1、第十一章 化学实验第一讲 化学实验基础一、选择题1化学实验设计和操作中十分重视师生安全问题和环境保护问题。下列操作方法不正确的是 ()A制氧气时排水法收集氧气后出现倒吸现象，立即打开试管上的橡皮塞B在气体发生装置上直接点燃乙炔气体时，必须先检验乙炔气体的纯度C实验结束后将所有的废液倒入下水道排出实验室，以免污染实验室D给试管中的液体加热时不停移动试管或加入碎瓷片，以免暴沸伤人解析选项A，产生倒吸现象的原因是由于装置内压力的降低，致使收集气体时，水槽中的水进入制气装置中，打开试管上的橡皮塞可阻止倒吸的水进入制气装置中；选项B，点燃可燃性气体之前，都要对气体进行验纯，防止出现爆炸事故；选项C，实验
2、结束后的废液中有的含有有毒性的物质，不能直接倒入下水道，应倒入指定的容器中，经处理后再排放；选项D，给试管中的液体加热时，不停移动试管可使试管内的液体受热均匀，加入碎瓷片也能防止出现暴沸现象。答案C2在实验室进行下列实验，括号内的实验用品都能用到的是 ()A硫酸铜晶体里结晶水含量的测定(坩埚、温度计、硫酸铜晶体)B蛋白质的盐析(试管、醋酸铅溶液、鸡蛋白溶液)C钠的焰色反应(铂丝、氯化钠溶液、稀盐酸)D肥皂的制取(蒸发皿、玻璃棒、甘油)解析A项，不需要温度计，故错误；B项，不能用醋酸铅溶液，重金属盐使蛋白质变性，故错误；C项正确；D项不需要使用甘油，故错误。答案C3某同学通过系列实验探讨Mg及其
3、化合物的性质，操作正确且能达到目的的是 ()A将水加入浓硫酸中得稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性B将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成C将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀D将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体解析A项中浓硫酸的稀释操作错误。C项中过滤时应将浊液沿玻璃棒注入漏斗中过滤，C错。D项溶液蒸发应在蒸发皿中进行，并且MgCl2溶液蒸发时要设法抑制Mg2的水解，D错。答案为B。答案B4下列实验现象预测正确的是 ()A实验：振荡后静置，上层溶液颜色保持不变B实验：酸性KMnO4溶液中出
4、现气泡，且颜色逐渐退去C实验：微热稀HNO3片刻，溶液中有气泡产生，广口瓶内始终保持无色D实验：继续煮沸溶液至红褐色，停止加热，当光束通过体系时可产生丁达尔效应解析A项，振荡后，Br2与NaOH溶液发生反应：Br22NaOH=NaBrNaBrOH2O，苯层(上层)溶液颜色变浅至无色，错误；B项，浓H2SO4具有脱水性，能使蔗糖炭化，并放出大量的热，生成的炭在较高温度下与浓H2SO4反应产生CO2和SO2气体，反应为C2H2SO4(浓)CO22SO22H2O，SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，正确；C项，铜丝与稀HNO3反应产生NO气体，NO与广口瓶内空气中的O2反应生成红棕色的NO2，反应为2
5、NOO2=2NO2，故广口瓶内开始应有红棕色气体产生，错误；D项，将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，发生水解反应：FeCl33H2OFe(OH)3(胶体)3HCl，Fe(OH)3胶体能产生丁达尔效应，D项正确。答案BD5广口瓶在化学实验室中被称为万能瓶，这是因为在实验方案设计中，玻璃管和其他简单仪器可以配合广口瓶组成各种功能的装置。下图中能用作安全瓶防倒吸的装置是()解析A装置中间的玻璃管起到调节瓶内压强的作用，可以防倒吸；B装置中的两个进气管都可能产生倒吸；C装置中量筒内的导气管可能产生倒吸；D装置中的进气管可能产生倒吸。来源:学*科*网答案A6下列实验操作或实验事故处理正确的是 ()A实验室
