高考化学一轮总复习：第十章 从实验学化学

高考化学一轮总复习：第十章从实验学化学目录第1节化学实验常用仪器、试剂和基本操作第2节物质的检验、分离和提纯第3节气体的制备、净化和收集第4节实验方案的设计与评价第1节化学实验常用仪器、试剂和基本操作1．下列实验操作和数据记录都正确的是()A．用25mL碱式滴定管量取高锰酸钾溶液，体积为16.60mLB．用标准NaOH溶液滴定未知浓度盐酸，用去NaOH溶液20.50mLC．用10mL量筒量取8.25mL盐酸D．用pH试纸测得某溶液pH为3.2答案B解析A项，高锰酸钾溶液有强氧化性；B项，滴定管能精确到0.01mL；C项，量筒只能精确到0.1mL；D项，pH试纸只能精确到1。2．读下列药品标签，有关分析不正确的是()选项ABCD物品标签饱和氯水1．01×105Pa，20℃药品：×××碳酸氢钠NaHCO3俗名小苏打(84g·mol－1)浓硫酸H2SO4密度1.84g·mol－1浓度98．0%分析该试剂应盛在橡胶塞的细口瓶中该药品不能与皮肤直接接触该物质受热易分解该药品标签上还标有答案A解析氯水具有强氧化性，不能使用橡胶塞，A项错误；腐蚀品会腐蚀皮肤，故不能直接接触皮肤，B项正确；碳酸氢钠受热易分解：2NaHCO3eq\o(=,\s\up7(△))Na2CO3＋CO2↑＋H2O，C项正确；98%的浓硫酸具有腐蚀性，D项正确。3．下述实验设计能够达到目的的是()答案A解析该装置可用于吸收易溶于碱溶液的气体，并可防止倒吸，A项正确；酸碱中和滴定需用酸碱指示剂确定滴定终点，且NaOH应用碱式滴定管，B项错误；NO2溶于水且与水反应生成NO，不能用排水法收集NO2，C项错误；蒸干溶液不能使用坩埚，且FeCl2在加热条件下水解生成Fe(OH)2且Fe2＋被氧化成Fe3＋，蒸发灼烧最后得到Fe2O3，不能得到无水FeCl2，D项错误。4．下列玻璃仪器的洗涤方法不涉及氧化还原反应的是()A．附有银镜的试管用稀硝酸清洗B．附有油脂的烧杯用热纯碱溶液清洗C．附有MnO2的烧瓶用热的浓盐酸清洗D．附有硫的燃烧匙用热的烧碱溶液清洗答案B解析A项，银能溶解于稀硝酸生成可溶性硝酸银溶液；B项，油脂在碱性环境下水解，没有元素化合价变化；C项，二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气、氯化锰和水；D项，硫与热的氢氧化钠反应生成硫化钠和亚硫酸钠、水。5．从试剂瓶的颜色、瓶塞的选择上看，下列两种试剂保存方法相同的是()A．浓硝酸与浓盐酸 B．水玻璃与纯碱C．氯化铵与硝酸银 D．氢氧化钠与磷酸答案B解析A项，浓硝酸见光易分解，需要避光保存，而浓盐酸不需要；B项，水玻璃是硅酸钠的水溶液，纯碱是碳酸钠，二者都是强碱弱酸盐，保存方法相同；C项，硝酸银见光易分解，需要避光保存，而氯化铵不需要；D项，氢氧化钠固体应该保存在塑料瓶中，NaOH溶液的试剂瓶应用橡胶塞，而磷酸不能用橡胶塞或塑料瓶。6．下列实验操作中，先后顺序正确的是()A．制备乙酸乙酯时，先将乙酸加入到反应器中B．检验某溶液中是否含有SO42－，应先加入BaCl2溶液，再加入稀硝酸C．滴定管洗净后应先用蒸馏水润洗，再注入标准液进行滴定D．在制取干燥纯净的氯气时，先使氯气通过饱和食盐水，再通过浓硫酸答案D7．下列实验操作中，仪器末端需要插入溶液液面以下的是()①用水吸收氨气时的导气管②制备氢气的简易装置中的长颈漏斗③用NaOH溶液和新制FeSO4溶液制备Fe(OH)2时，吸有NaOH溶液的胶头滴管④用乙醇制备乙烯时所用的温度计⑤分馏石油时测量温度所用的温度计A．②⑤ B．②③⑤C．②③④ D．①②③④⑤答案C解析NH3易溶于水，为防止倒吸，用水吸收时的导气管不能插入液面以下；分馏石油时温度计水银球要放在蒸馏烧瓶的支管口处。8．(1)实验是化学研究的基础，下列有关说法中正确的是________(填字母序号)。a．可在耐高温的石英坩埚中进行熔化氢氧化钠固体的实验b．用pH试纸测定溶液的pH时，不需用蒸馏水润湿试纸c．实验室中不慎将酒精洒在台面上起火，可用湿抹布覆盖灭火d．实验室取用少量白磷时，可将白磷取出，在空气中用小刀切割(2)①用分液漏斗和烧杯可以装配成一套简易的、能随开随用、随关随停的气体发生装置，如图1所示。能用此装置制备的气体有________(填字母序号)。a．用锌粒与稀硫酸反应制取H2b．用过氧化钠与水反应制取O2c．用二氧化锰与浓盐酸反应制取Cl2d．用铜片与浓硝酸反应制取NO2②下列装置是实验室制取CO2的装置，可以起到随时使反应发生，也可以使反应随时停止的装置是________。(3)某化学兴趣小组欲利用两臂等长的U形管验证铜与稀硝酸反应的气体产物是NO而不是NO2，如图3①所示，将1.0mol·L－1的稀硝酸加入到U形管中至其高度的一半，用胶塞塞好管口，其中左边胶塞插有螺旋状的铜丝，整个实验过程不再使用其他仪器。a．添加药品前必须检验装置的气密性，请简述其方法：__________________________________________________________________________________________________________________。实验步骤按如图3所示顺序依次进行，请回答下列有关问题。b．图②所示的操作目的是_______________________________。c．图②中有气泡产生时立即缓慢竖起U形管得到图③，图③所示操作发生的现象除液面左低右高之外，还可能有______________________________d．图④和图⑤所示操作的目的是____________________________，涉及的方程式有_____________________________________。答案(1)bc(2)①a②bd(3)a.用胶塞塞好一端管口，从另一端加水至U形管两端出现明显的液面高度差，将另一端用胶塞塞好，若一段时间后，液面高度差不变，证明气密性良好b．驱走U形管反应端的空气，使Cu与稀硝酸接触反应c．溶液变蓝d．