2019版高考化学大一轮复习专题11化学实验基础与实验化学专题讲座七学考第28题--化学实验基础学案.pdf

-1-专题讲座七学考第 28 题化学实验基础1(2017浙江11 月选考，28)为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列实验。已知：3Fe(s)4H2O(g)=高温Fe3O4(s)4H2(g)请回答：(1)虚线框处宜选择的装置是_(填“甲”或“乙”)；实验时应先将螺旋状铜丝加热，变黑 后 再 趁 热 迅 速 伸 入 所 制 得 的 纯 净 氢 气 中，观 察 到 的 实 验 现 象 是_ _。(2)实验后，取硬质玻璃管中适量的固体，用一定浓度的盐酸溶解，滴加KSCN 溶液，没有出现血 红 色，说 明 该 固 体 中 没 有 3价 的 铁，判 断 结 论 是 否 正 确 并 说 明 理 由_ _。答案(1)乙铜丝变红色，试管壁有水珠生成(2)不正确，剩余的铁将生成的三价铁还原成了二价铁离子：Fe2Fe3=3Fe2-2-解析(1)氢气的密度小于空气，所以用向下排空气法收集，选乙；氧化铜和氢气发生反应CuOH2=H2O Cu，所以铜丝变红色，试管壁有水珠出现。(2)已知 3Fe 4H2O(g)=高温Fe3O44H2，Fe3O4中含有三价铁，但是剩余的铁单质会和三价铁离子反应生成二价铁离子，若剩余铁单质足量，将所有铁离子反应完全，那么加入硫氰化钾溶液，就不会出现血红色。2(2017浙江4 月选考，28)FeSO4受热分解的化学方程式为2FeSO4=Fe2O3SO2 SO3请回答：(1)将 FeSO4受热产生的气体按图示装置进行实验，证实含有SO3和 SO2。能说明 SO2存在的实验现象是 _；为测定 BaSO4沉淀的质量，后续的操作步骤依次为_、洗涤、干燥、称量。(2)设计一个实验方案，用化学方法验证FeSO4受热后固体的成分(不考虑其他反应)_。答案(1)品红溶液褪色过滤(2)取适量固体，加足量稀盐酸溶解。取反应后溶液滴加KSCN溶液，若显血红色，则有 Fe3(含Fe2O3)解析(1)SO2具有漂白性，能说明 SO2存在的实验现象是品红溶液褪色；为测定 BaSO4沉淀的质量，后续的操作步骤依次为过滤、洗涤、干燥、称量。(2)固体是氧化铁，可以通过检验铁离子验证，即实验方案是向固体成分中加入稀盐酸，取反应后溶液，滴加KSCN溶液，若有血红色出现，则表示溶液中存在Fe3，产物中有Fe2O3存在。3(2016浙江10 月选考，28)用无水 Na2CO3固体配制250 mL 0.100 0 mol L 1的溶液。请回答：(1)在配制过程中不必要的玻璃仪器是_。A 烧杯B 量筒C玻璃棒D胶头滴管E容量瓶(2)定容时的操作：当液面接近容量瓶刻度线时，_，再将容量瓶塞盖好，反复上下颠倒，摇匀。(3)下列操作会使配得的Na2CO3溶液浓度偏低的是_。A 称取相同质量的Na2CO310H2O固体进行配制B 定容时俯视容量瓶的刻度线C 摇匀后发现液面低于容量瓶刻度线，再滴加蒸馏水至刻度线D 转移洗涤液时洒到容量瓶外，继续用该未清洗的容量瓶重新配制-3-答案(1)B(2)用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液凹面最低处正好与刻度线相切(3)AC 解析(1)在配制一定物质的量浓度溶液时，量筒可用也可不用。(3)A 项，若称取相同质量的Na2CO310H2O，造成 Na2CO3的质量偏小，所配溶液浓度偏低；B项，定容时俯视刻度线，溶液体积偏小，所配溶液浓度偏高；C项，摇匀后，发现液面低于刻度线，若此时再加水，造成溶液体积偏大，所配溶液浓度偏低；D项，未清洗容量瓶，造成溶液有残留，所配溶液浓度偏高。-4-4(2016浙江4 月选考，28)为测定碳酸钠和碳酸氢钠混合样品中碳酸钠的质量分数，可通过加热分解得到的CO2质量进行计算。某同学设计的实验装置示意图如下：请回答：(1)仪器 a 的名称是 _。(2)装置 B中冰水的作用是_。