1、专题十八化学常用仪器和化学实验基本操作【5年高考】考点一常用仪器的使用 1.(2019上海选考,10,2分)用镁带和稀硫酸反应产生氢气来测定氢气的气体摩尔体积,所用的步骤有冷却至室温,调节使水准管和量气管液面持平,读数。正确的顺序是()A.B.C.D.答案A2.(2019江苏单科,5,2分)下列实验操作能达到实验目的的是()A.用经水湿润的pH试纸测量溶液的pHB.将4.0 g NaOH固体置于100 mL容量瓶中,加水至刻度,配制1.000 molL-1 NaOH溶液C.用装置甲蒸干AlCl3溶液制无水AlCl3固体D.用装置乙除去实验室所制乙烯中的少量SO2答案D3.(2016浙江理综,8
2、,6分)下列叙述不正确的是()A.钾、钠、镁等活泼金属着火时,不能用泡沫灭火器灭火B.探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时,若先将两种溶液混合并计时,再用水浴加热至设定温度,则测得的反应速率偏高C.蒸馏完毕后,应先停止加热,待装置冷却后,停止通水,再拆卸蒸馏装置D.为准确配制一定物质的量浓度的溶液,定容过程中向容量瓶内加蒸馏水至接近刻度线时,改用滴管滴加蒸馏水至刻度线答案B4.(2019海南单科,17,9分)干燥的二氧化碳和氨气反应可生成氨基甲酸铵固体,化学方程式为2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)HFe2+B.将金属钠在燃烧匙中点燃,迅速伸入集满CO2的集气瓶集气瓶
3、中产生大量白烟,瓶内有黑色颗粒产生CO2具有氧化性C.加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,并在试管口放置湿润的红色石蕊试纸石蕊试纸变蓝NH4HCO3显碱性D.向2支盛有2 mL相同浓度银氨溶液的试管中分别加入2滴相同浓度的NaCl和NaI溶液一支试管中产生黄色沉淀,另一支中无明显现象Ksp(AgI)Ksp(AgCl)答案C本题考查实验原理和离子检验。FeCl3溶液与足量铁粉发生反应:Fe+2Fe3+ 3Fe2+,Fe为还原剂,还原产物为Fe2+,还原剂的还原性强于还原产物的还原性,A项不符合题意;根据实验现象可推知,钠在CO2气体中燃烧生成的黑色颗粒为C,C+4O2 C0,则CO2作氧化剂,
4、表现出氧化性,B项不符合题意;NH4HCO3受热分解生成NH3、H2O、CO2,其中NH3可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,根据现象无法得出NH4HCO3显碱性的结论,C项符合题意;向浓度相同的银氨溶液中分别加入相同浓度的Cl-和I-,产生AgI沉淀而没有产生AgCl沉淀,说明Ksp(AgI)HClOC草酸溶液滴入酸性高锰酸钾溶液中溶液逐渐褪色草酸溶液具有还原性D向某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液有白色沉淀产生该溶液中含有SO42-答案C12.(2021届潍坊五县高三10月联考,10)磷酸亚铁锂是制作电池的材料,其制备过程可以简化如图。下列说法错误的是()A.蒸发需要的硅酸盐材料仪器有烧杯、酒精
5、灯、玻璃棒、泥三角B.反应釜中反应的化学方程式为2H3PO4+Li2CO32LiH2PO4+H2O+CO2C.分离的操作是过滤D.烧结窑中氧化铁与炭黑发生氧化还原反应答案A13.(2021届历城二中高三10月学情检测,7)氮化钡(Ba3N2)是一种重要的化学试剂。高温下,向氢化钡(BaH2)中通入氮气反应可制得氮化钡。已知:Ba3N2遇水反应;BaH2在潮湿空气中能自燃,遇水反应。用图示装置制备氮化钡时,下列说法不正确的是()A.装置乙中反应的化学方程式为NaNO2+NH4ClN2+NaCl+2H2OB.气流由左向右的字母连接顺序为cabdegfC.实验时,先点燃装置乙中的酒精灯,反应一段时间