使NO与U形管中的空气混合生成NO2，通过气体颜色变化证明原无色气体为NO2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O=2HNO3＋NO解析(1)高温时，石英(SiO2)可与NaOH发生反应；白磷易自燃，应在水下切割，故选bc。(2)①该装置是气体发生装置，能随开随用，随关随停，该装置适用于块状难溶于水的固体和液体在不加热条件下反应制备气体，而且所制气体不易溶于水，不与水反应。b项Na2O2可溶于水，不能做到随关随停；c项MnO2与浓盐酸反应制Cl2需要加热，不能用此装置；d项NO2可与水反应，不能用此装置；只有a项可以。②明确“随关随停，随开随用”的气体发生装置的关键；当夹紧导气管时，在压力的作用下液体反应物和固体反应物相脱离，使反应终止，b、d项装置符合题目要求。(3)a.NO在空气中极易被氧气氧化，因此整个实验过程不能有O2进入，故应检查装置气密性，可利用液体高度差来检验。b.将U形管倒置(如图②)，可将刚开始时U形管左侧上方的空气赶走，避免产生的NO被氧化。c.稀硝酸与铜接触后，立即产生无色气体，同时铜丝溶解，溶液由无色变为蓝色。d.为了检验产生的气体，可将其与空气接触，若气体由无色变为红棕色，证明产生的气体为NO。9．根据常见仪器的特点及使用注意事项回答下列问题。(1)如图是温度计、量筒、滴定管的一部分，下述读数(虚线刻度)及说法正确的是________。A．①是量筒，读数为2.5mL B．②是量筒，读数为2.5mLC．③是滴定管，读数为2.5mL D．②是温度计，读数为2.5℃(2)“磨砂”是增加玻璃仪器密封性的一种处理工艺，可使仪器不漏液或不漏气。在下列仪器中：①试管②分液漏斗③细口试剂瓶④广口试剂瓶⑤集气瓶⑥滴瓶⑦酸式滴定管⑧碱式滴定管，肯定用不到“磨砂”处理的有________(填编号，下同)。(3)玻璃棒的作用主要有以下四种：①搅拌②引流③蘸取溶液④转移固体。不同实验中其作用可能不完全相同，请回答下列问题：A．在“用无水碳酸钠配制100mL0.12mol·L－1的碳酸钠溶液”的实验中，玻璃棒的作用是________。B．在“用氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、氯化钡溶液、盐酸、水等试剂除去粗盐中的Mg2＋、Ca2＋、SO42－等杂质离子以制得纯净的食盐水”的实验中玻璃棒的作用可能是________。答案(1)B(2)①⑧(3)A.①②B．①②③解析“磨砂”使仪器不漏液或不漏气。玻璃仪器在磨口处都采用了“磨砂”工艺，如分液漏斗的活塞处，试剂瓶(集气瓶、滴瓶)的瓶口，酸式滴定管的活塞处。10．干燥管在不同情况下常具有多种功能。下列两种不同图示就分别代表了干燥管的不同应用。请回答有关问题：(1)图甲所示的干燥管可作为气体干燥装置，下列组合中a和R都正确的是()ABCD气体aNH3SO2C2H4Cl2固体R碱石灰浓硫酸高锰酸钾碱石灰(2)该甲装置还可以作为特殊情况下的气体发生装置。例如，在常温下可用此装置来制备空气中的某种气体，此时气体a为________，固体R为________(填化学式)，有关反应的化学方程式为__________________________________。(3)若按图乙来安装，此时干燥管的作用是____________________。答案(1)A(2)CO2Na2O22CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2(3)防止倒吸解析本题以综合应用的角度来考查仪器的正确使用，(1)甲作为干燥装置，固体R的要求必须能干燥气体a，且不与a发生反应。B中浓H2SO4是液态，C中KMnO4氧化C2H4，D中碱石灰吸收Cl2，均不适合。(2)甲作为制气装置，要求反应原理是气体a与固体R在常温下反应，制空气中的某气体，气体为氧气，则推出：2CO2＋2Na2O2=2Na2CO3＋O2。11.某兴趣小组采用如图装置制取并探究SO2气体的性质。(1)下列实验方案适用于图中所示装置制取所需SO2的是________。A．Na2SO3溶液与HNO3B．Na2SO3固体与浓硫酸C．固体硫在纯氧中燃烧D．铜与浓硫酸(2)组装完仪器后，检查装置气密性的方法是：关闭活塞b，__________________________________________________。(3)指导老师指出应增加一尾气吸收装置，并帮助同学们设计了如下装置，其中合理的是________。(4)该小组同学设计在试管d中加入FeCl3溶液，验证SO2的还原性，为了验证SO2与Fe3＋发生了氧化还原反应，他们在通入足量SO2后，取试管d中的溶液，分成三份，并设计了如下实验：方案A：往第一份溶液中加入KMnO4溶液，紫红色褪去；方案B：往第二份溶液中加入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红；方案C：往第三份溶液中加入用稀盐酸酸化的BaCl2，产生白色沉淀。上述方案不合理的是________；原因是____________________________________________________________________________。答案(1)B(2)试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c(或用手捂热c)，试管d中有气泡冒出，停止加热后，试管d中有一段水柱上升，说明装置气密性良好(3)A、D(4)ASO2和Fe2＋都可以使KMnO4溶液褪色，所以无法确定一定有Fe2＋生成解析(1)硝酸具有强氧化性，能将亚硫酸钠氧化成硫酸钠，不能制得二氧化硫，故A项错；其他三项都可以生成二氧化硫，分析题中装置知，B项实验方案使用固液不加热型装置，B项正确；C项错；铜与浓硫酸反应需要加热，D项错。(2)检查装置气密性的方法：关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c(或用手捂热c)，试管d中有气泡冒出，停止加热后，试管d中有一段水柱上升，说明装置气密性良好。