(3)该同学设计的实验装置存在缺陷，有关该实验装置及实验过程中，下列因素可能使碳酸钠的质量分数偏高的是_(填字母)。A 样品分解不完全B 装置 B、C之间缺少CO2的干燥装置C 产生 CO2的速率太快，没有被碱石灰完全吸收D 反应完全后停止加热，通入过量的空气答案(1)干燥管(2)使水蒸气变成液态的水(3)AC 解析该实验的原理：通过称量反应前后C装置(吸收 NaHCO3加热分解后的CO2)的增重，来计算样品中NaHCO3的质量，进而计算样品中Na2CO3的质量及其质量分数。(1)仪器 a 的名称为干燥管。(2)为减少实验误差，需要将装置B 中 NaHCO3分解产生的水蒸气变为液态水，仅使CO2被装置 C中的碱石灰吸收。(3)若样品分解不完全，则被 C装置吸收的CO2量减少，即样品中的NaHCO3质量偏低，从而计算求得的样品中Na2CO3质量分数偏高，A 正确；装置B、C 之间缺少CO2的干燥装置，则使C 装置的增重偏大，即样品中NaHCO3的质量偏大，从而Na2CO3的质量分数偏低，B 错误；产生CO2的速率太快，没有被碱石灰完全吸收，使C 装置的增重偏低，即样品中 NaHCO3的质量偏低，从而使Na2CO3的质量分数偏高，C正确；反应完全后停止加热，通入过量的空气，空气中含有部分CO2，使 C装置的增重偏高，即样品中NaHCO3的质量偏高，从而Na2CO3的质量分数偏低，D错误。在本省学考中，第28 题作为固定题型的实验题目，涉及的基本实验操作如仪器的连接、气密性检查等，及较高层次的实验方案设计与评价、误差分析等，检测学生的化学学科基本素养。-5-1气体制备实验的基本思路2重要气体的发生装置依据制备气体所需的反应物状态和反应条件，可将制备气体的发生装置分为三类：(1)固体固体 气体发生装置：制备气体：O2、NH3、CH4等(2)固体液体 气体或液体液体气体发生装置：制备气体：Cl2、C2H4等(3)固体液体(不加热)气体发生装置：制备气体：选择合适的药品和装置能制取中学化学中常见的所有气体。3气体的除杂方法除杂试剂选择的依据：主体气体和杂质气体性质上的差异，如溶解性、酸碱性、氧化性、还原性、可燃性。除杂原则：(1)不损失主体气体；(2)不引入新的杂质气体；(3)在密闭装置内进行；(4)先除易除的气体。-6-一般可从以下几个方面考虑：易溶于水的杂质可用水吸收；酸性杂质可用碱性物质吸收；碱性杂质可用酸性物质吸收；水分可用干燥剂吸收；能与杂质反应生成沉淀或可溶性的物质，也可用作吸收剂。4气体干燥净化装置类型液态干燥剂固态干燥剂固态干燥剂固体加热装置常见干燥剂浓 H2SO4(酸性、强氧化性)无水氯化钙(中性)碱石灰(碱性)除 杂 试 剂Cu、CuO、Mg等当 CO2中混有 O2杂质时，应选用上述中的装置除O2，除杂试剂是Cu粉。5气体的收集方法收集方法收集气体的类型收集装置可收集的气体(举例)排水法难溶于水或微溶于水，又不与水反应的气体O2、H2、Cl2(饱和 NaCl溶 液)、CO2(饱 和NaHCO3溶液)、CO等排空气法向上排空气法密度大于空气且不与空气中成分反应Cl2、SO2、CO2等向下排空气法密度小于空气且不与空气中的成分反应H2、NH3等6.尾气处理的原因和方法(1)原因：有些气体有毒或有可燃性，任其逸散到空气中，会污染空气或者引发火灾、爆炸等灾害。(2)处理方法：一般根据气体的相关性质，使其转换为非气态物质或无毒物质，如酸性有毒气体用碱溶液吸收，可燃性气体用点燃等措施。7常见气体的检验(1)可燃性气体的检验-7-(2)酸性气体的检验(3)强氧化性气体的检验8根据原理选择装置有以下三种实验装置A-8-B C 用下列实验原理制取常见气体，请选择相应的上述装置。(1)2Na2O22H2O=4NaOHO2_；(2)2H2O2=MnO22H2O O2_；(3)2KClO3=MnO22KCl3O2_；(4)Zn H2SO4=ZnSO4H2_；(5)CaCO32HCl=CaCl2 H2OCO2_；(6)2NaHCO3=Na2CO3 H2OCO2_；(7)MnO24HCl(浓)=MnCl2Cl2 2H2O_。