6、制溴苯时，将苯与液溴混合后加到有铁丝的反应容器中B实验室制硝基苯时，将硝酸与苯混合后再滴加浓硫酸C实验时手指不小心沾上苯酚，立即用70 以上的热水清洗D实验室制乙酸丁酯时，用水浴加热解析B项，先将浓硫酸与硝酸混合；C项，手指沾上苯酚后，应先用乙醇洗涤，再用水冲洗；D项，实验室制乙酸丁酯时，应直接加热。答案A7下列实验操作的先后顺序的说法正确的是 ()加热试管时，先均匀加热，后局部加热用排水法收集气体时，先移出导管后撤酒精灯制取气体物质时，先检查装置气密性后装药品使用容量瓶、分液漏斗、滴定管前，先检查是否漏水后洗涤干净用试纸检验气体性质时，先用蒸馏水将试纸湿润后检验使用托盘天平时，要先调零后称量
7、做H2还原CuO实验时，先通H2后加热CuO；反应完毕后，先撤酒精灯待试管冷却后停止通H2A除以外 B除以外来源:学*科*网C除以外 D全部正确解析加热试管时，先均匀加热，后局部加热可防止试管局部过热而炸裂，用排水法收集气体时，要先撤出导管，然后熄灭酒精灯，以免引起倒吸，制取气体物质时，要先检查装置的气密性，否则会造成药品的浪费，分液漏斗和滴定管的活塞容易出现漏液现象，使用前必须检查是否漏水，用容量瓶来配制溶液时，摇匀这个步骤需颠倒容量瓶23次，故必须保证瓶塞处不能漏液，用蒸馏水先将试纸湿润，让气体溶解并与来源:Z|xx|k.Com试纸发生作用，否则气体不与试纸作用，使用托盘天平时，必须先调零
8、，否则可能引起实验误差，H2还原CuO时要先通H2，排净系统内的空气，若先加热再通H2会引起爆炸，实验完毕后仍需通H2以待试管冷却，若立即停止通H2，会引起氧化。答案D8下列关于实验的叙述正确的是 ()A向煮沸的1 mol/L NaOH溶液中滴加饱和FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体B直接观察焰色反应，火焰为浅紫色，则一定不含钠元素C若酸碱用量不同，则相同条件下测得的中和热数值也不同D将二氧化锰和0.5 mol/L盐酸混合加热，制取氯气解析制备Fe(OH)3胶体应是向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，A错；由于黄色火焰能覆盖浅紫色火焰，故直接观察焰色反应，火焰为浅紫色，则一定不含钠元素，B对；中
9、和热是指在稀溶液中酸跟碱发生中和反应而生成1 mol水时的反应热，与酸碱用量无关，C错；制取氯气使用的是浓盐酸，0.5 mol/L的盐酸是稀盐酸，D错。答案B二、非选择题9某同学进行实验研究时，欲配制1.0 molL1Ba(OH)2溶液，但只找到在空气中暴露已久的Ba(OH)28H2O试剂(化学式量：315)。在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解，烧杯中存在大量未溶物。为探究其原因，该同学查得Ba(OH)28H2O在283 K、293 K和303 K时的溶解度(g/100 g H2O)分别为2.5、3.9和5.6。(1)烧杯中未溶物可能仅为BaCO3，理由是_。(2)假设试剂由大量B
10、a(OH)28H2O和少量BaCO3组成。设计实验方案，进行成分检验。写出实验步骤、预期现象和结论。(不考虑结晶水的检验；室温时BaCO3饱和溶液的pH9.6)限选试剂及仪器：稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管实验步骤预期现象和结论步骤1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置、过滤，得滤液和沉淀步骤2：取适量滤液于试管中，滴加稀硫酸续表步骤3：取适量步骤1中的沉淀于试管中，_步骤4：(3)将试剂初步提纯后，准确测定其中Ba(OH)28H2O的含量。实验如下：配制250 mL约0.1 molL1 Ba(OH)2溶液：准确称取w克试样，
