（浙江選考）2019版高考化學大一輪復習 專題11 化學實驗基礎與實驗化學 專題講座七 學考第28題——化學實驗基礎學案.doc

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專題講座七　學考第28題——化學實驗基礎 1．(2017浙江11月選考，28)為了探究鐵、銅及其化合物的性質(zhì)，某同學設計并進行了下列實驗。 已知：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g) 請回答： (1)虛線框處宜選擇的裝置是______(填“甲”或“乙”)；實驗時應先將螺旋狀銅絲加熱，變黑后再趁熱迅速伸入所制得的純凈氫氣中，觀察到的實驗現(xiàn)象是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)實驗后，取硬質(zhì)玻璃管中適量的固體，用一定濃度的鹽酸溶解，滴加KSCN溶液，沒有出現(xiàn)血紅色，說明該固體中沒有＋3價的鐵，判斷結論是否正確并說明理由________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)乙　銅絲變紅色，試管壁有水珠生成 (2)不正確，剩余的鐵將生成的三價鐵還原成了二價鐵離子：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋ 解析　(1)氫氣的密度小于空氣，所以用向下排空氣法收集，選乙；氧化銅和氫氣發(fā)生反應CuO＋H2===H2O＋Cu，所以銅絲變紅色，試管壁有水珠出現(xiàn)。 (2)已知3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2，F(xiàn)e3O4中含有三價鐵，但是剩余的鐵單質(zhì)會和三價鐵離子反應生成二價鐵離子，若剩余鐵單質(zhì)足量，將所有鐵離子反應完全，那么加入硫氰化鉀溶液，就不會出現(xiàn)血紅色。 2．(2017浙江4月選考，28)FeSO4受熱分解的化學方程式為2FeSO4Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑ 請回答： (1)將FeSO4受熱產(chǎn)生的氣體按圖示裝置進行實驗，證實含有SO3和SO2。能說明SO2存在的實驗現(xiàn)象是______________________；為測定BaSO4沉淀的質(zhì)量，后續(xù)的操作步驟依次為________、洗滌、干燥、稱量。 (2)設計一個實驗方案，用化學方法驗證FeSO4受熱后固體的成分(不考慮其他反應)________。 答案　(1)品紅溶液褪色　過濾 (2)取適量固體，加足量稀鹽酸溶解。取反應后溶液滴加KSCN溶液，若顯血紅色，則有Fe3＋(含F(xiàn)e2O3) 解析　(1)SO2具有漂白性，能說明SO2存在的實驗現(xiàn)象是品紅溶液褪色；為測定BaSO4沉淀的質(zhì)量，后續(xù)的操作步驟依次為過濾、洗滌、干燥、稱量。(2)固體是氧化鐵，可以通過檢驗鐵離子驗證，即實驗方案是向固體成分中加入稀鹽酸，取反應后溶液，滴加KSCN溶液，若有血紅色出現(xiàn)，則表示溶液中存在Fe3＋，產(chǎn)物中有Fe2O3存在。 3．(2016浙江10月選考，28)用無水Na2CO3固體配制250 mL 0.100 0 molL－1的溶液。 請回答： (1)在配制過程中不必要的玻璃儀器是________。 A．燒杯　B．量筒　C．玻璃棒　D．膠頭滴管　E．容量瓶 (2)定容時的操作：當液面接近容量瓶刻度線時，_______________________________________，再將容量瓶塞蓋好，反復上下顛倒，搖勻。 (3)下列操作會使配得的Na2CO3溶液濃度偏低的是________。 A．稱取相同質(zhì)量的Na2CO310H2O固體進行配制 B．定容時俯視容量瓶的刻度線 C．搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于容量瓶刻度線，再滴加蒸餾水至刻度線 D．轉(zhuǎn)移洗滌液時灑到容量瓶外，繼續(xù)用該未清洗的容量瓶重新配制 答案　(1)B (2)用膠頭滴管滴加蒸餾水至溶液凹面最低處正好與刻度線相切 (3)AC 解析　(1)在配制一定物質(zhì)的量濃度溶液時，量筒可用也可不用。 (3)A項，若稱取相同質(zhì)量的Na2CO310H2O，造成Na2CO3的質(zhì)量偏小，所配溶液濃度偏低；B項，定容時俯視刻度線，溶液體積偏小，所配溶液濃度偏高；C項，搖勻后，發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線，若此時再加水，造成溶液體積偏大，所配溶液濃度偏低；D項，未清洗容量瓶，造成溶液有殘留，所配溶液濃度偏高。 4．(2016浙江4月選考，28)為測定碳酸鈉和碳酸氫鈉混合樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)，可通過加熱分解得到的CO2質(zhì)量進行計算。某同學設計的實驗裝置示意圖如下： 請回答： (1)儀器a的名稱是________。 (2)裝置B中冰水的作用是_________________________________________________________。 (3)該同學設計的實驗裝置存在缺陷，有關該實驗裝置及實驗過程中，下列因素可能使碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)偏高的是________(填字母)。 A．樣品分解不完全 B．裝置B、C之間缺少CO2的干燥裝置 C．產(chǎn)生CO2的速率太快，沒有被堿石灰完全吸收 D．反應完全后停止加熱，通入過量的空氣 答案　(1)干燥管　(2)使水蒸氣變成液態(tài)的水　(3)AC 解析　該實驗的原理：通過稱量反應前后C裝置(吸收NaHCO3加熱分解后的CO2)的增重，來計算樣品中NaHCO3的質(zhì)量，進而計算樣品中Na2CO3的質(zhì)量及其質(zhì)量分數(shù)。(1)儀器a的名稱為干燥管。(2)為減少實驗誤差，需要將裝置B中NaHCO3分解產(chǎn)生的水蒸氣變?yōu)橐簯B(tài)水，僅使CO2被裝置C中的堿石灰吸收。(3)若樣品分解不完全，則被C裝置吸收的CO2量減少，即樣品中的NaHCO3質(zhì)量偏低，從而計算求得的樣品中Na2CO3質(zhì)量分數(shù)偏高，A正確；裝置B、C之間缺少CO2的干燥裝置，則使C裝置的增重偏大，即樣品中NaHCO3的質(zhì)量偏大，從而Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)偏低，B錯誤；產(chǎn)生CO2的速率太快，沒有被堿石灰完全吸收，使C裝置的增重偏低，即樣品中NaHCO3的質(zhì)量偏低，從而使Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)偏高，C正確；反應完全后停止加熱，通入過量的空氣，空氣中含有部分CO2，使C裝置的增重偏高，即樣品中NaHCO3的質(zhì)量偏高，從而Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)偏低，D錯誤。 在本省學考中，第28題作為固定題型的實驗題目，涉及的基本實驗操作如儀器的連接、氣密性檢查等，及較高層次的實驗方案設計與評價、誤差分析等，檢測學生的化學學科基本素養(yǎng)。 1．氣體制備實驗的基本思路 2．重要氣體的發(fā)生裝置 依據(jù)制備氣體所需的反應物狀態(tài)和反應條件，可將制備氣體的發(fā)生裝置分為三類： (1)固體＋固體氣體 發(fā)生裝置： 制備氣體：O2、NH3、CH4等 (2)固體＋液體氣體或液體＋液體氣體 發(fā)生裝置： 制備氣體：Cl2、C2H4等 (3)固體＋液體(不加熱)―→氣體 發(fā)生裝置： 制備氣體：選擇合適的藥品和裝置能制取中學化學中常見的所有氣體。 3．氣體的除雜方法 除雜試劑選擇的依據(jù)：主體氣體和雜質(zhì)氣體性質(zhì)上的差異，如溶解性、酸堿性、氧化性、還原性、可燃性。除雜原則：(1)不損失主體氣體；(2)不引入新的雜質(zhì)氣體；(3)在密閉裝置內(nèi)進行；(4)先除易除的氣體。 一般可從以下幾個方面考慮：①易溶于水的雜質(zhì)可用水吸收；②酸性雜質(zhì)可用堿性物質(zhì)吸收；③堿性雜質(zhì)可用酸性物質(zhì)吸收；④水分可用干燥劑吸收；⑤能與雜質(zhì)反應生成沉淀或可溶性的物質(zhì)，也可用作吸收劑。 4．氣體干燥凈化裝置 類型 液態(tài)干燥劑 固態(tài)干燥劑 固態(tài)干燥劑 固體加熱 裝置 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 常見干燥劑 濃H2SO4(酸性、強氧化性) 無水氯化鈣(中性) 堿石灰(堿性) 除雜試劑Cu、CuO、Mg等 當CO2中混有O2雜質(zhì)時，應選用上述Ⅰ～Ⅳ中的Ⅳ裝置除O2，除雜試劑是Cu粉。 5．