14．下列装置能达到实验目的的是(　　) 答案　C 解析　A 项，碘与酒精不分层，故不可用分液法分离，错误；B 项，NaOH 应放于碱式滴定管中，错误；C 项，HCl 极易溶于水，造成烧瓶内的压强减小， 气球膨胀，正确；D 项，此时装置中 NaHCO3 的受热温度比 Na2CO3 的高，应将天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ Na2CO3 和 NaHCO3 位置对调，错误。 15．过硫酸钠(Na2S2O8)具有极强的氧化性，且不稳定， 某化学兴趣小组探究过硫酸钠的相关性质，实验如下。已知 SO3 是无色易挥发的固体，熔点 16.8 ℃，沸点 44.8 ℃。 (1)稳定性探究(装置如图)： 分解原理：2Na2S2O8 ===== △ 2Na2SO4＋2SO3↑＋O2↑。 此装置有明显错误之处，请改正：______________________，水槽冰水浴的 目的是____________________；带火星的木条的现象是_______________。 (2)过硫酸钠在酸性环境下，在 Ag＋的催化作用下可以把 Mn2＋氧化为紫红色 的离子，所得溶液加入 BaCl2 可以产生白色沉淀，该反应的离子方程式为 ______________________，该反应的氧化剂是______________，氧化产物是 ________。 (3)向上述溶液中加入足量的 BaCl2，过滤后对沉淀进行洗涤的操作是 ____________________________________________________________。 (4)可用 H2C2O4 溶液滴定产生的紫红色离子，取 20 mL 待测液，消耗 0.1 mol·L－1 的 H2C2O4 溶液 30 mL，则上述溶液中紫红色离子的浓度为______ mol·L －1，若 Na2S2O8 有剩余，则测得的紫红色离子浓度将________(填“偏高”“偏 低”或“不变”)。 答案　(1)试管口应该略向下倾斜(合理即可)　冷却并收集 SO3　木条复燃 (2)2Mn2＋＋5S2O2－8 ＋8H2O =====Ag＋ 2MnO－4 ＋10SO2－4 ＋16H＋　S2O2－8 　MnO －4 (3)用玻璃棒引流，向漏斗中加蒸馏水至没过沉淀，使蒸馏水自然流下，重 复操作 2～3 次(合理即可) (4)0.06　偏高 解析　(1)在试管中加热固体物质时，试管口应略向下倾斜；SO3 的熔、沸点 均在 0 ℃以上，因此冰水浴有利于将生成的 SO3 气体冷却为固体，便于收集 SO3；由 Na2S2O8 的分解原理可知生成物中有氧气，故放在导管出气口的带火星 的木条会复燃。天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ (2)紫红色的离子为 MnO－4 ，结合“所得溶液加入 BaCl2 可以产生白色沉淀” 可知，产物中有 SO2－4 ，故反应的离子方程式为 2Mn2＋＋5S2O2－8 ＋8H2O =====Ag＋ 2MnO－4 ＋10SO2－4 ＋16H＋。根据该反应中元素化合价的变化可知氧化剂是 S2O2－8 ， 氧化产物是 MnO－4 。 (3)洗涤沉淀时，需要用玻璃棒引流，而且所加蒸馏水要没过沉淀，洗涤 2～ 3 次。 (4)根据得失电子守恒可得出关系式： 5H2C2O4　　　　　～　　　　　2MnO－4 5　　　　　　　　　　　　　　2 0．03 L×0.1 mol·L－1　 　　0.02 L×c(MnO－4 ) 故 c(MnO－4 )＝2 × 0.03 L × 0.1 mol·L－1 5 × 0.02 L ＝0.06 mol·L－1。Na2S2O8 具有氧化 性，消耗的 H2C2O4 增多，故测得的结果偏高。 16．碳酸镁晶须是一种新型吸波隐形材料中的增强剂。 Ⅰ.合成碳酸镁晶须的步骤：①配制一定浓度的 MgSO4 溶液和 NH4HCO3 溶 液；②量取一定量的 NH4HCO3 溶液于容器中，搅拌并逐滴加入 MgSO4 溶液，控 制温度 50 ℃，反应一段时间；③用氨水调节溶液 pH 至 9.5，放置 1 h 后，过滤、 洗涤、干燥得碳酸镁晶须产品。 Ⅱ.测定产品 MgCO3·nH2O 中的 n 值(仪器和药品如图所示)： 回答下列问题： (1)配制 250 mL 0.1 mol·L－1 MgSO4 溶液，所需玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和 量筒外，还有________________________________。 (2)检验碳酸镁晶须是否洗干净的方法是 _________________________________________________________________。 (3)上述装置的连接顺序为________(按气流方向，用接口字母表示)，其中 B 装置的作用是________________________________________________________，天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ C 装置的作用是________________________________________________。 (4)加热前先通入 N2 排尽装置中的空气，称取 C、D 的初始质量后，边加热 边通入 N2 的作用是________________________________________等。 (5)若 B 装置中无残留物，要准确测定 n 值，则至少需要下列所给数据中的 ________(填选项字母)。 a．装置 A 反应前后质量差 m1 b．装置 C 反应前后质量差 m2 c．装置 D 反应前后质量差 m3 答案　(1)250 mL 容量瓶、胶头滴管 (2)取最后一次洗涤液少许于试管中，加入稀盐酸酸化，再加入几滴氯化钡 溶液，若不再产生白色沉淀，则说明沉淀已洗干净(其他合理答案也可) (3)a→e、d→b　冷却　吸收 CO2 (4)将分解生成的气体全部带入装置 C 或 D 中，使其完全被吸收，并防止倒 吸 (5)ab(或 ac 或 bc) 解析　 (2)由题中合成碳酸镁晶须的操作步骤看出，洗涤沉淀时主要洗去 NH＋4 、SO 2－4 等离子，故只要检验洗涤液中是否含有 SO 2－4 即可判断沉淀是否洗 涤干净。 (3)测定产品中结晶水的含量，要使混合气体首先通过足量浓硫酸吸收水， 再通过足量 NaOH 溶液吸收 CO2。 (4)为了防止空气中的水和 CO2 对实验产生干扰，开始加热前要先通入 N2， 加热时也要通入 N2 使生成的水蒸气和 CO2 全部被赶出并吸收，以减小误差，并 防止倒吸。 (5)若已知固体质量差 m1 和生成的水蒸气的质量 m3 可求得 n 值：m1－m3 m3 ＝ 44 18n ，解得 n＝ 22m3 9(m1－m3)；若已知固体质量差 m1 和生成的 CO2 的质量 m2，可通 过求水蒸气的质量求得 n 值： m2 m1－m2 ＝ 44 18n ，解得 n＝22(m1－m2) 9m2 ；若已知生成 的 CO2 和水蒸气的质量，也可求得 n 值：m2 m3 ＝ 44 18n ，解得 n＝22m3 9m2 。天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 17．某研究性学习小组对碳与氧化铁按不同比例在高温下反应的气体产物进 行实验探究： Ⅰ.提出猜想 猜想 1：该反应气体产物只有 CO2； 猜想 2：该反应气体产物只有 CO； 猜想 3：该反应气体产物可能有________。 Ⅱ.查阅资料 ①N2 不与 C、Fe2O3 发生反应，所以该反应可以在氮气氛围中进行。 ②实验室可利用饱和氯化铵溶液和亚硝酸钠混合加热制 N2，写出该反应的 离子方程式： __________________________________________________________。 Ⅲ.设计方案 用如图装置将一定量的 Fe2O3 在隔绝空气的条件下与一定量炭粉反应，测定 固体反应物的质量变化。 Ⅳ.实验步骤 ①按图连接好装置后，首先应进行的操作是 ______________________________________________________________。 ②称量：m(Fe2O3)＝1.60 g，m(C)＝0.24 g，均匀混合，并全部装入燃烧管。 ③加热燃烧管前，先通一段时间 N2，此操作的目的是 ____________________________。B 装置的作用是 ________________________________。 ④停止通 N2，夹紧弹簧夹，充分加热燃烧管，使 Fe2O3 与 C 完全反应。 ⑤停止加热，再通 N2，冷却至室温，准确称量燃烧管中的剩余固体质量为 1.12 g。从实验数据确定猜想________成立。天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ Ⅴ.小明同学从环保角度分析，用该装置进行实验会对环境造成污染，你认 为应如何处理？ ___________________________________。 答案　Ⅰ.CO2 和 CO Ⅱ.NH＋4 ＋NO－2 ===== △ N2↑＋2H2O Ⅳ.①检查装置气密性　③排尽装置内空气　干燥 N2　⑤3 Ⅴ.在 D 装置导管处用酒精灯将尾气点燃，或用塑料袋收集 解析　Ⅰ.从元素的组成分析，还可能是 CO 和 CO2 的混合气体。 Ⅱ.NH ＋4 和 NO －2 中 N 元素发生归中反应生成 N2。 Ⅳ.装置内空气中的 O2、CO2 会与炭粉反应，故需要先用 N2 排出装置内的空 气，生成的 N2 需要干燥后才可通入燃烧管中。1.6 g Fe2O3 的物质的量为 0.01 mol，含有的 Fe 为 0.02 mol，质量为 1.12 g，与反应后剩余固体质量相等，所以 C 元素全部以气体形式存在，0.24 g C 为 0.02 mol,0.01 mol Fe2O3 中含有 0.03 mol O 原子，若 C 仅以 CO 形式存在，则含有 O 原子 0.02 mol，若 C 仅以 CO2 形式 存在，则含有 O 原子 0.04 mol，所以气体应为 CO 和 CO2 的混合物。 