(3)二氧化硫用NaOH溶液吸收时要注意防止倒吸，A项装置可以起到防倒吸的作用，故A项正确；B装置中，虽然装了安全瓶，但由于左侧导管伸入广口瓶过深，不能完全防止液体倒吸进入反应装置，且会使得一部分尾气留在安全瓶内不能被碱液完全吸收，故B项错；C项错；D项装置中CCl4起缓冲的作用，也能防止倒吸，故D项正确。(4)方案A不合理，因为SO2和Fe2＋都可以使KMnO4溶液褪色，所以无法确定一定有Fe2＋生成；方案B可以证明生成了Fe2＋，发生了氧化还原反应；方案C溶液中有SO42－，说明SO2被Fe3＋氧化了。第2节物质的检验、分离和提纯1．除去下列物质中含有的杂质(括号内为杂质)，选用试剂正确的是()A．FeCl2溶液(FeCl3)：Fe粉B．CO2(SO2)：饱和的Na2CO3溶液C．Al2O3(SiO2)：NaOH溶液D．NaHCO3溶液(Na2CO3)：Ca(OH)2溶液答案A解析铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，A项正确；二氧化碳也能和碳酸钠反应生成碳酸氢钠，B项错误；氧化铝和二氧化硅都能和氢氧化钠反应，C项错误；氢氧化钙也能和碳酸氢钠反应生成碳酸钙沉淀，应该向溶液中通入二氧化碳，D项错误。2．下列操作或装置能达到实验目的的是()答案C解析A项，锥形瓶作为接液装置不用瓶塞；B项，氯气和饱和碳酸氢钠反应，应用饱和食盐水；D项，电石产生的气体中混有H2S等杂质气体也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。选C项。3．除去下列物质中所含少量杂质的设计正确的是()物质杂质试剂提纯方法ABaSO4BaCO3水溶解、过滤、洗涤BCO2SO2饱和Na2CO3溶液洗气C乙酸乙酯乙酸稀NaOH溶液混合振荡、静置分液D蛋白质葡萄糖浓(NH4)2SO4溶液盐析、过滤、洗涤答案D解析A项，BaSO4和BaCO3都不溶于水，过滤不能将二者分离，故A项错误；B项，CO2和SO2都与饱和Na2CO3溶液反应，应用饱和碳酸氢钠溶液洗气，故B项错误；C项，乙酸乙酯在NaOH溶液中水解，应用饱和碳酸钠溶液分离，故C项错误；D项，蛋白质在浓(NH4)2SO4溶液中盐析，葡萄糖溶于浓(NH4)2SO4溶液，可用盐析、过滤、洗涤的方法分离，故D项正确。4．从海带中提取碘的实验过程中，装置和原理不能达到实验目的是()答案A解析A项，固体的灼烧应在坩埚中；B项，溶液在蒸发皿中蒸发结晶；C项，分离固体和溶液的操作为过滤；D项，碘单质易溶于有机溶剂，萃取分液可以分离。5．只用一种试剂即可区别的：NaCl、MgCl2、FeCl3、Al2(SO4)3四种溶液，这种试剂是()A．AgNO3 B．NaOHC．BaCl2 D．HCl答案B解析A项，加入硝酸银溶液，NaCl、MgCl2、FeCl3、Al2(SO4)3四种溶液都生成白色沉淀，反应现象相同，不能鉴别，故A项错误；B项，加入氢氧化钠溶液，氯化钠无现象，氯化镁生成白色沉淀，氯化铁生成红褐色沉淀，硫酸铝先生成白色沉淀，NaOH过量时，沉淀逐渐溶解，反应现象各不相同，可鉴别，故B项正确；C项，加入氯化钡溶液，NaCl、MgCl2、FeCl3三种溶液都无现象，不能鉴别，故C项错误；D项，加入盐酸，NaCl、MgCl2、FeCl3、Al2(SO4)3四种溶液都无现象，不能鉴别，故D项错误。6．根据下列实验内容得出的结论正确的是()选项实验内容结论A某物质的水溶液能使红色石蕊试纸变蓝该物质中一定含有OH－，而且一定是碱B某气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝该气体一定是氯气C某物质的水溶液中加入盐酸能产生无色无味气体该溶液中一定含有CO32－D0.84g铁和50.00mL1.00mol·L－1的稀硝酸反应反应后的溶液中一定含有Fe3＋和Fe2＋答案D解析该题考查了OH－、CO32－和Fe3＋等离子的检验方法。显碱性的盐溶液也能使红色石蕊试纸变蓝，如Na2CO3溶液，A项错误；O3、NO2等都能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，B项错误；C项，若该溶液中含有碳酸氢根离子，加入盐酸也能产生无色无味气体，C项错误；由方程式3Fe＋8HNO3(稀)=3Fe(NO3)2＋2NO↑＋4H2O和Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O可知，当eq\f(1,4)<eq\f(n（Fe）,n（HNO3）)<eq\f(3,8)时，反应后的溶液中一定含有Fe3＋和Fe2＋，n(Fe)＝eq\f(0.84g,56g·mol－1)＝0.015mol，n(HNO3)＝0.05mol，由于eq\f(1,4)<eq\f(n（Fe）,n（HNO3）)＝eq\f(0.015,0.05)<eq\f(3,8)，D项正确。7．《本草纲目》记载了民间酿酒的工艺：“凡酸坏之酒，皆可蒸烧”，“以烧酒复烧二次……”在实验室中模拟上述过程，用到的仪器是()A．蒸馏烧瓶 B．蒸发皿C．球形冷凝管 D．分液漏斗答案A解析根据“凡酸坏之酒，皆可蒸烧”，“以烧酒复烧二次……”可知，酸坏之酒中含有乙酸，乙酸和乙醇的沸点不同，用蒸烧的方法分离，为蒸馏操作，需要用到的仪器为蒸馏烧瓶。8．某废液中含有大量的K＋、Cl－、Br－，还有少量的Ca2＋、Mg2＋、SO42－。某研究性学习小组利用这种废液来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2)，设计了如下流程图：可供试剂a、试剂b(试剂b代表一组试剂)选择的试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液、BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、H2O2溶液、KMnO4溶液(H＋)、稀盐酸。请根据流程图，回答相关问题：(1)试剂a应该选用________。