氣體的收集方法 收集方法 收集氣體的類型 收集裝置 可收集的氣體(舉例) 排水法 難溶于水或微溶于水，又不與水反應的氣體 O2、H2、Cl2(飽和NaCl溶液)、CO2(飽和NaHCO3溶液)、CO等 排 空 氣 法 向上排空氣法 密度大于空氣且不與空氣中成分反應 Cl2、SO2、CO2等 向下排空氣法 密度小于空氣且不與空氣中的成分反應 H2、NH3等 6.尾氣處理的原因和方法 (1)原因：有些氣體有毒或有可燃性，任其逸散到空氣中，會污染空氣或者引發(fā)火災、爆炸等災害。 (2)處理方法：一般根據(jù)氣體的相關性質(zhì)，使其轉(zhuǎn)換為非氣態(tài)物質(zhì)或無毒物質(zhì)，如酸性有毒氣體用堿溶液吸收，可燃性氣體用點燃等措施。 7．常見氣體的檢驗 (1)可燃性氣體的檢驗 (2)酸性氣體的檢驗 (3)強氧化性氣體的檢驗 8．根據(jù)原理選擇裝置 有以下三種實驗裝置 A B C 用下列實驗原理制取常見氣體，請選擇相應的上述裝置。 (1)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑_________________________________________________； (2)2H2O22H2O＋O2↑________________________________________________________； (3)2KClO32KCl＋3O2↑___________________________________________________； (4)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑__________________________________________________； (5)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑________________________________________； (6)2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑__________________________________________； (7)MnO2＋4HCl(濃)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O_____________________________________。 答案　(1)C　(2)C　(3)A　(4)C　(5)C　(6)A　(7)B 9．根據(jù)性質(zhì)除去雜質(zhì) 為下列各組氣體選擇合適的除雜試劑(括號內(nèi)為雜質(zhì)氣體) (1)含有HCl雜質(zhì)的氣體 ①CO2(HCl)：________________________________________________________________； ②Cl2(HCl)：________________________________________________________________。 (2)中性氣體中含有酸性雜質(zhì)氣體 ①O2(Cl2)：________________________________________________________________； ②CO(CO2)：_________________________________________________________________。 (3)酸性氣體中含有其他酸性氣體 CO2(SO2)：__________________________________________________________________。 (4)含有O2雜質(zhì)的氣體 ①CO2(O2)：_________________________________________________________________； ②N2(O2)：_______________________________________________________________。 答案　(1)①飽和NaHCO3溶液?、陲柡褪雏}水 (2)①NaOH溶液?、贜aOH溶液　(3)飽和NaHCO3溶液或KMnO4溶液　(4)①灼熱銅網(wǎng)?、谧茻徙~網(wǎng) 1．