答案(1)C(2)C(3)A(4)C(5)C(6)A(7)B 9根据性质除去杂质为下列各组气体选择合适的除杂试剂(括号内为杂质气体)(1)含有 HCl 杂质的气体CO2(HCl)：_；Cl2(HCl)：_。(2)中性气体中含有酸性杂质气体O2(Cl2)：_；CO(CO2)：_。(3)酸性气体中含有其他酸性气体CO2(SO2)：_。(4)含有 O2杂质的气体CO2(O2)：_；N2(O2)：_。答案(1)饱和 NaHCO3溶液饱和食盐水(2)NaOH溶液NaOH溶液(3)饱和 NaHCO3溶液或 KMnO4溶液(4)灼热铜网灼热铜-9-网1(2017浙江省高三“超级全能生”选考科目8 月联考A 卷)实验室有一瓶久置的Na2SO3固体试剂，已部分变质，为测定其纯度，实验设计与操作如下，请回答问题：(1)Na2SO3变 质 的 原 因(用 化 学 方 程 式 表 示)_ _。(2)取一定量的样品溶于水，加入过量的BaCl2溶液，然后过滤(如图)、洗涤、干燥、称量，其中洗涤沉淀的具体操作为_。(3)实验时用BaCl2比用 CaCl2好，写出两点理由：_。答案(1)2Na2SO3O2=2Na2SO4(2)用玻璃棒引流，往漏斗中加入蒸馏水，浸没沉淀物，让水自然流下，重复23 次(3)一是用BaCl2作沉淀剂，BaSO4、BaSO3的相对分子质量大，生成沉淀质量大，称量误差小；二是用CaCl2作沉淀剂，CaSO4微溶，有误差解析(1)本题考查Na2SO3的性质，Na2SO3中 S 显 4 价，以还原性为主，容易被氧气氧化成Na2SO4，化学方程式为2Na2SO3 O2=2Na2SO4。(2)考查实验基本操作，洗涤沉淀的方法：用玻璃棒引流，往漏斗中加入蒸馏水，浸没沉淀物，让水自然流下，重复23 次。(3)考查沉淀剂的选择，用BaCl2作沉淀剂，因为Ba 的相对原子质量大于Ca，因此 BaSO4、BaSO3的相对分子质量大，生成沉淀的质量大，称量误差小；用CaCl2作沉淀剂，CaSO4微溶，有误差。2(2017浙江省稽阳联谊学校高三8 月联考)为了测定某铁碳合金中铁的质量分数，某化学兴趣小组设计了图示实验装置。(1)写出碳与浓硫酸反应的化学方程式_。(2)C 中品红溶液的作用_。(3)该小组同学设计的实验装置存在缺陷，下列因素可能导致铁的质量分数测量值偏高的是-10-_。A A中反应不完全B E中碱石灰吸收空气中的CO2和 H2O C 反应生成的SO2部分被 E中碱石灰吸收D 反应完全后，还有CO2气体滞留在装置体系中答案(1)C 2H2SO4(浓)=CO2 2SO2 2H2O(2)检验 SO2在 B中是否吸收完全(3)AD 解析(1)浓硫酸具有强氧化性，碳与浓硫酸反应的化学方程式为C2H2SO4(浓)=CO22SO2 2H2O。(2)为排除二氧化硫对二氧化碳测定的干扰，需要除去二氧化碳中的二氧化硫，即 B中酸性高锰酸钾溶液的作用是除去二氧化硫，因此C中品红溶液的作用为检验SO2在 B 中是否吸收完全。(3)A中反应不完全，因此碳的质量减少，铁的质量增加，铁的质量分数测量值偏高，A正确；E中碱石灰吸收空气中的CO2和 H2O导致 E中质量增加，因此碳的质量增加，铁的质量减少，铁的质量分数测量值偏低，B 错误；反应生成的SO2部分被 E 中碱石灰吸收导致 E中质量增加，因此碳的质量增加，铁的质量减少，铁的质量分数测量值偏低，C错误；反应完全后，还有CO2气体滞留在装置体系中，因此碳的质量减少，铁的质量增加，铁的质量分数测量值偏高，D正确，答案选AD。3(2017浙江省名校协作体高三上学期考试)某学习小组在研究CH4还原 Fe2O3的实验中，发现生成的黑色粉末能被磁铁吸引。查阅资料得知：在温度不同、受热不均时会生成具有磁性的Fe3O4。为进一步探究黑色粉末的组成及含量，他们进行如下实验。(1)往黑色粉末中滴加盐酸，观察到有气泡产生，则黑色粉末中一定有_。(2)用以下装置可以说明产物有Fe3O4存在：检查装置的气密性，往装置中添加相应的药品，接下来的一步操作为_。