(2)操作①②③④⑤的名称是________(填字母)。A．萃取、过滤、分液、过滤、蒸发结晶B．萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶C．分液、萃取、过滤、过滤、蒸发结晶D．萃取、分液、分液、过滤、蒸发结晶(3)除去无色液体Ⅰ中的Ca2＋、Mg2＋、SO42－，选出试剂b所代表的试剂，按滴加顺序依次是________(填化学式)。(4)调节pH的作用是____________________________________，操作方法是__________________________________________。(5)操作⑤中用到的瓷质仪器名称是________。答案(1)H2O2溶液(2)B(3)BaCl2溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液(或KOH溶液、BaCl2溶液、饱和K2CO3溶液或BaCl2溶液、KOH溶液、饱和K2CO3溶液)(4)除去剩余的OH－及CO32－滴加稀盐酸，无气体产生时，用pH试纸测定至pH＝7(5)蒸发皿解析(1)由加入的CCl4及得到的橙红色液体知，试剂a能将Br－氧化为Br2，试剂a应具有氧化性，所以应选用H2O2溶液。(2)操作①是萃取，操作②是将互不相溶的两种液体分开——分液，操作③是将沸点不同的、互溶的两种液体分开——蒸馏，操作④是将溶液与沉淀分开——过滤，操作⑤是将KCl从其水溶液中提取出来——蒸发结晶。(3)由流程图知，无色液体Ⅰ中含有K＋、Cl－、Ca2＋、Mg2＋、SO42－，无色液体Ⅲ中只含有K＋、Cl－，则试剂b的作用是除去Ca2＋、Mg2＋、SO42－。由于除杂时除杂试剂需过量，且不能引入新杂质，所以欲除去Ca2＋，选用饱和K2CO3溶液；欲除去Mg2＋，选用KOH溶液；欲除去SO42－，选用BaCl2溶液。因此欲除去无色溶液Ⅰ中的Ca2＋、Mg2＋、SO42－，只要满足BaCl2溶液在饱和K2CO3溶液之前加入即可。(4)由以上知，无色液体Ⅱ中还含有杂质离子CO32－和OH－，所以需用盐酸来除去剩余的OH－及CO32－，调节pH＝7的操作方法是滴加稀盐酸，无气体产生时，用pH试纸测定至pH＝7。(5)由于操作⑤是蒸发结晶，所以该操作用到的瓷质仪器是蒸发皿。9．硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是分析化学中的重要试剂。[查阅资料]隔绝空气加热至500℃时硫酸亚铁铵能完全分解，分解产物中含有铁氧化物、硫氧化物、氨气和水蒸气等。[实验探究]某化学小组选用如图所示部分装置进行实验(夹持装置略)。实验Ⅰ验证分解产物中含有氨气和水蒸气，并探究残留固体成分。(1)所选用装置的正确连接顺序为________(填装置序号)。(2)证明有水蒸气生成的实验现象为___________________________。(3)证明有氨气生成的实验现象为_________________________。(4)A中固体完全分解后变为红棕色粉末，设计实验证明A中残留固体仅为Fe2O3，而不含FeO或Fe3O4：_____________________________________________________。实验Ⅱ乙同学为探究分解产物中的硫氧化物，连接装置A→E→F→B进行实验。(5)实验过程中观察到：E中没有明显现象，F中溶液褪色，据此得出的结论是____________________________________________________。(6)B的作用是____________________________________________。(7)实验证明(NH4)2Fe(SO4)2受热分解除上述产物外，还有N2生成，写出A中反应的化学方程式：_______________________________________。答案(1)ACBD(2)C中无水硫酸铜变蓝(3)D中无色酚酞溶液变为红色(4)取少量A中残留固体，加入适量稀硫酸使其完全溶解，向溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，若高锰酸钾溶液不褪色，则残留固体是Fe2O3，而不含FeO或Fe3O4(5)分解产物中有SO2，没有SO3(6)吸收SO2，防止污染(7)2(NH4)2Fe(SO4)2eq\o(=,\s\up7(500℃))Fe2O3＋4SO2↑＋2NH3↑＋N2↑＋5H2O解析(1)实验Ⅰ的目的是验证(NH4)2Fe(SO4)2的分解产物中含有NH3和水蒸气，并探究残留固体成分，装置A用于分解(NH4)2Fe(SO4)2固体，装置C用于检验水蒸气，装置B用于吸收SO2气体，装置D用于检验NH3，由于分解产生气体通过溶液时会混入水蒸气，故应先检验水蒸气，后检验NH3，所选装置的连接顺序为A→C→B→D。(2)无水硫酸铜粉末遇水蒸气生成CuSO4·5H2O晶体，由白色粉末变成蓝色晶体。(3)NH3通过导管进入D，溶于水形成氨水，使溶液显碱性，酚酞溶液由无色变成红色。(4)FeO和Fe3O4溶于稀硫酸，都能产生还原性的Fe2＋，能使酸性KMnO4溶液褪色；Fe2O3溶于稀硫酸产生Fe3＋，不能使酸性KMnO4溶液褪色，故可将残留固体溶于稀硫酸，再利用酸性KMnO4溶液进行检验。(5)装置E用于检验是否生成SO3，装置F用于检验是否生成SO2，实验过程中观察到E中没有明显现象，F中溶液褪色，说明分解产物中有SO2，没有SO3。(6)SO2是有毒气体，具有酸性氧化物的性质，装置B中碱石灰用于吸收SO2尾气，防止污染环境。(7)由上述分析可知，(NH4)2Fe(SO4)2固体受热分解生成Fe2O3、NH3、SO2、H2O，又知还生成N2，结合得失电子守恒和原子守恒配平该化学方程式。10．某无色溶液由Na＋、Ag＋、Ba2＋、Al3＋、AlO2－、MnO4－、CO32－、SO42－、SiO32－中的若干种组成(不考虑水的电离)。取该溶液进行如下实验：Ⅰ.