化学中常见的实验方法（考题猜想）（5大题型）解析版

专题化学中常见的实验方法

题型1实验室制备氯气题型2物质的分离与提纯

题型3物质的检验题型4配置一定物质的量浓度的溶液

题型5测定气体摩尔体积

■题型1实验室制备氯气

利用如图的装置(省略部分加热装置)制备NaBiOs(铀酸钠)，已知NaBiC>3不溶于冷水且在酸性溶液中迅

速分解，Bi(OH)3是一种难溶于水的白色沉淀。下列说法正确的是

B.为使Bi(OH［完全转化为NaBiOs，反应过程中应向装置C通入过量C4

C.拆除装置前必须进行的操作是关闭K1、K3,打开K?

D.上述反应中若消耗22.4LC4则理论上可制得280gNaBiO3

【答案】C

【分析】装置A中首先生成氯气，装置B盛放饱和食盐水可除去中的HCI,净化后氯气进入C,装置C中氯

气在碱性条件下和Bi(OH)3反应生成NaBiC>3,氯气有毒，装置D用于吸收多余的氯气；拆除装置前必须进

行的操作是关闭K1、K3,打开K?,使用氢氧化钠吸收滞留在装置中的氯气，防止污染;

【解析】A.碳酸氢钠会和氯气反应，由分析可知，装置B应放入饱和食盐水，A错误；

B.已知NaBiC>3不溶于冷水且在酸性溶液中迅速分解，而过量氯气和水生成盐酸，导致NaBiOs分解，故不

能通入过量氯气，B错误；

C.由分析可知，拆除装置前必须进行的操作是关闭K1、K3,打开K2,使用氢氧化钠吸收滞留在装置中的

氯气，C正确；

D.没有标况，不能计算氯气的物质的量，不能接受生成NaBiC)3的量，D错误；

故选C。

【变式1-1］有两组学生根据不同的反应原理在实验室制取氯气

⑴请按要求填表:

实验组实验原理发生装置(填编号)

MnO+4HCl(^)匚MnCl+ClT+2HO

第一组2222—

第二组2KMnO4+16HCl(^c)=2MnCl2+2KC1+5C12+8H2O—

(2)有同学建议第一组使用下图所示装置作为氯气的发生装置，请谈谈你的看法

(2)该装置改用恒压滴液漏斗，利用恒压滴液漏斗可平衡上下气压，便于液体滴下，解决了使用分液漏斗开

始时会有氯气从分液漏斗中逸出的问题等

【解析】（1）①MnO2+4HC1（浓）=MnCl2+Cl2T+2H2O该反应为固液加热制取气体的反应，应选用③装置；

2KMnC）4+16HCl（浓）=2MnClz+2KCl+5c1?T+8H2O该反应为固液常温反应制取气体的反应,应选用④装置;

（2）由图可知，该装置改用恒压滴液漏斗，利用恒压滴液漏斗可平衡上下气压，便于液体滴下，解决了使

用分液漏斗开始时会有氯气从分液漏斗中逸出的问题等。

【变式1-2]氯气和亚氯酸钠（NaCIOz）都是重要的漂白剂。

⑴某小组以KMnCU和浓盐酸为原料制备干燥、纯净的氯气

⑴制备氯气的离子方程为0

⑵制备氯气时，可选用的发生装置为（填序号），选择上述合适的装置，其连接顺序为：发生装置

玲玲i（按气流方向，用小写字母表示）。

（3）F装置所盛溶液是（填溶液名称）。

（II）工业上NaCQ可由。。2、出。2和NaOH溶液混合制得，实验流程如下：

HANaOH

]]]过海|.T1

CIOj--.收塔-----*|[_*NaCIO»JII>O

O1

⑷吸收塔内发生反应的化学方程式为O

⑸已知力。2（沸点150。0浓度对反应速率有影响。通过下图所示装置将少量30%H2O2溶液浓缩至40%,B处

应增加一个设备。该设备的作用是

(6)NaCIO2可用于消除烟气中的NO。其他条件相同时，以NaCICh溶液为吸收剂，测得相同时间内NO的氧化

率随NaCICh溶液的起始浓度的变化情况如图所示。NO的氧化率随起始NaCIS溶液浓度增大而增大的原因

%

/

^

7

y

M

O

N

起始NaClC)2浓度/(mmol/L)