6、后,再点燃装置丙中的酒精喷灯进行反应D.装置甲中的浓硫酸和装置丁中的碱石灰都是用于吸收水蒸气,防止水蒸气进入装置丙中答案B14.(2020济宁三模,13)碳酸镧La2(CO3)3可用于治疗高磷酸盐血症。某化学小组用如图装置模拟制备碳酸镧,反应为2LaCl3+6NH4HCO3La2(CO3)3+6NH4Cl+3CO2+3H2O,下列说法正确的是()A.从左向右接口的连接顺序:FB,AD,ECB.装置X中盛放的试剂为饱和Na2CO3溶液C.装置Z中用干燥管的主要目的是增大接触面积,加快气体溶解D.实验开始时应先打开Y中分液漏斗的旋转活塞答案AD三、非选择题(本题包括1小题,共12分)15.(202
7、0济钢高级中学3月检测,18)(12分)草酸是草本植物常具有的成分。查阅相关资料得到草酸晶体(H2C2O43H2O)及其盐的性质如表。熔、沸点颜色、溶解性部分化学性质盐熔点:101102 沸点:150160 易升华草酸晶体无色,易溶于水100.1 受热脱水,175 以上分解成气体;具有还原性草酸钙难溶于水(1)草酸晶体(H2C2O43H2O) 175 以上会发生分解生成三种氧化物,某实验小组欲通过实验证明这三种氧化物。该小组选用丙装置作为分解装置,不选用甲装置的原因是。丙装置相对于乙装置的优点是。实验前检验该装置气密性的操作方法是。从图中选用合适的装置,验证分解产生的气体,装置的连接顺序是。(
8、用装置编号表示,某些装置可以重复使用,也可以装不同的试剂)B装置的作用是。(2)某实验小组称取4.0 g粗草酸晶体配成100 mL溶液,采用0.1 molL-1酸性高锰酸钾溶液滴定该草酸溶液,测定该草酸晶体的纯度。配制草酸溶液需要用到的主要玻璃仪器有。本实验达到滴定终点的标志是。将所配草酸分为四等份,实验测得每份平均消耗酸性高锰酸钾溶液20 mL。该粗草酸中含草酸晶体的质量为g(保留两位有效数字)。答案(1)甲装置管口向上,反应时生成的水蒸气冷凝回流易使试管炸裂乙装置管口略向下倾斜,晶体熔化后会流出试管,而丙装置会避免这些情况发生将丙装置连接导气管插入水中,加热试管,若导气管口有气泡冒出,停止
9、加热后倒吸形成一段稳定的水柱,证明装置气密性良好EBCDCEFC冷凝草酸,防止生成白色草酸钙沉淀干扰CO2的检验(2)烧杯、玻璃棒、100 mL容量瓶、胶头滴管滴入最后一滴高锰酸钾溶液,溶液由无色变为粉红色(或淡红色)且半分钟内颜色不变2.88教师专用题组【3年模拟】时间:40分钟分值:55分一、选择题(每小题2分,共18分)1.关于如图所示的装置对其作用的说法正确的是()A.c中装浓硫酸,该装置可用于干燥NH3、SO2等气体B.b口进气,该装置可用于排空气法收集CO2、Cl2、SO2等气体C.a口进气,c中装满水,该装置可用于排水法收集O2、H2等气体D.c中装NaHCO3饱和溶液,该装置可
10、用于除去CO2中混有的HCl杂质答案DA项,NH3不能用浓硫酸干燥,错误;B项,b口进气,该装置收集的气体必须是密度比空气小的气体,而CO2、Cl2、SO2都比空气密度大,错误;C项,a口进气,c中装满水,该装置无法收集气体,错误。2.下列实验操作会使最终结果偏高的是()A.配制100 mL 1.00 molL-1 NaCl溶液,定容时俯视刻度线B.用0.100 0 molL-1盐酸滴定20.00 mL NaOH溶液,起始读数时仰视C.用湿润的pH试纸测定NaOH溶液的pHD.测定中和热的数值时,将0.5 molL-1 NaOH溶液倒入盐酸后,立即读数答案AA项,配制100 mL 1.00 m