取适量溶液，加入过量的盐酸，有气体生成，并得到无色溶液；Ⅱ.在Ⅰ所得溶液中加入过量的NH4HCO3溶液，有气体生成，同时析出白色沉淀甲；Ⅲ.在Ⅱ所得溶液中加入过量的Ba(OH)2溶液，加热，也有气体生成，同时析出白色沉淀乙。请回答下列问题：(1)由实验Ⅰ可知原溶液中一定不含有的离子是_________________；一定含有的离子是______________________________。(2)由实验Ⅱ可知原溶液中还一定含有的离子是____________；生成甲的离子方程式为__________________________________。(3)实验Ⅲ中一定发生的离子方程式为____________________________________________。(4)原溶液中还可能存在的离子是________；检验该离子的方法是____________________。答案(1)MnO4－、SiO32－、Ag＋、Ba2＋、Al3＋CO32－、Na＋(2)AlO2－3HCO3－＋Al3＋=Al(OH)3↓＋3CO2↑(3)2OH－＋NH4＋＋HCO3－＋Ba2＋eq\o(=,\s\up7(△))BaCO3↓＋NH3↑＋2H2O(4)SO42－取白色沉淀乙少许，放入试管中，加入过量的稀盐酸，若仍有部分白色沉淀不溶解，则证明原溶液中有SO42－；若白色沉淀全部溶解，则证明原溶液中无SO42－解析本题主要考查离子反应及离子共存问题。由加入过量的盐酸，有气体生成，并得到无色溶液，可知溶液中一定不含MnO4－、Ag＋、SiO32－，一定含有CO32－；有CO32－，则一定不含Ba2＋、Al3＋，由溶液呈电中性可知一定含有Na＋。在Ⅰ所得溶液中加入过量的NH4HCO3溶液，有气体生成，同时析出白色沉淀甲。综上分析可得甲只能是Al(OH)3，且是AlO2－与过量盐酸反应生成的Al3＋与HCO3－发生双水解得到的，故原溶液中一定含有AlO2－。至此，还需要确认SO42－是否存在，可通过检验白色沉淀乙的成分来达到目的。由上述分析可知乙中一定含有BaCO3[Ⅱ中过量HCO3－与Ba(OH)2反应生成]，若加过量稀盐酸，沉淀部分溶解，可证明原溶液中存在SO42－。11．青蒿素是烃的含氧衍生物，为无色针状晶体。易溶于丙酮、氯仿和苯中，在水中几乎不溶，熔点为156～157℃。青蒿素是有效的抗疟药。从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的，主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工艺为：请回答下列问题：(1)对青蒿进行干燥破碎的目的是_________________________。(2)操作Ⅰ需要的玻璃仪器主要有：烧杯、________，操作Ⅱ的名称是________。(3)操作Ⅲ的主要过程可能是________(填字母)。A．加水溶解，蒸发浓缩、冷却结晶B．加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤C．加入乙醚进行萃取分液(4)用如图所示实验装置测定青蒿素分子式的方法如下：将28.2g青蒿素样品放在硬质玻璃管C中。缓缓通入空气数分钟后，再充分燃烧，精确测定装置E和F实验前后的质量，根据所测数据计算。①装置A、E、F中盛放的物质分别是________、________、________。②G的作用是________________________________________。③装置实验前/g实验后/gE22.642.4F80.2146.2则测得青蒿素的最简式是________，欲确定其分子式，则还需要的物理量为________。答案(1)增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸取率(2)漏斗、玻璃棒蒸馏(3)B(4)①NaOH溶液CaCl2(或P2O5)碱石灰②防止空气中的CO2和水蒸气进入F装置③C15H22O5相对分子质量或摩尔质量解析(3)根据题意，青蒿素几乎不溶于水，A项错误；青蒿素易溶于乙醚，无法分液提取，C项错误，B项正确。(4)为了能准确测量青蒿素燃烧生成的CO2和H2O，实验前应通入除去CO2和H2O的空气，排除装置内的空气，防止干扰实验。E和F一个吸收生成的H2O，一个吸收生成的CO2，应先吸水后吸收CO2，所以E内装的是CaCl2或P2O5，而F中为碱石灰，而G装置能防止外界空气中的CO2和H2O进入装置。③由数据可知，m(H2O)＝42.4g－22.6g＝19.8g，所以n(H2O)＝1.1mol，n(H)＝2.2mol。m(CO2)＝146.2g－80.2g＝66.0g，所以n(CO2)＝1.5mol，所以青蒿素中氧原子的质量为，m(O)＝28.2g－(2.2mol×1g·mol－1)－(1.5mol×12g·mol－1)＝8.0g，所以n(O)＝0.5mol，n(C)∶n(H)∶n(O)＝1.5∶2.2∶0.5＝15∶22∶5，所以其最简式为C15H22O5。根据青蒿素的相对分子质量或摩尔质量结合其最简式可计算其分子式。第3节气体的制备、净化和收集1．实验室制备下列气体时，所用方法正确的是()A．制氧气时，用Na2O2或H2O2作反应物可选择相同的气体发生装置B．制氯气时，用饱和NaHCO3溶液和浓硫酸净化气体C．制乙烯时，用排水法或向上排空气法收集气体D．制二氧化氮时，用水或NaOH溶液吸收尾气答案A解析用Na2O2和水反应制取氧气，与用在MnO2催化下分解H2O2制取氧气的发生装置相同，A项正确；饱和NaHCO3溶液显碱性，能与氯气反应，B项错误；相同条件下，乙烯的密度与空气的密度相差不大，故不能用排空气法收集乙烯，C项错误；NO2与水发生反应3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，产生的NO仍是有毒气体，故不能用水吸收含NO2的尾气，D项错误。2．实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示(省略夹持和净化装置)。