【答案】(l)2MnO；+10C「+16H+=2Mn2++5Cl2个+8氏0

⑵Ahgdcef

(3)饱和食盐水

⑷2CIO2+H2C)2+2NaOH=2NaCIO2+O2个+2力0

(5)减压

⑹随着NaCKh溶液的起始浓度增大，反应速率加快，故相同时间内NO的氧化率增大

【解析】(1)制备氯气的离子方程为2MnO；+10Cr+16H+=2Mn2++5Cl2个+8出0；

(2)①KMnO4和浓盐酸为原料制备氯气时，常温即可，可选用的发生装置为A；

②其连接装置：发生装置好吸收盐酸好干燥氯气好收集，其连接顺序为hgdcef；

(3)F装置得作用是吸收盐酸，可以用饱和食盐水；

(4)吸收塔内发生反应的化学方程式为2cIO2+H2O2+2NaOH=2NaCIO2+O2个+2出0；

(5)为避免温度过高H2O2分解，采用减压蒸储的方法，故B处应增加减压设备；

(6)NO的氧化率随起始NaCICh溶液浓度增大而增大的原因是：随着NaCKh溶液的起始浓度增大，反应速

率加快，故相同时间内NO的氧化率增大。

下列实验中，能达到相应实验目的的是

A.除去CO中混有的CO：在足量的氧气中点燃

B.分离Fe和Cu固体：加足量稀硫酸溶解，过滤、洗涤、干燥

C.检验Na2cOs溶液中混有NaCI：取样，滴加硝酸银溶液，观察是否白色沉淀

D.鉴别(NHjSO,、NH4NO3两种氮肥：取样，分别加入Ba(OHk溶液，观察现象

【答案】D

【解析】A.CO中混有的CO：在足量的氧气中点燃，由「二氧化碳不能燃烧，不支持燃烧，一氧化碳的

含量也较低，无法将其点燃，即使能点燃，也难以控制氧气用量而不能提纯，故A错误；

B.铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不与稀硫酸反应，过滤只能得到铜，无法分离铁和铜，故B错

误；

C.取样，滴加硝酸银溶液，由于碳酸钠、氯化钠溶液分别能与硝酸银反应生成碳酸银、氯化银，产物均为

白色沉淀，故无法确定Na2cO3溶液中是否含有氯化钠，故C错误；

D.取样，分别加入Ba(OH)2溶液到(NHJzS。“、NH4NOs两种氮肥中，前者可产生白色硫酸银沉淀、后者

不反应，则观察到不同现象，故可鉴别(NHJSOQNH4NO3两种氮肥，故D正确。

故选D。

【变式1-1］晾晒海水制盐在我国有悠久的历史，利用该工艺可得到氯化钠和氯化镁等物质。氯化钠和氯化

镁的溶解度曲线如图。下列说法正确的是

A.海水晒盐利用了蒸发结晶的方法获得晶体

B.氯化钠的溶解度受温度影响较大

C.t℃时，氯化镁饱和溶液中溶质质量分数为70%

D.采用降温结晶的方法可除去氯化钠饱和溶液中少量的氯化镁杂质

【答案】A

【解析】A.由于氯化钠的溶解度受温度影响较小，所以海水晒盐是利用蒸发结晶的方法获得晶体，A正确;