(2017浙江省高三“超級全能生”選考科目8月聯(lián)考A卷)實驗室有一瓶久置的Na2SO3固體試劑，已部分變質(zhì)，為測定其純度，實驗設計與操作如下，請回答問題： (1)Na2SO3變質(zhì)的原因(用化學方程式表示)_______________________________________ ______________________________________________________________________________。 (2)取一定量的樣品溶于水，加入過量的BaCl2溶液，然后過濾(如圖)、洗滌、干燥、稱量，其中洗滌沉淀的具體操作為_____________________________________________________。 (3)實驗時用BaCl2比用CaCl2好，寫出兩點理由：____________。 答案　(1)2Na2SO3＋O2===2Na2SO4　(2)用玻璃棒引流，往漏斗中加入蒸餾水，浸沒沉淀物，讓水自然流下，重復2～3次　(3)一是用BaCl2作沉淀劑，BaSO4、BaSO3的相對分子質(zhì)量大，生成沉淀質(zhì)量大，稱量誤差小；二是用CaCl2作沉淀劑，CaSO4微溶，有誤差 解析　(1)本題考查Na2SO3的性質(zhì)，Na2SO3中S顯＋4價，以還原性為主，容易被氧氣氧化成Na2SO4，化學方程式為2Na2SO3＋O2===2Na2SO4。(2)考查實驗基本操作，洗滌沉淀的方法：用玻璃棒引流，往漏斗中加入蒸餾水，浸沒沉淀物，讓水自然流下，重復2～3次。(3)考查沉淀劑的選擇，用BaCl2作沉淀劑，因為Ba的相對原子質(zhì)量大于Ca，因此BaSO4、BaSO3的相對分子質(zhì)量大，生成沉淀的質(zhì)量大，稱量誤差小；用CaCl2作沉淀劑，CaSO4微溶，有誤差。 2．(2017浙江省稽陽聯(lián)誼學校高三8月聯(lián)考)為了測定某鐵碳合金中鐵的質(zhì)量分數(shù)，某化學興趣小組設計了圖示實驗裝置。 (1)寫出碳與濃硫酸反應的化學方程式______________________________________________。 (2)C中品紅溶液的作用__________________________________________________________。 (3)該小組同學設計的實驗裝置存在缺陷，下列因素可能導致鐵的質(zhì)量分數(shù)測量值偏高的是________。 A．A中反應不完全 B．E中堿石灰吸收空氣中的CO2和H2O C．反應生成的SO2部分被E中堿石灰吸收 D．反應完全后，還有CO2氣體滯留在裝置體系中 答案　(1)C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O (2)檢驗SO2在B中是否吸收完全　(3)AD 解析　(1)濃硫酸具有強氧化性，碳與濃硫酸反應的化學方程式為C＋2H2SO4(濃)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。(2)為排除二氧化硫?qū)Χ趸紲y定的干擾，需要除去二氧化碳中的二氧化硫，即B中酸性高錳酸鉀溶液的作用是除去二氧化硫，因此C中品紅溶液的作用為檢驗SO2在B中是否吸收完全。(3)A中反應不完全，因此碳的質(zhì)量減少，鐵的質(zhì)量增加，鐵的質(zhì)量分數(shù)測量值偏高，A正確；E中堿石灰吸收空氣中的CO2和H2O導致E中質(zhì)量增加，因此碳的質(zhì)量增加，鐵的質(zhì)量減少，鐵的質(zhì)量分數(shù)測量值偏低，B錯誤；反應生成的SO2部分被E中堿石灰吸收導致E中質(zhì)量增加，因此碳的質(zhì)量增加，鐵的質(zhì)量減少，鐵的質(zhì)量分數(shù)測量值偏低，C錯誤；反應完全后，還有CO2氣體滯留在裝置體系中，因此碳的質(zhì)量減少，鐵的質(zhì)量增加，鐵的質(zhì)量分數(shù)測量值偏高，D正確，答案選AD。 3．(2017浙江省名校協(xié)作體高三上學期考試)某學習小組在研究CH4還原Fe2O3的實驗中，發(fā)現(xiàn)生成的黑色粉末能被磁鐵吸引。查閱資料得知：在溫度不同、受熱不均時會生成具有磁性的Fe3O4。為進一步探究黑色粉末的組成及含量，他們進行如下實驗。 (1)往黑色粉末中滴加鹽酸，觀察到有氣泡產(chǎn)生，則黑色粉末中一定有____________。 (2)用以下裝置可以說明產(chǎn)物有Fe3O4存在：檢查裝置的氣密性，往裝置中添加相應的藥品，接下來的一步操作為____________________________。 (3)為進一步證明黑色粉末是否含F(xiàn)e3O4，某同學設計實驗方案如下：取少量黑色粉末于試管，加足量鹽酸，充分振蕩使黑色粉末完全溶解，滴入KSCN溶液，觀察現(xiàn)象。