11、olL-1 NaCl溶液,定容时俯视刻度线,溶液的体积偏小,由c=nV可知所配溶液浓度偏高,正确;B项,用0.100 0 molL-1盐酸滴定20.00 mL NaOH溶液,起始读数时仰视,即起始时读数偏大,则计算得到的消耗标准液的体积偏小,由c(测)=c(标)V(标)V(测)可知测定浓度偏低,错误;C项,用湿润的pH试纸测定NaOH溶液的pH,NaOH溶液被稀释,所测溶液的pH偏小,错误;D项,测定中和热的数值时,将0.5 molL-1 NaOH溶液倒入盐酸后,立即读数,温度偏低,导致测定中和热数值偏低,错误。解题关键准确理解实验原理是解题的关键。溶液配制过程中,根据c=nV,结合配制过程中
12、溶质质量和溶液体积的变化来判断误差;而中和滴定根据c(测)=c(标)V(标)V(测),结合消耗标准液的体积误差对测定结果的影响进行分析即可。3.下列图示装置正确且能达到实验目的的是()答案C向容量瓶中转移溶液需要用玻璃棒引流,A项错误;过滤时漏斗下端需要靠在烧杯内壁上,B项错误;碘易升华,升华后的碘蒸气在冷的烧瓶底部凝华,C项正确;蒸馏时温度计的水银球应该位于蒸馏烧瓶的支管口附近,D项错误。4.下列实验操作能达到相应实验目的的是()A.用洁净的铁丝代替铂丝进行焰色反应B.用酒精代替CCl4来萃取溴水中的Br2C.用pH试纸测氯水的pHD.用酸性KMnO4溶液除去乙烯中的二氧化硫答案A铁丝、铂丝
13、灼烧均为无色,可用洁净的铁丝代替铂丝进行焰色反应,A项正确;酒精与水互溶,不能作萃取剂,B项错误;氯水中含有的HClO具有漂白性,故应选pH计测定pH,C项错误;乙烯、二氧化硫均能被高锰酸钾氧化,应选NaOH溶液洗气,D项错误。5.玻璃棒是化学实验中常用的仪器之一,主要用于搅拌、过滤或转移液体时的引流。下列有关实验过程中,肯定不需要使用玻璃棒的是()用pH试纸测定Na2CO3溶液的pH从氯酸钾和二氧化锰制取氧气的剩余固体中提取KCl用饱和FeCl3溶液和沸水制取Fe(OH)3胶体配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液取某溶液做焰色实验,检验该溶液中是否含有钠元素用适量的蔗糖、浓硫酸和水在小烧杯中进行
14、浓硫酸的脱水性实验促使过饱和的硝酸钾溶液析出晶体 A.B.C.D.答案C用pH试纸测定溶液的pH,可用玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上观察;从氯酸钾和二氧化锰制取氧气的剩余固体中提取KCl,可根据KCl易溶于水,而MnO2不溶于水,用过滤和蒸发操作提取,操作时需要用玻璃棒进行引流和搅拌;将几滴饱和FeCl3溶液滴入沸腾的蒸馏水中,继续加热至液体呈红褐色,得到的液体就是Fe(OH)3胶体,不需使用玻璃棒;配制一定物质的量浓度的氯化钠溶液需用玻璃棒搅拌和引流;做焰色反应实验时,用铂丝蘸取待测液进行灼烧,无需使用玻璃棒;进行浓硫酸的脱水性实验,需要用玻璃棒不断搅拌;促使过饱和的硝酸钾溶液析出晶体,应该
15、使用玻璃棒不断搅拌或摩擦烧杯内壁,促使晶体析出。可见不需要使用玻璃棒的实验过程是,故选C。6.某化学学习小组用如图所示装置制备、收集Cl2,并进行性质验证实验(夹持装置略去)。下列说法正确的是()A.用KMnO4和浓盐酸制备Cl2时,只选B.用于收集Cl2时,a为进气口C.中加入NaBr溶液和CCl4,通入Cl2反应后振荡、静置,下层溶液呈橙红色D.中通入Cl2使品红溶液褪色后,加热溶液可恢复红色答案C高锰酸钾可溶于水,KMnO4和浓盐酸反应制备Cl2时不能用,A项错误。因氯气的密度比空气大,排空气法收集氯气时,应从b进气,B项错误。Cl2的氧化性比Br2强,将Cl2通入NaBr溶液中,会发生