Ⅴ.CO 有毒，可用气球收集或用点燃法处理。 18．工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。某兴趣小组的同学发现：将一定量 的铁钉与浓硫酸加热时，观察到铁钉完全溶解，并产生大量气体。实验室现有下 列试剂：0.01 mol·L－1 酸性 KMnO4 溶液、0.10 mol·L －1 KI 溶液、新制氯水、淀 粉溶液、蒸馏水。请你协助他们探究所得溶液和气体的成分。 【提出猜想】 Ⅰ.所得溶液中的金属离子可能含有 Fe2＋和 Fe3＋中的一种或两种。 Ⅱ.所得气体中肯定含有______________气体。 【实验探究】 实验操作 预期现象 结论 验证猜想Ⅰ 步骤①：取少量 0.01 mol·L－1 酸性 KMnO4 溶液，滴入所得溶液中 ________ _______ _ 步骤②：___________________ ________ 含有 Fe3 ＋ 验证猜想Ⅱ 将所得气体通入如图所示装置 ________ 含有两天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 种或两 种以上 气体 【问题讨论】 (1)有同学提出：若另外选用 KSCN 溶液，则仅利用 KSCN 和新制氯水两种 溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究，试问是否可行？________(填“可行”或“不 可行”)，并说明原因：__________________________________。 (2)有同学提出：试管中气体可能是 H2 和 Q 气体，为此重新设计了如图所示 实验装置(图中夹持仪器省略)。 ①认为含有 Q 的理由是__________________________________(用化学方程 式表示)。 ②为确认 Q 的存在，则 M 中盛放的试剂为________，并将装置 M 添加于 ________(填字母)。 a．A 之前 b．A、B 间 c．B、C 间 d．C、D 间 ③装置图中 D、E、F 组合的作用是______________________________。 答案　【提出猜想】　SO2 【实验探究】 实验操作 预期现象 结论 验证 溶液紫红色褪去 含有 Fe2＋ 猜想Ⅰ 另取少量所得溶液，滴加 KI 溶 液和淀粉溶液 溶液变蓝色 验证猜想 甲中 KMnO4 溶液褪色，乙天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ Ⅱ 中 KMnO4 溶液颜色不变； 试管中收集到气体 【问题讨论】　(1)不可行　若溶液中含有 Fe3＋则无法检验溶液中是否含有 Fe2＋ (2)①C＋2H2SO4(浓) ===== △ CO2↑＋2SO2↑＋2H2O ②澄清石灰水　c　③确认是否有 H2 解析　【提出猜想】　浓硫酸和铁反应生成二氧化硫，所以所得气体中肯定 含有 SO2。 【实验探究】　验证猜想Ⅰ：酸性高锰酸钾有强氧化性，二价铁离子有还原 性，所以酸性高锰酸钾溶液能和二价铁离子发生氧化还原反应，如果步骤①溶液 紫红色褪去，说明含有二价铁离子，否则没有；碘化钾有还原性，三价铁离子有 氧化性，碘离子和三价铁离子能发生氧化还原反应生成单质碘，淀粉遇碘变蓝色， 所以步骤②为另取少量所得溶液，滴加 KI 溶液和淀粉溶液，如果溶液变为蓝色， 说明含有三价铁离子，否则没有。验证猜想Ⅱ：二氧化硫有还原性，能和强氧化 性物质发生氧化还原反应，如能使酸性高锰酸钾溶液褪色，氢气不能使酸性高锰 酸钾溶液褪色，且氢气不易溶于水，所以如果甲中 KMnO4 溶液褪色，说明含有 二氧化硫；乙中 KMnO4 溶液颜色不变，说明二氧化硫完全被吸收，如果试管中 收集到气体，则说明除二氧化硫外，还含有其他气体。 【问题讨论】　(1)新制氯水具有氧化性，二价铁离子有还原性，新制氯水 和二价铁离子能发生氧化还原反应生成三价铁离子，KSCN 溶液只能检验三价铁 离子不能检验二价铁离子，所以若溶液中含有 Fe3＋，则无法检验溶液中是否含 有 Fe2＋，不可行。 (2)①在加热时，铁钉中不仅铁和浓硫酸反应，C 也和浓硫酸反应生成二氧化 硫、二氧化碳和水，化学方程式为 C＋2H2SO4(浓) ===== △ CO2↑＋2SO2↑＋ 2H2O。②Q 为二氧化碳，二氧化碳和二氧化硫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二氧化碳的存在，选 d 时二氧化碳被碱石灰吸收。 ③根据氢气的性质分析，氢气具有还原性，能还原黑色的氧化铜而生成水，水能 使白色的无水硫酸铜变蓝。天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/