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是()选项a中的物质b中的物质c中收集的气体d中的物质A浓氨水CaONH3H2OB浓硫酸Na2SO3SO2NaOH溶液C稀硝酸CuNO2H2OD浓硫酸木炭CO2NaOH溶液答案B解析A项，浓氨水与氧化钙混合生成氨气，氨气的密度比空气小，不能使用向上排空气法，故A项错误；B项，浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫，二氧化硫密度大于空气，用向上排空气法收集，且SO2能与NaOH溶液反应，故B项正确；C项，铜和稀硝酸反应生成一氧化氮，一氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮和水反应生成NO，不能用水吸收尾气，故C项错误；D项，常温下浓硫酸和木炭不反应，故D项错误。3．用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是()A．用图1所示装置除去Cl2中含有的少量HClB．用图2所示装置制取少量氨气C．用图3所示装置制取少量纯净的CO2气体D．选择合适的试剂，用图4所示装置可分别制取少量CO2、NO和O2答案A解析B项，试管中空气无法排出，不能收集NH3；C项，纯碱易溶于水，利用图示装置不能达到使反应随时发生或停止的目的；D项，无法用排空气法收集NO。4．下图是实验室常用的气体制备、净化和收集装置。若依据反应H2C2O4eq\o(=,\s\up7(浓硫酸),\s\do5(△))CO↑＋CO2↑＋H2O制取一氧化碳，则合理的装置组合为()A．①⑤⑧ B．③⑤⑦C．②⑤⑥ D．③④⑧答案D解析由反应物的状态和反应条件可选③作为制取装置。除去CO2可选用④或⑤装置，要收集CO只能用⑧装置，故合理的装置组合为③④⑧或③⑤⑧。5．用如图装置进行实验，将液体A逐滴加入到固体B中，下列叙述正确的是()A．若A为浓盐酸，B为MnO2，C中盛有品红溶液，则C中溶液褪色B．若A为醋酸，B为贝壳，C中盛有澄清石灰水，则C中溶液出现浑浊C．若A为浓氨水，B为生石灰，C中盛有AlCl3溶液，则C中先产生白色沉淀后沉淀溶解D．上述实验中仪器D都可以用长玻璃导管代替答案B解析本装置为固＋液不加热装置，A项不发生反应，B项生成CO2气体，使澄清石灰水变浑浊；C中产生NH3，溶于水生成NH3·H2O，与AlCl3溶液反应生成Al(OH)3沉淀，Al(OH)3沉淀不与NH3·H2O反应；装置中仪器D起防倒吸作用，不能换作长玻璃导管。6．Y形管是一种特殊的仪器，与其他仪器组合可以进行某些实验探究。利用如图装置可以探究SO2与BaCl2反应生成BaSO3沉淀的条件。下列判断正确的是()A．玻璃管的作用是连通大气，使空气中的氧气进入广口瓶，参与反应B．c、d两根导管都必须插入BaCl2溶液中，保证气体与Ba2＋充分接触C．Y形管乙中产生的是氧化性气体，其将BaSO3氧化为BaSO4沉淀D．e、f两管中的试剂可以分别是浓氨水和NaOH固体答案D7．某课外活动小组在学习CO的化学性质时，准备做CO还原CuO的实验。下面是同学们设计的四套实验装置图。从安全和能源充分利用的角度来看，你认为最理想的实验装置是()答案D解析CO气体有毒，不能直接排放到空气中，用点燃法处理尾气，且放出热量提供给加热装置，达到能源充分利用的目的，故最理想的装置为D。8．装置a、b、c中分别盛有试剂1、2、3，用如图所示的装置进行实验(夹持仪器略去，必要时可加热)，能达到相应实验目的是()选项试剂1试剂2试剂3实验目的A浓HNO3Cu片KI－淀粉溶液验证NO2的氧化性B盐酸石灰石饱和NaHCO3制备CO2C稀硫酸溶液X澄清石灰水验证溶液X中是否有CO32－D70%硫酸Na2SO3酸性KMnO4溶液证明SO2具有漂白性答案B解析A项，浓硝酸和铜反应生成的二氧化氮具有强氧化性，氧化碘化钾生成碘单质，浓硝酸易挥发具有强氧化性也会氧化碘化钾生成碘单质，不能验证二氧化氮的氧化性，故A项错误；B项，石灰石和盐酸反应生成二氧化碳气体，所含氯化氢通过饱和碳酸氢钠溶液除去，可以制备CO2得到较纯净的二氧化碳气体，故B项正确；C项，碳酸根离子和碳酸氢根离子都和酸反应生成二氧化碳气体，不能验证溶液X中是否有CO32－，故C项错误；D项，高锰酸钾溶液具有氧化性，二氧化硫具有还原性，二氧化硫和高锰酸钾溶液反应表现的是还原性，不能证明SO2具有漂白性，故D项错误。9．如图是用于气体制备、干燥、性质验证、尾气处理的部分仪器装置(加热及夹持固定装置均已略去)。请根据下列要求回答问题。(1)若烧瓶中盛装锌片，分液漏斗中盛装稀硫酸，则：①当仪器连接顺序为A→C→B→B→D时，两次使用B装置，其中所盛的药品依次是CuO、无水CuSO4粉末。此实验的目的是__________________________。D装置的作用是______________________________________________。②为了使B中的CuO反应充分，在不改变现有药品的条件下，可采取的方法有___________________________________________(任写一种)。③加热前必须进行的操作是____________________________。(2)若烧瓶中盛装Na2O2固体，分液漏斗中盛装浓氨水，慢慢打开分液漏斗的活塞，则：①烧瓶内产生的气体主要有(写化学式)_____________________。②用产生的气体做氨的催化氧化实验，各装置按气流方向从左到右的连接顺序是(填字母)________→E。③试管B中的反应方程式为_______________________________。答案(1)①验证H2的还原性并检验其氧化产物防止空气中的水进入装置，干扰H2氧化产物水的检验②控制分液漏斗的活塞，使稀硫酸缓慢滴下(或在烧瓶中加水或将烧瓶放入冰水中或用冰毛巾捂着烧瓶等，其他合理答案均可)③检验装置中的空气是否排尽或检验氢气是否纯净(2)①O2、NH3②A→D→B③4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO＋6H2O10．