高考名师预测化学试题：知识点04化学实验基础.doc

专题04 化学实验基础
【考纲解读】
1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。
2.了解化学实验室常用仪器的主要用途和使用方法。
3.掌握化学实验的基本操作。能识别化学品安全使用标识，了解实验室一般事故的预防和处理方法。
4.掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法)。
5.能对常见的物质进行检验、分离和提纯，能根据要求配制溶液。
6.能根据实验试题要求，做到：
(1)设计、评价或改进实验方案;
(2)了解控制实验条件的方法;
(3)分析或处理实验数据，得出合理结论;
(4)绘制和识别典型的实验仪器装置图。
7.以上各部分知识与技能的综合应用。
【考点透视】
2012年高考考什么
化学实验基础的高频考点有：常用仪器的主要用途和使用方法，化学实验基本操作，化学品安全使用标识，实验室一般事故的预防和处理方法，常见气体的实验室制法（包括所用试剂、仪器，反应原理和收集方法），常见物质的检验、分离和提纯，常见离子的检验方法，溶液的配制（包括一定溶质质量分数、物质的量浓度的溶液）；实验方案的设计、评价或改进，控制实验条件的方法，分或处理实验数据，得出合理结论，绘制和识别典型的实验仪器装置图，科学探究的基本过程（运用以实验和推理为基础的科学探究方法解决有关问题）。
高考主要考查化学实验基本操作，常见气体的实验室制法，常见物质的检验、分离和提纯等基础知识。化学实验的热点又是难点，有：①设计、评价或改进实验方案，②了解控制实验条件的方法，③分析或处理实验数据，得出合理结论（完成实验报告）。
2012年高考怎么考
(1)注重对化学实验基础知识的考查
如2011年新课标全国卷第26题考查了溶液中析出晶体的形式，不带结晶水的析出溶质本身，如NaCl、KCl等；带结晶水的析出带结晶水的晶体，如CuSO4=>CuSO4·5H2O, FeSO4=>FeSO4·7H2O, Na2CO3=> Na2CO3·10H2O，Na2SO4=> Na2SO4·10H2O等。又如2011年新课标全国卷第28题，第(1)问考查实验装置的连接顺序，需要注意的是，用于除杂或干燥的洗气瓶的导管一定要遵循“长进短出”的原则，题中c和d是不能互换的。对于第(2)小问，只要对，“H2还原CuO”的经典实验有印象，做该题也就没有“鸭梨”了。
(2)注重试题的开放性
如2011年新课标全国卷第28题的第(4)、(5)向都有一定的开放性，对考生的实验设计能力有较高的要求。开放性思维是创造性思维的一种，考生在平时复习时应有意识地加强培养。
我们需要怎么做
分析历年高考实验题可以发现，要做好实验题，注意以下三点就行了。
(l)熟练掌握实验典型操作。对于教材中出现的讨滤、蒸发、蒸馏、萃取、分液、加热、升华等典型操作需熟记在心。这些操作需亲自做实验，这样印象才会深刻。
(2)掌握典型物质的性质，相关物质的性质是进行实验的基础，因此要结合典型无机物及有机物的性质分析实验过程。
(3)体会实验探究的思路。不少学生反映，做性质实验题还可以，做探究实验题就发懵。在高三复习过程中，一方面，考生可亲自操作实验，在实践中体会探究的思路和魅力；另一方面，结合近年的经典高考题加以训练，思路一通，路路皆通！
【考查重点】化学实验的命题重点是常见气体制备、限制仪器和药品制备或检验物质、设计实验步骤、结合化工生产的流程等，综合考查应用能力。画图是实验命题新热点。高考对化学实验的考查内容主要有化学实验常见装置及使用、实验基本操作、化学反应原理（如速率及其影响因素、反应历程）的验证、物质结构与性质探究、实验流程的设计、实验现象和实验数据的分析处理及评价等。科学探究题是新课标高考化学试题中的创新题型，这类试题要求考生经历与科学家进行科学探究相似的过程，深入理解、掌握化学的知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。
【高考预测】实验设计主要以选择仪器和药品、评价实验方案、简述设计实验的步骤、说明理由等为重点。实验素材源于教材，但装置在教材基础有所创新，将教材实验整合、拓展，将定性与定量实验融合。开放性、探究性实验是高考命题的方向。
【考题预测】
1、下列实验装置(固定装置略去)和操作正确的是(　　)