請分析此方案是否可行，并解釋原因___________________________________________________________。 答案　(1)Fe(或鐵)　(2)打開止水夾K　(3)不可行?；旌衔镉需F，鐵能還原Fe3＋，同時Fe2＋也可能被氧化成Fe3＋ 解析　(1)還原Fe2O3的實驗中，發(fā)現(xiàn)生成的黑色粉末各組分均能被磁鐵吸引，應為鐵或四氧化三鐵，或為二者混合物，往黑色粉末中滴加鹽酸，觀察到有氣泡產(chǎn)生，證明含有金屬鐵。 (2)按如圖裝置連接好儀器(圖中夾持設備已略去)，檢查裝置的氣密性，往裝置中添加藥品，然后打開止水夾K通入氫氣，持續(xù)一段時間后再點燃C處的酒精燈。 (3)黑色粉末加入足量鹽酸溶解后，滴入KSCN溶液，不變血紅色可能有兩種情況，一種是無鐵離子存在，一種是有鐵離子存在，但Fe3＋和過量的鐵反應生成亞鐵離子，所以方案不正確。 4．(2017麗水、衢州、湖州三地市高三9月教學質(zhì)量檢測)一定溫度下，無水硫酸銅粉末受熱分解生成CuO和氣體A。氣體A為SO2、SO3和O2中的一種或幾種。請回答下列問題： (1)氣體A的合理組成為如下三種情況 ①只有SO3；②________；③三種氣體都有。 (2)只用一種試劑就能證明氣體A中是否含有SO2，該試劑是______________。 A．石蕊溶液 B．品紅溶液 C．BaCl2溶液 D．NaOH溶液 (3)若氣體A中SO2、SO3和O2都有，用下圖所示裝置測定其中O2的體積。測定結果比實際值明顯偏低，其原因是_____________________________________________________。 答案　(1)含有SO2和O2　(2)B　(3)SO2與O2在NaOH溶液中發(fā)生反應：2SO2＋O2＋4OH－===2SO＋2H2O，O2被吸收消耗，所測體積明顯偏低 解析　(1)根據(jù)氧化還原反應的規(guī)律可知，如果產(chǎn)生SO2，則一定同時有氧氣生成，即第二種假設是含有SO2和O2。(2)二氧化硫具有漂白性，能使品紅溶液褪色，所以該試劑是品紅溶液，答案選B。(3)由于SO2與O2在NaOH溶液中發(fā)生反應：2SO2＋O2＋4OH－===2SO＋2H2O，O2被吸收消耗，因此所測體積顯偏低。 5．(2017浙江省“七彩陽光”聯(lián)盟高三上學期期初聯(lián)考)某同學欲配制兩種一定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液。 (1)用NaOH固體配制100 mL 1 molL－1 NaOH溶液有如下基本操作，C操作的名稱是__________。 (2)該同學用上述1 molL－1 NaOH溶液配制50 mL 0.1 molL－1的NaOH溶液。下列儀器中不必要用到的有________。 ①托盤天平?、跓、哿客病、懿ＡО簟、萑萘科俊、弈z頭滴管 (3)該同學在兩次配制中，以下操作使所配溶液的物質(zhì)的量濃度偏大的是________。 A．準取稱取4.0 g NaOH，待溶解后立即轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中并定容 B．定容并搖勻，容量瓶正立后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線，繼續(xù)定容 C．用少量的1 molL－1 NaOH溶液將50 mL容量瓶洗滌2～3次 D．向容量瓶中加水至超過刻度線，用膠頭滴管吸出后再定容至100 mL 答案　(1)定容　(2)①　(3)AC 解析　(2)該同學用上述1 molL－1 NaOH溶液配制50 mL 0.1 molL－1的NaOH溶液。需要用到的儀器有燒杯、量筒、玻璃棒、50 mL容量瓶、膠頭滴管，故不需要托盤天平，答案選①。(3) 準取稱取4.0 g NaOH，待溶解后立即轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中并定容，溶液沒有冷卻至室溫，體積偏小，濃度偏大，A項可選；定容并搖勻，容量瓶正立后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線，繼續(xù)定容，則加入過多的水，濃度偏小，B項不選；用少量的1 molL－1 NaOH溶液將50 mL容量瓶洗滌2～3次，相當于先加入少量的氫氧化鈉溶液，濃度偏大，C項可選；向容量瓶中加水至超過刻度線，用膠頭滴管吸出后再定容至100 mL，加入過量的水，濃度偏小，D項不選。