16、氧化还原反应生成Br2,Br2被CCl4萃取后在下层溶液中,显橙红色,C项正确。Cl2能使品红溶液褪色,是发生了氧化还原反应,反应不可逆,因此反应后的溶液加热不能恢复红色,D项错误。方法技巧广口瓶的多种用途收集气体洗气瓶7.下列有关实验的图示及分析均正确的是()选项实验目的实验图示实验分析A实验室用酸性高锰酸钾溶液滴定草酸溶液摇瓶时,使溶液向一个方向做圆周运动,勿使瓶口接触滴定管,溶液也不得溅出B石油分馏时接收馏出物为收集到不同沸点范围的馏出物,需要不断更换锥形瓶C测定锌与稀硫酸反应生成氢气的速率实验中,需测定的物理量是反应时间和生成氢气的体积D用四氯化碳萃取碘水中的碘充分振荡后静置,待溶液分
17、层后,先把上层液体从上口倒出,再让下层液体从下口流出答案A实验室用酸性KMnO4溶液滴定草酸溶液,酸性KMnO4溶液具有强氧化性,盛放在酸式滴定管中,用左手控制酸式滴定管的活塞,右手摇瓶时,使溶液向一个方向做圆周运动,勿使瓶口接触滴定管,溶液也不得溅出,A项正确;分馏时接受馏出物的锥形瓶不能密封,B项错误;稀硫酸与锌反应产生的H2会从长颈漏斗中逸出,不能准确测量生成H2的体积,稀硫酸应盛放在分液漏斗中,C项错误;用CCl4萃取碘水中的碘,充分振荡后静置,待溶液分层后,先放出下层液体,再把上层液体从上口倒出,D项错误。8.下列关于实验装置和相关实验描述都正确的是()A.图装置可完成苯在铁粉作用下
18、与液溴的反应,长玻璃管的作用是冷凝回流挥发的苯和溴B.图装置可分离MnO2和稀盐酸C.图装置和秒表可用于测锌和稀硫酸反应生成氢气的速率D.用图装置检验氯化铵受热分解生成的两种气体答案AA项,苯和液溴都是易挥发的物质,同时该反应放热,温度升高加快两者的挥发,长玻璃管中苯和溴在空气冷凝作用下,温度降低转化为液体,回流到烧瓶中继续参加反应,故A正确;B项,漏斗的尖嘴未紧贴烧杯内壁,故B错误;C项,生成的氢气会从长颈漏斗逸出,应用分液漏斗,故C错误;D项,P2O5可以吸收分解生成的氨气,检验HCl应该用湿润的蓝色石蕊试纸,碱石灰吸收分解生成的HCl,应该用湿润的红色石蕊试纸检验氨气,故D错误。9.某学
19、习小组拟探究CO2和锌粒反应是否生成CO,已知CO能与银氨溶液反应产生黑色固体。实验装置如图所示:下列说法正确的是()A.实验开始时,先点燃酒精灯,后打开活塞KB.b、c、f中试剂依次为氢氧化钠溶液、浓硫酸、银氨溶液C.装置e的作用是收集一氧化碳气体D.用上述装置(另选试剂)可以制备氢气并探究其还原性答案D由题意知,实验目的是探究CO2和锌粒反应是否生成CO,a装置是二氧化碳气体发生装置,生成的二氧化碳气体含有氯化氢和水蒸气,应通过b中饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢,c中浓硫酸除去水蒸气,通过d加热使CO2和锌发生反应,通过装置e为安全瓶,装置f中银氨溶液产生黑色固体,一氧化碳的存在。实验开始时,
20、装置内含有空气,若先点燃酒精灯,锌与空气中的O2反应生成ZnO,所以应该先打开活塞K,使CO2充满整个装置后再点燃酒精灯,A项错误。根据以上分析可知b中试剂为饱和碳酸氢钠溶液,用来除去杂质氯化氢;c中试剂为浓硫酸,用来干燥CO2气体;f中试剂为银氨溶液,验证一氧化碳的存在,B项错误。装置e作安全瓶,防止装置f中液体倒吸入硬质玻璃管中,C项错误。在实验室中用稀盐酸与Zn粒反应制取氢气,反应不需要加热,因此可以使用启普发生器制取H2,然后用饱和食盐水或水除HCl杂质,用浓硫酸干燥氢气,再通过盛有CuO的干燥管来验证H2的还原性,e作安全瓶,可以防止倒吸现象的发生,氢气是可燃性气体,排放时要进行尾气