【答案】A
【解析】氢氧化钠溶液应该用碱式滴定管盛装，B错误；HCl在NaOH溶液中极易溶解，漏斗不应该没入溶液中，C错误；中和热的测定实验中，温度计应该插入反应液中，D错误。
2、实验是研究化学的基础，下图中所示的实验方法、装置或操作完全正确的是（ ）

【答案】D
【解析】选项A进气口方向反了；导气管伸入到饱和碳酸钠溶液中去了，这样容易产生倒吸，所以该装置不能用于制备乙酸乙酯，B错误；称量氢氧化钠时，应该用小烧杯来盛放氢氧化钠，C错误；实验室制取氨气采用氯化铵固体与氢氧化钙固体共热的方法，D正确。
3、下列与实验相关的叙述正确的是（ ）
A．向烧杯中加入一定量的浓硫酸，沿烧杯内壁缓慢倒入蒸馏水并不断用玻璃棒搅拌
B．配制溶液时，若加水超过容量瓶刻度，应用胶头滴管将多余溶液吸出
C．酸碱滴定时，若加入待测液前用待测液润洗锥形瓶，将导致测定结果偏高
D．乙酸与乙醇的梦到不同，所以乙酸与乙醇的混合溶液可用分液漏斗进行分离
【答案】C
【解析】浓硫酸的稀释时，应向蒸馏水中慢慢加入浓硫酸，并不断用玻璃棒搅拌，故A错误；若将多余的水取出，会使得浓度偏小，加水超过容量瓶的刻度线的正确方法是重新配制，故B错误；用待测液润洗锥形瓶，则消耗的标准液会偏多，导致结果偏高，C正确；乙醇和乙酸是互溶的，不分层，所以无法用分液法分离，故D错误。
4、下列有关实验原理或操作正确的是(　　)
A．可用25ml碱式滴定管量取20.00mL KMnO4 溶液
B．用pH试纸测定溶液的pH时，需先用蒸馏水润湿试纸
C．蒸馏时蒸馏烧瓶中液体的体积不能超过容积的2/3，液体也不能蒸干
D．用广泛pH试纸测得0.10 mol·L－1 NH4Cl溶液的pH＝5.2
【答案】C
【解析】A项中的KMnO4溶液有很强的氧化性，会腐蚀橡皮管，故不能用碱式滴定管来装，因此A错；B项的pH试纸测溶液的pH值时，润湿后会减小溶液的浓度，故B错；广泛pH试纸只能测到溶液pH为整数位，故D错。
【命题解读】掌握化学实验的基本操作，是高考考纲的基本要求。化学实验基本操作的考查，目的是促使学生掌握学习化学实验的基本方法和技能，提高学生的观察、实验能力；培养学生的创新意识，激发学生实验探究的兴趣，便于形成良好的学习习惯及发展学生的实践能力。
5、下图中a、b、c表示相应仪器中加入的试剂，可用下图装置制取、净化、收集的气体是 ( 　　)