11、置于烧杯中，加适量蒸馏水，_，将溶液转入_中，洗涤，定容，摇匀。滴定：准确量取25.00 mL所配Ba(OH)2溶液于锥形瓶中，滴加指示剂，将_(填“0.020”、“0.05”、“0.198 0”或“1.5”)molL1盐酸装入50 mL酸式滴定管，滴定至终点，记录数据。重复滴定2次。平均消耗盐酸V mL。计算：Ba(OH)28H2O的质量分数_(只列出算式，不做运算)。(4)室温下，_(填“能”或“不能”)配制1.0 molL1Ba(OH)2溶液。解析(3)nBa(OH)20.025 L0.1 molL10.002 5 mol，n(HCl)2nBa(OH)20.005 mol，由于所用盐酸的
12、体积应小于50 mL，故c(HCl)0.1 molL1，若用1.5 molL1盐酸进行滴定，则会使盐酸体积过小，产生较大误差，故应选用0.198 0 molL1盐酸进行滴定。试样中，Ba(OH)28H2O的质量分数100%.(4)室温(293 K)下，Ba(OH)28H2O的溶解度为3.9 g，则100 g水中最多能溶解的Ba(OH)28H2O的物质的量为0.012 mol，而溶液的体积约为0.1 L，故Ba(OH)2溶液的物质的量浓度约为0.12 molL1，远小于1.0 molL1，故室温下不能配制1.0 molL1Ba(OH)2溶液。答案(1)Ba(OH)2能吸收空气中的CO2生成不溶物
13、BaCO3(2)步骤2：有白色沉淀和气泡生成，证明试剂中含有BaCO3，还可能含有Ba(OH)2。步骤3：加入足量稀盐酸，并将所得气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，证明试剂中含有BaCO3。(或加入适量蒸馏水，保证固体有剩余，用pH计测定上层溶液的pH若读数为9.6，证明试剂中含有BaCO3。)步骤4：取适量步骤1中滤液于试管中，用pH计测定其pHpH大于9.6，即可说明混合物中含有Ba(OH)28H2O(3)充分溶解并冷却至室温250 mL容量瓶0.198 0100%(4)不能10利用Na2O2与水反应能放出氧气的性质，可通过选择装置A或B来测定已部分变质的Na2O2样品中Na2O2的质量
14、分数。(1)现欲用500 mL量筒进行测定，取用Na2O2样品的质量应是_(填序号)。A0.1 g0.2 g B2.5 g3.0 gC5.0 g6.0 g D10 g15 g(2)如用托盘天平称取样品，应选用如图中的_(填数字序号)，不选用另一个装置的原因是_。(3)因Na2O2与水反应会放热而影响测定的准确性，所以反应结束后，必须使锥形瓶中的气体温度降低至室温。如忽略导管本身带来的测量误差，应选用装置A、B中的_(填“A”或“B”)。如果选用了另一种不适当的装置，测得的Na2O2的质量分数会_(填“偏大”或“偏小”)，原因是_。(4)如在实验中，气体摩尔体积为a L/mol，量筒中收集到的水
15、的体积为V mL，样品的质量为m g，则样品中Na2O2的质量分数为_ %。解析根据量筒的体积可粗略计算出Na2O2的最大质量约为3.5 g，Na2O2的质量应小于3.5 g，如果过多会造成量筒中液体外溢，如果过少产生的气体太少，测量过程中量筒无法读数或误差太大，故选择Na2O2样品的合适质量为2.5 g3.0 g。量筒中收集到的液体体积即为O2的体积，其物质的量n(O2)mol，根据反应关系式：2Na2O2O2，可得n(Na2O2)mol，Na2O2的质量分数(78 gmol12V103mol/a)/m g100%100%。答案(1)B(2)过氧化钠容易吸收空气中的H2O和CO2，不宜暴露在