已知甲烷实验室制法方程式为CH3COONa(s)＋NaOH(s)eq\o(=,\s\up7(Fe2O3),\s\do5(△))CH4↑＋Na2CO3，装置如图所示。请回答：(1)下列气体的实验室制法发生装置与图一致的是________。A．二氧化碳 B．氢气C．氧气 D．氯气(2)气体收集完毕后，接下来的操作是_____________________。(3)反应后取试管中适量的固体溶于水，取上层清液滴加紫色石蕊试液，溶液显蓝色，说明NaOH仍有剩余，判断结论是否正确并说明理由___________________________________。答案(1)C(2)先把导管移出水面，后熄灭酒精灯(3)不正确；因为生成的Na2CO3水解呈碱性解析(1)该装置为固体在加热条件下制备气体的装置，可用于制备氧气，而其他气体为固体和液体的反应，一般用到分液漏斗等，故答案为C项；(2)气体收集后，应注意防止倒吸，则应先把导管移出水面，后熄灭酒精灯，故答案为：先把导管移出水面，后熄灭酒精灯；(3)碳酸钠水解呈碱性，不能证明是否有NaOH剩余，故答案为：不正确；因为生成的Na2CO3水解呈碱性。11．某研究性学习小组选用以下装置进行实验设计和探究(图中a、b、c均为止水夹)：(1)在进行气体制备时，应先检验装置的气密性。将A装置中导管末端密封后，在分液漏斗甲内装一定量的蒸馏水，然后________，则证明A装置的气密性良好。(2)利用E装置能吸收的气体有________(任写两种即可)。(3)用锌粒和稀硫酸制备H2时应选用装置________作为发生装置(填所选装置的字母序号)，实验时先在稀硫酸中加入少量硫酸铜晶体可使反应速率加快，原因是_____________________________________________________。(4)某同学将A、C、E装置连接后设计实验比较Cl－和S2－的还原性强弱。①A中仪器乙的名称为________，A装置中发生反应的离子方程式为：_________________________________________________________。②C中说明Cl－和S2－的还原性强弱的实验现象是__________________________________________________________。(5)另一同学将B、D、E装置连接后，在B装置中加入铜片和浓硝酸，制取NO2，然后进行NO2气体与水反应的实验，并观察相关现象：①B装置中发生反应的离子方程式为________________________________________。②反应一段时间后D装置中的具支试管丁中收集满NO2气体，若进行NO2气体与水反应的实验，应________(填对a、b、c三个止水夹进行的操作)，然后再适当加热丁。实验现象为________________________________________。答案(1)打开分液漏斗活塞，水不能持续滴下或分液漏斗中液面长时间保持不变(2)CO2、H2S、Cl2、SO2等气体中任选两种(3)BZn和CuSO4置换出的铜与电解质溶液形成原电池(4)①圆底烧瓶MnO2＋4H＋＋2Cl－eq\o(=,\s\up7(△))Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O②产生淡黄色沉淀(5)①Cu＋4H＋＋2NO3－=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O②关闭止水夹a、b，打开止水夹c烧杯中的水进入具支试管中，具支试管中气体颜色变浅解析(1)打开A装置中分液漏斗活塞，水不能持续滴下或分液漏斗中液面长时间保持不变，则气密性良好。(2)NaOH溶液可以吸收酸性气体。(3)用锌粒和稀硫酸制备H2，选固液混合不加热装置B。实验时加入少量CuSO4，Zn和CuSO4反应置换出的铜与电解质溶液形成原电池，加快Zn与稀硫酸的反应。(4)通过Cl2氧化Na2S溶液，可以证明还原性S2－>Cl－。(5)①B装置中发生Cu和浓硝酸的反应。②NO2与水反应生成HNO3和NO，气体体积减小，故烧杯中的水进入具支试管中，具支试管中气体颜色变浅。第4节实验方案的设计与评价1．下列关于甲、乙、丙、丁四种仪器装置的有关用法，其中不合理的是()A．甲装置：可用来证明硫的非金属性比硅强B．乙装置：橡皮管的作用是能使水顺利流下C．丙装置：用图示的方法能检查此装置的气密性D．丁装置：可在瓶中先装入某种液体收集NO气体答案A解析A项，据最高价氧化物的水化物的酸性比较非金属性。亚硫酸不是最高价，故A项错误；B项，橡皮管可使下部的压力转移到上方，从而利用压强平衡的原理使液体顺利流下，故B项正确；C项，如果装置的气密性良好，甲、乙两侧水面高度不同，否则水面相同，所以能检验装置的气密性，故C项正确；D项，NO不溶于水，可用排水法收集，故D项正确。2．如图是模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO3的部分装置。下列操作正确的是()A．a通入CO2，然后b通入NH3，c中放碱石灰B．b通入NH3，然后a通入CO2，c中放碱石灰C．a通入NH3，然后b通入CO2，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉D．b通入CO2，然后a通入NH3，c中放蘸稀硫酸的脱脂棉答案C解析侯氏制碱是将CO2通入氨化的饱和食盐水，且通NH3时应防倒吸，所以应该先由a通NH3再由b通CO2，C项正确。3．