【答案】B
【解析】A项中NH3密度比空气小，不能用向上排空气法收集；C项中NO在常温下与O2反应生成NO2，不能用排空气法收集；D项中NO2与NaOH溶液反应。
【命题解读】高考中单纯的气体制取的考题较少，主要考查学生将所学的气体的实验室制法经过归纳、对比，找出规律性的结论并进行迁移应用。以气体制取为主线的实验综合题是高考常考的热点，将气体的制取与性质实验或定量实验相互渗透在一起，主要有仪器的连接顺序、操作的先后顺序、气体的除杂、干燥、收集、尾气处理，解释某些问题、数据处理与分析具有较强的综合性。
6、下列关于实验原理或操作的叙述中，正确的是（ ）
A. 从溴水中萃取单质溴时，可以用无水乙醇代替CCl4
B. 除去C2H5OH中的CH3COOH ，加足量CaO，蒸馏
C. 用过量氨水除去Al3＋溶液中的少量Fe3＋
D. 除去碳酸氢铵中的碘单质，可以采用升华的方法
【答案】B
【解析】 物质的除杂就是除去物质中混有的杂质，除杂不要求一一恢复到原样品，解题应遵循的原则是：（1）样品的量不能减少，且不带入新的杂质，实验操作简便、易行。（2）选用的除杂试剂只和杂质反应。(3)和杂质反应的生成物和有效成分要易于分离。乙醇和溴与水均互溶，乙醇不能作为萃取剂使用，选项A错误；CH3COOH具有酸性其能和氧化钙反应，但C2H5OH不能，故加足量CaO，然后蒸馏，就可以得到纯净的C2H5OH，选项B正确；在Al3＋、Fe3＋的混合溶液中加入过量氨水，生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，不能将Al3＋、Fe3＋分离，选项C错误；除去碳酸氢铵中的碘单质，采用加热的方法，碳酸氢铵分解，碘单质升华，选项D错误。
【命题解读】分离、提纯和除杂问题历来是高考的一个热点，它要求考生有一定的逻辑推理能力。《高考考纲》要求考生能对常见的物质进行检验、分离和提纯。这一题型主要考查考生的基本实验能力和逻辑推理能力。
7、只用一种试剂来鉴别MgI2、AgNO3、K2CO3、KAlO2四种溶液，最佳选择是(　　)
A．HNO3 B．NaOH C．BaCl2 D．KClO
【答案】A
【解析】在四种溶液中滴入硝酸时的现象分别是变黄色(碘水)、无现象、产生气体(二氧化碳)和先出现沉淀后溶解；NaOH不能鉴别K2CO3和KAlO2；BaCl2滴入四种溶液中，MgI2和KAlO2无明显现象，AgNO3和K2CO3溶液中都产生白色沉淀，无法区别；KClO与K2CO3、KAlO2都不反应。
【命题解读】物质鉴别是高考化学试题中一种常见题型，能较好地考查学生对元素及化合物的相关知识的全面掌握情况，也能很好地考查学生分析推理能力、严密思考能力和实践创新能力。
8、某化学兴趣小组为探究SO2的性质，按下图所示装置进行实验。

请回答下列问题：
(1)装置A中盛放亚硫酸钠的仪器名称是________，其中发生反应的化学方程式为
_____________________________________________________________________________；
(2)实验过程中，装置B、C中发生的现象分别是___________、_________，这些现象分别说明SO2具有的性质是________和________；装置B中发生反应的离子方程式为_______________。
(3)装置D的目的是探究SO2与品红作用的可逆性，请写出实验操作及现象______________ ；
(4)尾气可采用________溶液吸收。
【答案】(1)蒸馏烧瓶　Na2SO3＋H2SO4(浓)==Na2SO4＋SO2↑＋H2O　(2)溶液由紫红色变为无色　无色溶液中出现黄色浑浊　还原性　氧化性　5SO2＋2MnO＋2H2O==2Mn2＋＋5SO＋4H＋　
(3)品红溶液褪色后，关闭分液漏斗的旋塞，点燃酒精灯加热，溶液恢复为红色 (4)NaOH
【解析】(1)常见烧瓶有：圆底烧瓶、平底烧瓶和蒸馏烧瓶，图示中带支管的为蒸馏烧瓶。(2)SO2因有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，离子反应为：5SO2＋2MnO＋2H2O==5SO＋2Mn2＋＋4H＋。SO2能与－2价的S反应生成单质硫沉淀，体现氧化性：SO2＋4H＋＋2S2－===3S↓＋2H2O。(3)SO2与品红溶液作用的可逆性指：SO2使品红溶液褪色，加热后又恢复红色，注意实验操作中品红溶液褪色后要关闭分液漏斗的旋塞。(4)SO2为酸性气体，一般用碱性溶液吸收，也可用酸性高锰酸钾等强氧化性溶液吸收。
【命题解读】《高考考纲》明确要求考生能根据实验试题要求：(1)设计、评价或改进实验方案；(2)了解控制实验条件的方法；(3)分析或处理实验数据，得出合理结论(4)绘制和识别典型的实验仪器装置图。实验方案设计与评价取材于教材、高于教材，注重创新是近年高考化学试题的一大特点。近年高考综合实验试题往往是在教材实验、演示实验或考生已有实验知识的基础上进行改进，创设新情境，提出新问题，考查考生的创新意识。主要体现在以下几个方面：(1)根据题干给予的新信息，预测实验现象等。(2)药品使用创新、仪器功能拓展、实验操作改进创新和实验操作新途径开辟等。(3)面对新情境，能够正确提取并处理信息(准确提炼规律、严密推理分析、做出合理解释等)。(4)面对新问题，能够全面深入思考，合理优化结构，准确深刻评价等。
9、某实验小组利用反应2CuO+2Cl22CuCl2+O2测定铜的近似相对原子质量，可供选择的装置如图所示。