16、空气中称量，并且过氧化钠为粉末状，不易全部转移到锥形瓶中(3)A偏大量筒的读数大于室温时放出的氧气的体积(4)11某化学兴趣小组欲设计使用如下装置验证：铜和一定量的浓硝酸反应有一氧化氮产生。(假设气体体积均为标准状况下测定，导气管中气体体积忽略不计，且忽略反应中的溶液体积变化)试回答下列问题：(1)将铜粉分散在石棉绒中的原因是_。(2)在铜和浓硝酸反应前，挤压打气球，经A、B、C反应后，进入D中的气体是_(填化学式)，通入该气体的目的是_；进行此步操作时应关闭_(填“k1”“k2” 或“k3”，下同)，打开_。(3)若C装置的硬质玻璃管中出现堵塞，则B中可能出现的现象是_来源:Zxxk.Com
17、_。(4)关闭k1、k2，打开k3，由分液漏斗向D中滴加浓硝酸。待Cu和浓硝酸反应结束后，再通过分液漏斗向D中加入CCl4至满。则D中一定发生反应的离子方程式为_。(5)若E中出现倒吸，可采取的应急操作是_。(6).从E装置所得溶液中取出25.00 mL溶液，加两滴酚酞，用0.100 0 molL1的NaOH溶液滴定，当滴定完成后消耗NaOH溶液18.00 mL，则E容器中所得硝酸的物质的量浓度为_molL1。.若实验测得F装置所收集到的气体体积为139.00 mL，则铜和一定量的浓硝酸反应_(填“有”或“无”)NO生成，其依据是(请用数据和文字说明) _。解析本题考查验证Cu与浓HNO3反应
18、可能产生NO的实验过程，其原理为，先用打气球将整个装置中的CO2、O2和H2O除尽(NaOH用来吸收CO2，浓硫酸用来吸收水蒸气，铜粉用来除去O2)。从A至E在反应之前都必须充满N2。浓HNO3与Cu反应产生NO2气体，再加满CCl4至D中的目的是将产生的NO2全部挤入E中与水反应，产生的NO通过排水法量气，然后计算出NO的量是否与NO2和水反应产生的NO的量相等，若大于，则说明Cu与浓硝酸反应除产生NO2外，还产生NO。答案(1)增大铜粉与氧气的接触面积，使反应迅速、充分(2)N2排出D中的空气k3k1、k2(3)锥形瓶中玻璃管内液面上升 (4)Cu2NO4H=Cu22NO22H2O(5)向
19、下调节量气管(或及时关闭k3)(其他合理答案也可以)(6).0.072 0.有E装置中生成100 mL 0.072 0 molL1硝酸时产生的NO约为80.6 mL，而试管中原有50 mL N2，二者之和小于139.00 mL，说明生成NO2的同时有NO生成12某实验小组利用如下装置(部分固定装置略)制备氮化钙(Ca3N2)，并探究其实验式。(1)按图连接好实验装置。检查装置的气密性，方法是_。(2)反应过程中末端导管必须始终插入试管A的水中，目的是_。(3)制备氮化钙的操作步骤是：打开活塞K并通入N2；点燃酒精灯，进行反应；反应结束后，_；拆除装置，取出产物。(4)数据记录如下：空瓷舟质量m
20、0/g瓷舟与钙的质量m1/g瓷舟与产物的质量m2/g14.80来源:学科网15.0815.15计算得到实验式CaxN2，其中x_。若通入的N2中混有少量O2，请比较x与3的大小，并给出判断依据：_。解析本题考查实验操作、实验计算及误差分析。(3)Ca3N2能与水反应，所以反应完成后，通N2以防Ca3N2与水反应，影响测定结果。(4)m(Ca)15.08 g14.80 g0.28 gm(N2)15.15 g15.08 g0.07 g2.8即x2.8。答案(1)关闭活塞K，微热反应管，试管A中有气泡冒出，停止加热，冷却后若末端导管中水柱上升且高度保持不变，则说明装置气密性良好。(2)防止反应过程中空气进入反应管；便于观察N2流速(3)熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通N2并关闭活塞K(4)2.80O2和N2分别与等量的Ca反应，生成CaO的质量高于Ca3N2。若通入的N2中混有少量O2，会导致计算出的n(N)偏大，所以n(Ca)/n(N)，即x3。