21、处理,D项正确。二、非选择题(共37分)10.(14分)化学兴趣小组在实验室里制备某些气体,并探究相关物质的性质,需要的仪器如下图所示,部分装置可重复选取。请回答下列问题:(1)制备并收集纯净的氨气。所选装置正确的连接顺序为(填接口编号)。简述检验氨气的操作方法:。(2)氯气的制备及性质实验。制备装置中发生反应的离子方程式是。将纯净的氯气通入事先放入铁粉的两通硬质玻璃管中,加热制取氯化铁(极易吸水),则在玻璃管右侧需要直接连接一个装置(填作用)。若将制得的氯化铁配制成溶液,请简述操作方法:。可以用E装置收集并测量氯气的体积,其操作为。(3)标准状况下,在D中可以发生反应3Cl2+2NH3 N2
22、+6HCl。首先在烧瓶中收集满氯气,然后关闭止水夹1、3,打开止水夹2,通入NH3至上述反应恰好完全进行并关闭止水夹2。若此时仅打开止水夹3,D中烧瓶中的现象为。答案(1)b(c)ijkm(ij)n将湿润的红色石蕊试纸(或pH试纸)与气体接触,若试纸变蓝说明是氨气(其他合理答案均可)(2)MnO2+4H+2Cl- Mn2+Cl2+2H2O干燥将FeCl3固体溶解在少量浓盐酸中,然后加蒸馏水稀释至所需体积调节两侧液面相平,读数。收集结束后,再次调节两侧液面相平并读数,两次读数差值即为所收集氯气的体积(3)有喷泉产生,溶液体积约占烧瓶容积的23解析(1)实验室制备氨气,可用氯化铵固体与熟石灰加热反
23、应或者浓氨水与生石灰反应或者加热浓氨水;生成的氨气中含有水蒸气,需要用碱石灰来干燥,气体的收集为向下排空气法;吸收尾气时注意防止倒吸。氨气的水溶液显碱性,将湿润的红色石蕊试纸(或pH试纸)与气体接触,若试纸变蓝说明是氨气;也可用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近气体,产生白烟说明是氨气。(2)实验室可用二氧化锰与浓盐酸加热制备氯气:MnO2+4H+2Cl- Mn2+Cl2+2H2O。氯化铁极易吸水,玻璃管右侧需要直接连接一个装有碱石灰的干燥装置,既能吸水,又能吸收多余的氯气;氯化铁在水中易发生水解,配制FeCl3溶液时为防止发生水解,将FeCl3固体溶解在少量浓盐酸中,然后加蒸馏水稀释至所需体积。11.(
24、12分)草酸是草本植物常具有的成分。查阅相关资料得到草酸晶体(H2C2O43H2O)及其盐的性质如表。熔、沸点颜色溶解性部分化学性质盐熔点:101102 沸点:150160 升华草酸晶体无色,易溶于水100.1 受热脱水,175 以上分解成气体;具有还原性草酸钙难溶于水(1)草酸晶体(H2C2O43H2O) 175 以上会发生分解生成三种氧化物,某实验小组欲通过实验证明这三种氧化物。该小组选用装置丙作为分解装置,不选用甲装置的原因是。丙装置相对于乙装置的优点是。实验前检验该装置气密性的操作方法是。从图中选用合适的装置,验证分解产生的气体,装置的连接顺序是。(用装置编号表示,某些装置可以重复使用
25、,也可以装不同的试剂)B装置的作用是。(2)某实验小组称取4.0 g粗草酸晶体配成100 mL溶液,采用0.1 molL-1酸性高锰酸钾溶液滴定该草酸溶液,测定该草酸晶体的纯度。配制草酸溶液需要用到的主要玻璃仪器有。本实验达到滴定终点的标志是。将所配草酸分为四等份,实验测得每份平均消耗酸性高锰酸钾溶液20 mL。计算该粗草酸中含草酸晶体的质量为g(保留两位有效数字)。答案(1)甲装置管口向上,反应时生成的水蒸气冷凝回流易使试管炸裂乙装置管口略向下倾斜,晶体熔化成液态后会流出试管,而丙装置会避免这种情况发生将丙装置连接导气管插入水中,加热试管,若导气管口有气泡冒出,停止加热后倒吸形成一段水柱,证