方案一：通过测定反应物CuO的质量m(CuO)和产物O2的体积V(O2)来测定铜的近似相对原子质量。
(1)按气流方向从左到右用胶管（图中未画出）将选择的仪器组合成一套实验装置，连接顺序为（用导管口的序号填写） a →( )( )→ ( )( )→ ( ) ( )→ ( )( )→ b。
(2)装置B是由干燥管和碱式滴定管改造而成的测量气体体积的装置，实验前滴定管液面初读数为V1 L，实验后恢复到室温，调节装置两侧液面相平后得到末读数为V2 L，则铜的近似相对原子质量的表达式为（设室温时气体摩尔体积为VmL·mol-l）
[用含m(CuO)、V1、V2的代数式表示]。
(3)若氧化铜中混有铜，则测定结果 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
(4)装置E在实验过程中的主要现象 。
方案二：利用A、D、E、F四套装置（尾气由其他的装置处理）完成测定任务。
(5)你认为测定的物理量有 （写出一组），按你测定的物理量，写出铜的近似相对原子质量的表达式： 。
【答案】(l)ef→jk→gh →cd(4分)
(2)(4分)
(3)偏大（2分）
(4)固体由黑色变成棕黄色（2分）
(5) （4分） ( 4分)
【解析】本题考查综合设计实验。利用反应2CuO+2Cl22CuCl2+O2的原理，可以设计两套方案：方案一：通过测定反应物CuO的质量m(CuO)和产物O2的体积V(O2)来测定铜的近似相对原子质量；方案二：通过测定反应物CuO的质量m(CuO)和产物CuCl2的质量（CuCl2)来测定铜的近似相对原子质量。实验前要设计得到纯净的Cl2，装置A：2MnO2+4HCl(浓)2MnCl2+Cl2↑+H2O，得到Cl2、HCl和水蒸汽，接下来用装置D饱和食盐水来除去HCl，减少了Cl2的溶解。接着用浓硫酸干燥Cl2。在装置E中发生2CuO+2Cl22CuCl2+O2。当用实验方案一时，则先用装置C碱石灰除去多余的氯气，再用装置B利用排水法测量V(O2)，因此方案一仪器连接顺序为a→ef→jk→gh→cd→b；方案二就是用碱石灰除去多余的氯气。
利用2CuO ～ O 2

L

，若氧化铜中混有铜，则2Cu+O22CuO，O2的体积L减小了，则变大，测定结果偏大。装置E在实验过程中的CuO转化成CuCl2主要现象固体由黑色变成棕黄色。
利用 CuO ～ CuCl2

10、已知木炭在一定条件下与浓硝酸反应生成两种+4价的氧化物，为了探究一氧化氮(NO)能否与过氧化钠反应，以及反应后的产物中是否有亚硝酸钠(NaNO2)，某小组同学设计了如图所示装置（夹持仪器和连接用的胶管已经省略）。