下列实验过程可以达到实验目的是()编号实验目的实验过程A配制0.4000mol·L－1的NaOH溶液称取4.0g固体NaOH于烧杯中，加入少量蒸馏水溶解，转移至250mL容量瓶中定容B探究维生素C的还原性向盛有2mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液，观察颜色变化C制取并纯化氢气向稀盐酸中加入锌粒，将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸和KMnO4溶液D探究浓度对反应速率的影响向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液，观察实验现象答案B解析氢氧化钠溶于水放热，因此溶解后需要冷却到室温下再转移至容量瓶中，A项错误；氯化铁具有氧化性，能被维生素C还原为氯化亚铁，从而使溶液颜色发生变化，向盛有2mL黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C溶液，通过观察颜色变化可以探究维生素C的还原性，B项正确；向稀盐酸中加入锌粒，生成氢气，由于生成的氢气中含有氯化氢和水蒸气，因此将生成的气体依次通过NaOH溶液、浓硫酸即可，不需要通过KMnO4溶液，或者直接通过碱石灰，C项错误；反应的离子方程式为HSO3－＋H2O2=SO42－＋H＋＋H2O，反应过程中没有明显的实验现象，无法探究浓度对反应速率的影响，D项错误。4．根据SO2通入不同溶液中实验现象，所得结论不正确的是()实验现象结论A含HCl、BaCl2的FeCl3溶液产生白色沉淀SO2有还原性BH2S溶液产生黄色沉淀SO2有氧化性C酸性KMnO4溶液紫色溶液褪色SO2有漂白性DNa2SiO3溶液产生胶状沉淀酸性：H2SO3>H2SiO3答案C解析混合溶液中SO2被FeCl3氧化生成SO42－，再与BaCl2反应产生白色沉淀，体现了SO2的还原性，A项正确；SO2与H2S在溶液中发生反应SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O，体现了SO2的氧化性，B项正确；SO2使酸性KMnO4溶液褪色，这是SO2在酸性溶液中还原KMnO4生成Mn2＋，体现了SO2的还原性，C项错误；SO2与Na2SiO3溶液产生胶状沉淀，根据强酸制弱酸的原理，可得结论酸性：H2SO3>H2SiO3，D项正确。5．下列实验操作能达到实验目的的是()选项操作目的A在乙酸和乙醇溶液中加入碳酸氢钠溶液检验乙醇和乙酸B在Fe(NO3)2溶液中滴加盐酸、NH4SCN溶液确认硝酸亚铁溶液是否变质C在淀粉水解溶液中加入碘水确认淀粉是否发生水解反应D向漂白粉的水溶液中通入SO2至过量探究CaSO3能否溶于H2SO3溶液中答案A解析A项乙醇不和碳酸氨钠反应，乙酸能和碳酸氢钠反应，能达到实验目的；B项，加入盐酸后，在酸性条件下，硝酸根离子具有强氧化性，能氧化亚铁离子，不能确定原溶液是否变质；C项，加入碘水，可确认淀粉是否完全水解，不能确认淀粉溶液是否已发生水解；D项，次氯酸钙溶液与SO2反应生成CaSO4，硫酸钙不溶于亚硫酸，但亚硫酸钙能溶于亚硫酸，不能达到实验目的。6．焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验：实验一焦亚硫酸钠的制取：采用如图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为：Na2SO3＋SO2=Na2S2O5(1)装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为_________________________________________________________________________________。(2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是________。(3)装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。实验二焦亚硫酸钠的性质：Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。(4)证明NaHSO3溶液中HSO3－的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是________(填序号)。a．测定溶液的pH b．加入Ba(OH)2溶液c．加入盐酸 d．加入品红溶液e．用蓝色石蕊试纸检测(5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是________。实验三葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定(6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂，测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下：葡萄糖样品100.00mLeq\o(→,\s\up7(盐酸),\s\do5(蒸馏))馏分eq\o(→,\s\up7(一定条件，淀粉溶液),\s\do5(用0.01000mol·L－1标准I2溶液滴定))溶液出现蓝色且30s内不褪色(已知：滴定时反应的化学方程式为SO2＋I2＋2H2O=H2SO4＋2HI)①按上述方案实验，消耗标准I2溶液25.00mL，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为________g·L－1。②在上述实验过程中，若有部分HI被空气氧化，则测得结果____________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。答案(1)Na2SO3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2O(2)过滤(3)d(4)ae(5)取少量Na2S2O5晶体于试管中，加入适量水溶解，滴加盐酸，振荡，再滴加氯化钡溶液，有白色沉淀生成(6)①0.16②偏低解析(1)由装置Ⅱ中发生的反应可知，装置Ⅰ中