26、明装置气密性良好EBCDCEFC冷凝草酸,防止生成白色草酸钙沉淀干扰CO2的检验(2)烧杯、玻璃棒、100 mL容量瓶、胶头滴管滴入最后一滴高锰酸钾溶液,溶液由无色变为粉红色(或淡红色)且半分钟内颜色不变2.88解析(1)甲装置管口向上,反应时生成的水蒸气冷凝回流易使试管炸裂,乙装置管口略向下倾斜,晶体熔化成液态后会流出试管,而丙装置会避免这种情况发生。根据热胀冷缩的原理,检验该装置气密性的操作方法是将丙装置连接导气管插入水中,加热试管,若导气管口有气泡冒出,停止加热后倒吸形成一段水柱,证明装置气密性良好。草酸晶体分解生成二氧化碳、一氧化碳、水,通过E验证分解的气体中含水蒸气,再通过B装置,冷
27、凝草酸,防止草酸与氢氧化钙反应生成草酸钙白色沉淀干扰CO2的检验,用C检验产生的CO2,用D除去CO2,再用C检验CO2是否除尽,将余下的气体干燥后通入F,用CuO与余下的气体反应,再用C检验生成的气体,则装置的连接顺序是EBCDCEFC。(2)滴定时酸性高锰酸钾溶液能氧化H2C2O4生成CO2,同时本身被还原为Mn2+,反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+ 2Mn2+10CO2+8H2O,可得关系式:5H2C2O42MnO4-,样品中草酸晶体的质量为m(H2C2O43H2O)=0.1molL-10.020 L5144 gmol-124=2.88 g。12.(11分)某废催化
28、剂含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS和12.8%的CuS,某同学用15.0 g该废催化剂为原料,回收其中的锌和铜。采用的实验方案如下:回答下列问题:(1)在下列装置中,第一次浸出必须用,第二次浸出应选用。(填标号)(2)第二次浸出时,向盛有滤渣1的反应器中加入稀硫酸,后滴入过氧化氢溶液。若顺序相反,会造成。滤渣2的主要成分是。(3)浓缩硫酸锌、硫酸铜溶液使用的器皿名称是。(4)某同学在实验完成之后,得到1.5 g CuSO45H2O,则铜的回收率为。答案(1)DA(每空1分,共2分)(2)H2O2与固体颗粒接触分解SiO2(和S)(每空2分,共4分)(3)蒸发皿(2分
29、)(4)30%(3分)解析本题考查了化学工艺流程分析,化学实验方案的分析、评价,化学实验基本操作和化学计算,考查的角度主要是以常见仪器的选用、实验基本操作为中心,通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确性及灵活运用的能力。体现了科学探究与创新意识的学科核心素养。(1)根据题给化学工艺流程知第一次浸出发生反应ZnO+H2SO4 ZnSO4+H2O、ZnS+H2SO4 ZnSO4+H2S,有有毒气体H2S生成,必须用氢氧化钠溶液进行尾气处理,选D装置;第二次浸出时发生反应:CuS+H2O2+H2SO4 CuSO4+S+2H2O,不产生有毒气体,可选用A装置。(2)第二次浸出时,向盛有滤渣1的反应器中加入稀硫酸,后滴入过氧化氢溶液。若顺序相反,会造成H2O2与固体颗粒接触分解。滤渣2的主要成分是二氧化硅。(3)浓缩溶液即为蒸发操作,应使用蒸发皿。(4)15.0 g废催化剂中含有铜的物质的量为15.0 g12.8%96 gmol-1=0.02 mol,1.5 g CuSO45H2O中铜的物质的量为1.5 g250 gmol-1=0.006 mol,则铜的回收率为0.006 mol0.02 mol100%=30%。