(l)为了完成该实验，虚线框内还需要连接B～E四套装置，按气流方向连接的顺序为a →( )( )→ ( )( )→ ( ) ( )→ ( )( )（填仪器接口的字母编号）。连接好仪器，检查气密性，装入药品后，要通入一段时间的氮气，再滴加浓硝酸，点燃酒精灯，通入氮气的主要目的是 。
(2)装置E中观察到的主要实验现象有 。
(3)装置C的作用是 。
(4)某同学经查阅资料后发现亚硝酸是弱酸，性质不稳定，室温下易分解成一氧化氮。装置D中充分反应后，设计实验证明D中是否有亚硝酸钠生成：
（写出检验步骤及现象）。
(5)亚硝酸钠在酸性条件下可将I—氧化为I2，该反应常用于亚硝酸钠含量的测定，请写出该反应的离子方程式： 。
【答案】(l)hi→de→bc→fg(或gf)(4分);
排除装置中的空气，防止一氧化氮被空气中的氧气氧化为二氧化氮(3分)
(2)溶液由无色变成蓝色，有无色气体逸出(3分)
(3)除去一氧化氮中的二氧化碳(3分)
(4)取少量D中的固体于试管中，加入稀硫酸，若溶液中有气泡产生且在试管液面上方变成红棕色气体，则D中有亚硝酸钠生成（或其他合理答案）(4分，现象操作结论各2分)
(5)2NO2+2 I—+4H+=2NO+I2 +2H2O(3分)
【解析】本题考查探究性实验的设计。由题意可以看出A中发生反应为C+2HNO3(浓)CO2↑+2NO2↑+H2O，出来的气体是CO2、NO2、N2和少量的水蒸汽。要得到NO，则要E装置发生3NO2+H2O=2HNO3+NO，3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，为了防止NO→NO2，装置中要保持无氧的条件，则装入药品后，要通入一段时间的氮气，再滴加浓硝酸，点燃酒精灯。E装置出来的气体是CO2、NO、N2和少量的水蒸汽。要得到干燥的的NO、N2，要先用装置C除去CO2、后先用装置B除去水蒸汽.在装置D中探究一氧化氮(NO)能否与过氧化钠反应，以及反应后的产物中是否有亚硝酸钠(NaNO2)。因此按气流方向连接的顺序为a →hi→de→bc→fg(或gf)。装置E中观察到的主要实验现象溶液由无色变成蓝色，有无色气体逸出。装置C的作用是除去一氧化氮中的二氧化碳。根据题中给的信息，可以利用HNO2的不稳定性，证明D中是否有亚硝酸钠生成，其原理为取少量D中的固体于试管中，加入稀硫酸，若溶液中有气泡产生且在试管液面上方变成红棕色气体，则D中有亚硝酸钠生成。亚硝酸钠在酸性条件下可将I—氧化为I2，其离子方程式为2NO2+2I—+4H+=2NO+I2 +2H2O。
11、某化学研究小组测定某FeCl3样品(含少量FeCl2杂质)中铁元素的质量分数，在实验室中按以下步骤进行实验：
①称取a g样品，置于烧杯中；
②取适量盐酸和适量蒸馏水使样品溶解，准确配制成250mL溶液；
③准确量取25.00mL步骤②中配得的溶液，置于烧杯中，加入适量的氯水，使反应完全；
④加入过量氨水，充分搅拌，使沉淀完全；
⑤过滤，洗涤沉淀；
⑥将沉淀转移到坩埚内，加热、搅拌，直到固体由红褐色全部变为红棕色，冷玮至室温后，称量；
⑦……