(3)为进一步证明黑色粉末是否含Fe3O4，某同学设计实验方案如下：取少量黑色粉末于试管，加足量盐酸，充分振荡使黑色粉末完全溶解，滴入KSCN溶液，观察现象。请分析此方案是否可行，并解释原因_。答案(1)Fe(或铁)(2)打开止水夹K(3)不可行。混合物有铁，铁能还原Fe3，同时Fe2也可能被氧化成Fe3解析(1)还原 Fe2O3的实验中，发现生成的黑色粉末各组分均能被磁铁吸引，应为铁或四氧化三铁，或为二者混合物，往黑色粉末中滴加盐酸，观察到有气泡产生，证明含有金属铁。-11-(2)按如图装置连接好仪器(图中夹持设备已略去)，检查装置的气密性，往装置中添加药品，然后打开止水夹K通入氢气，持续一段时间后再点燃C处的酒精灯。(3)黑色粉末加入足量盐酸溶解后，滴入KSCN 溶液，不变血红色可能有两种情况，一种是无铁离子存在，一种是有铁离子存在，但Fe3和过量的铁反应生成亚铁离子，所以方案不正确。4(2017丽水、衢州、湖州三地市高三9 月教学质量检测)一定温度下，无水硫酸铜粉末受热分解生成CuO和气体 A。气体 A为 SO2、SO3和 O2中的一种或几种。请回答下列问题：(1)气体 A的合理组成为如下三种情况只有 SO3；_；三种气体都有。(2)只用一种试剂就能证明气体A中是否含有SO2，该试剂是 _。A 石蕊溶液B品红溶液C BaCl2溶液DNaOH 溶液(3)若气体 A 中 SO2、SO3和 O2都有，用下图所示装置测定其中O2的体积。测定结果比实际值明显偏低，其原因是_。答案(1)含有 SO2和 O2(2)B(3)SO2与 O2在 NaOH 溶液中发生反应：2SO2O24OH=2SO242H2O，O2被吸收消耗，所测体积明显偏低解析(1)根据氧化还原反应的规律可知，如果产生SO2，则一定同时有氧气生成，即第二种假设是含有 SO2和 O2。(2)二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，所以该试剂是品红溶液，答案选 B。(3)由于 SO2与 O2在 NaOH溶液中发生反应：2SO2O24OH=2SO242H2O，O2被吸收消耗，因此所测体积显偏低。5(2017浙江省“七彩阳光”联盟高三上学期期初联考)某同学欲配制两种一定物质的量浓度的 NaOH 溶液。(1)用 NaOH 固体配制 100 mL 1 molL1NaOH 溶液有如下基本操作，C操作的名称是_。-12-(2)该同学用上述1 mol L1 NaOH溶液配制50 mL 0.1 mol L1的 NaOH溶液。下列仪器中不必要用到的有 _。托盘天平烧杯量筒玻璃棒容量瓶胶头滴管(3)该同学在两次配制中，以下操作使所配溶液的物质的量浓度偏大的是_。A 准取称取4.0 g NaOH，待溶解后立即转移到100 mL 容量瓶中并定容B 定容并摇匀，容量瓶正立后发现液面低于刻度线，继续定容C 用少量的1 mol L1 NaOH溶液将 50 mL 容量瓶洗涤23 次D 向容量瓶中加水至超过刻度线，用胶头滴管吸出后再定容至100 mL 答案(1)定容(2)(3)AC 解析(2)该同学用上述1 mol L 1 NaOH溶液配制50 mL 0.1 mol L1的 NaOH 溶液。需要用到的仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、50 mL 容量瓶、胶头滴管，故不需要托盘天平，答案选。(3)准取称取4.0 g NaOH，待溶解后立即转移到100 mL 容量瓶中并定容，溶液没有冷却至室温，体积偏小，浓度偏大，A项可选；定容并摇匀，容量瓶正立后发现液面低于刻度线，继续定容，则加入过多的水，浓度偏小，B项不选；用少量的1 mol L1 NaOH溶液将 50 mL 容量瓶洗涤 23 次，相当于先加入少量的氢氧化钠溶液，浓度偏大，C 项可选；向容量瓶中加水至超过刻度线，用胶头滴管吸出后再定容至100 mL，加入过量的水，浓度偏小，D项不选。