请根据上面的叙述回答下列问题：
(1)上图所给仪器中，实验步骤①②③中必须用到的仪器是E和_______ (填仪器序号)。
(2)步骤③、④中所发生反应的离子方程式为
(3)步骤⑤中洗涤沉淀的操作是：________________________________________检验沉淀是否洗净，应向洗涤液中加入几滴______ (填写序号)。
①KSCN溶液 ②NaOH溶液 ③AgNO3溶液 ④酚酞试液
(4)第⑥步的操作中，将沉淀物加热，冷却至室温，称量其质量为m1g，再次加热并冷却至室温称量其质量为m2g，若m1与m2差值较大，其原因可能是
____________________________(答出两点即可)。
(5)若坩埚质量是W1 g，最终坩埚和固体的总质量是W2 g，则样品中铁元素的质量分数为_______________。
【答案】(1)CFG(3分)
(2)2Fe2++Cl2 ＝2Fe3++2Cl-；Fe3++3NH3·H2O ＝Fe(OH)3+3NH4+(2分)
(3)沿玻璃棒向过滤器(或漏斗)中的沉淀上加蒸馏水至淹没沉淀，静置使其全部滤出，重复操作2—3次(2分) ③(2分)
(4)第一次加热不够充分；第一次冷却时没有将固体放置于干燥器中冷却；第二次加热过程中有固体溅出(答出两点即可，2分)
(5) (3分)
【解析】 (1)实验步骤①②③分别是：固体药品称量、一定物质的量浓度溶液的配制和溶液的取用，故所用仪器有托盘天平 (F)、容量瓶(G)、酸式滴定管(C)和烧杯(E)。
(2)步骤③是氯水将FeCl2氧化为FeCl3：2Fe2++Cl2＝2Fe3++2Cl-；步骤④是氯化铁与氨水的反应：Fe3++3NH3·H2O ＝Fe(OH)3↓+3NH4+。
(4)步骤⑥中，两次称量的差值较大的原因可能是：第一次加热不够充分，尚有部分Fe(OH)3未完全分解；或第二次加热过程中有固体溅出；或第一次冷却时没有将固体放在干燥器中冷却。
(5)依据实验过程中铁元素守恒，可得：Fe→Fe2O3关系式：
2Fe ～ 2Fe(OH)3 ～ Fe2O3
2 ×56 160
m(Fe) (W2-W1)x10
故
12、某化学兴趣小组在实验室制取漂白粉，并探究氯气与石灰乳反应的条件和产物。
已知：①二氧化锰与浓盐酸反应可制备氯气，同时生成MnCl2。
②氯气和碱的反应为放热反应。温度较高时，氯气和碱还能发生如下反应：
3Cl2+6OH-5Cl-+ClO-3+3H2O
该兴趣小组设计了下列实验装置，进行实验。

请回答下列问题：
（1）①甲装置用于制备氯气，乙装置的作用是____________。
②该兴趣小组用100mL 12mol/L盐酸与8.7g MnO2制备氯气，并将所得氯气与过量的石灰乳反应，则理论上最多可制得Ca(ClO)2______________g。
（2）小组成员发现，产物中Ca(ClO)2的质量明显小于理论值。他们讨论后认为，部分氯气未与石灰乳反应而逸出，以及温度升高也是可能原因。为了探究反应条件对产物的影响，他们另取一定量的石灰乳，缓慢、匀速地通入足量氯气，得出了ClO-、ClO3-两种离子的物质的量（n）与反应时间(t)的关系曲线，粗略表示为右图（不考虑氯气
和水的反应）。
①图中曲线I表示_____________离子的物质的量随反应时间变化的关系。
②所取石灰乳中含有Ca(OH)2的物质的量为______________mol。
③另取一份与②等物质的量的石灰乳，以较大的速率通入足量氯气，反应后测得产物中的物质的量为0.37mol，则产物中=______________。
（3）为了提高Ca(ClO)2的产率，可对丙装置作适当改进。请你给出一种改进方法：_____________。
【答案】（1）①除去氯气中的氯化氢 ②7.15 g(2)①ClO- ②0.25 ③7:6(3)将丙装置浸在盛有冷水的水槽中
【解析】（1）盐酸为挥发性酸，用盐酸制得的氯气中混有氯化氢，通过饱和食盐水除去氯气中的氯化氢，盐酸过量，按8.7g MnO2计算生成氯气及制得Ca(ClO)2的量；（2）反应放热，温度较高时才有副反应3Cl2+6OH-5Cl-+ClO-3+3H2O发生，应先生成ClO-，即I表示ClO-离子。ClO-、ClO3-两种离子的物质的量分别为0.1mol、0.05mol，再根据化合价升降相等，计算出生成Cl-的物质的量，已知各种阴离子量，很容易求出阳离子Ca2+，求出Ca(OH)2的物质的量。同理，根据的物质的量为0.37mol，求出
（3）由于温度影响了产物Ca(ClO)2的产率，降温是关键。

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