B.由图可知，氯化镁的溶解度受温度影响较大，氯化钠的溶解度受温度影响较小，B错误；

C.tT时，氯化镁的溶解度为70g,即100g水中最多溶解70g氯化镁，达到该温度下的饱和状态，故饱和

溶液中溶质质量分数为小£1。。％,C错误；

D.由图可知，氯化镁的溶解度受温度影响较大，氯化钠的溶解度受温度影响较小，采用蒸发结晶的方法可

除去氯化钠饱和溶液中少量的氯化镁杂质，D正确；

故选A„

■题型3物质的检验

可用如图所示装置完成的实验任务是（夹持装置省略）

0

帝

nr

A.粗盐提纯B.分离泥水中固体杂质

B.C.用CC14提取碘水中碘D.从海水中提取蒸储水

【答案】C

【解析】A.粗盐提纯，需要过滤、蒸发，需要漏斗、蒸发皿等仪器，A错误；

B.不溶于水的泥与水通过固液分离分开，分离泥水中固体杂质，需过滤操作，使用漏斗、烧杯、玻璃棒等

仪器，B错误；

C.用CCI4提取碘水中碘，萃取分液操作，使用该装置，c正确；

D.从海水中提取蒸储水，需蒸储操作，需要蒸储烧瓶、冷凝管、酒精灯等仪器，D错误；

答案选C。

【变式1-1］基于问题设计实验方案是实验探究活动的重要环节。下列实验方案中不合理的是

选项实验问题实验方案

A鉴别和空气将带火星的木条伸入盛有气体的试管中，观察现象

B分离KC1和MnO?的混合物溶解，过滤，洗涤、干燥；蒸发结晶

C验证Cu、Al的金属活动性将洁净的铝丝浸入CUSO4溶液中，观察现象

D测定西瓜汁的酸碱度将pH试纸浸入西瓜汁中，再与标准比色卡比较

A.AB.BC.CD.D

【答案】D

【解析】A.将带火星的木条伸入盛有气体的试管中，能使带火星的木条复燃的是氧气，不能使带火星的木

条复燃的是空气，可以鉴别，故A不符合题意；

B.KCI易溶于水，MnO2难溶于水，溶解，过滤，洗涤、干燥，能分离出二氧化锦，对滤液蒸发结晶，能分

离出氯化钾，故B不符合题意；

C.将洁净的铝丝浸入CuS04溶液中，铝丝表面覆盖一层红色物质，溶液颜色由蓝色变为无色，说明了金属

活动性AI>Cu,故C不符合题意；

D.用pH试纸测定溶液的pH时，正确的操作方法为在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸，用洁净、干燥

的玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，读出pH。不能将pH试纸伸入

待测液中，以免污染待测液，故D符合题意；

故选D„

【变式1-2］工业处理含C产的酸性废水，通常加入某种试剂调节溶液的pH,使之转化为Cr(0H)3沉淀而除

去。这种试剂可以选择

A.NaCIB.Ca(OH)2C.H2so4D.S02

【答案】B

【解析】工业处理含(：产的酸性废水，通常加入某种试剂调节溶液的pH,使之转化为Cr(0H)3沉淀而除去，

所以需要加入含有0H的物质，Ca(0H)2可以将C/+转化为Cr(0H)3,综上所述故选B。

【变式1-3】一包白色粉末可能含有硝酸铝、氢氧化钾、氯化钠的一种或多种，某研究性学习小组为了探究

该白色粉末的组成，依次做了以下实验：

第一步：将该粉末加水溶解，得到澄清溶液；

第二步：取该澄清溶液少量，逐滴加入盐酸至过量，先产生白色沉淀，后沉淀溶解；

第三步：取第二步所得溶液少量，滴入硝酸银溶液，有白色沉淀出现。

下列判断正确的是

A.该粉末中一定含有硝酸铝、氢氧化钾、氯化钠

B.该粉末中一定含有硝酸铝和氢氧化钾，不能确定是否含有氯化钠

C.该粉末中一定含有氯化钠，但不能确定是否含有硝酸铝和氢氧化钾

D.以上过程不能确定该溶液中含有哪种物质

【答案】B

【解析】第二步中取该澄清溶液少量，逐滴加入盐酸至过量，先产生白色沉淀，后沉淀溶解，证明第一步

澄清溶液中含偏铝酸盐，从而推断原混合物含有硝酸铝和过量的氢氧化钾，二者反应得到偏铝酸钾和硝酸

钾，当加入盐酸至过量，先得到氢氧化铝，再加入盐酸得到氯化铝、氯化钾；第三步现象证明第二步澄清

溶液中含有氯离子，由于第二步中外加盐酸，所以不能确定原混合物是否含有氯化钠；综上得出：该粉末

中一定含有硝酸铝和氢氧化钾，但不能确定是否含有氯化钠，B正确。

■题型4配置一定物质的量浓度的溶液

回答下列问题。

⑴实验室用密度l.lg-cm\质量分数36.5%浓盐酸来配制90mL2.0mol•口盐酸溶液。

①本实验用到的基本仪器已有烧杯、量筒、胶头滴管，还缺少的仪器有、。

②需要用量筒量取密度l.lgcm-\质量分数36.5%浓盐酸的体积为mLo

③在其他操作均正确的前提下，下列情况会使所配溶液浓度偏低的是(填序号)。

a.定容时俯视

b.未用蒸储水洗涤烧杯和玻璃棒

c.加蒸储水时，不慎超过了刻度线，赶紧用滴管将多余的溶液吸出

d.在转移溶液过程中，不慎少量液体洒在容量瓶外

(2)实验室里需要配制500mLO.lOmollT的硫酸铜溶液，下列所称量的固体质量及实验操作正确的是

选项所需固体质量实验操作

A硫酸铜：8.0g力口入500mL水

B胆研：12.5g加入500mL水

C硫酸铜：8.0g配成500mL溶液

D胆研:12.5g配成500mL溶液

A.AB.BC.CD.D

【答案】⑴100mL容量瓶玻璃棒18.2bed

(2)CD

【解析】⑴①配制90mL2.0mol盐酸溶液，应选用100mL容量瓶，量筒量取浓盐酸，在烧杯中稀释

冷却后，沿玻璃棒引流入容量瓶中，定容时需用到胶头滴管，故还缺少的仪器有100mL容量瓶、玻璃棒；

1000><365%

②密度1”・加一3、质量分数36.5%浓盐酸，其浓度为：c（HCZ）=^^-=1lmol/L；配制ioomL

36.5

2.0mol.U1盐酸溶液，根据溶质的物质的量守恒可得：

V（浓盐酸）=。（稀盐呼【寒盐酸）=Slg.Om*'=0Q182L=18.2mL；

c（浓盐酸）HmolL1

③a.定容时俯视，溶液体积偏小，所配溶液浓度偏高，故a不选；

b.未用蒸储水洗涤烧杯和玻璃棒，导致溶质损失，所配溶液浓度偏低，故b选；

c.加蒸储水时，不慎超过了刻度线，赶紧用滴管将多余的溶液吸出，导致溶质损失，所配溶液浓度偏低，

故C选；

d.在转移溶液过程中，不慎少量液体洒在容量瓶外，导致溶质损失，所配溶液浓度偏低，故d选;

故选bcd„

（2）配制500mL0.10mollT的硫酸铜溶液，所需溶质硫酸铜的物质的量为0.5L?0.10mol.L-=0.05mol,硫

酸铜的质量为8.0g,若用胆研则质量为12.5g,再将硫酸铜或胆研溶于水配成500mL溶液即可。故选CD。

【变式1-1］下面是小明同学的体检报告单（由于隐私问题，部分结果未提供）。根据表中的数据回答下列

问题：

序号项目名称检查结果参考范围

10*钠155mmol/L135~145

11*氯103mmol/L96^111

12*钙0.68mmol/L2.13~2.70

13胱抑素C0.78mg/L0.59-1.03

14*尿素4.18mmol/L2.78-7.14

15*葡萄糖5.1mmol/L3.9~6.1

16胃液pH0.5L5~3.5

已知：①葡萄糖的分子式为QHg；②质量浓度一客艘；③WOOOmg；④™。

⑴针对上述体检结果，医生建议小明服用碳酸钙D3片（主要成分是碳酸钙和维生素D3）和复方氢氧化铝

片（主要成分是氢氧化铝和三硅酸镁），试写出服药后氢氧化铝在胃液中参与反应的离子方程式：o

⑵根据参考范围可知，正常人体内葡萄糖的最大质量浓度为mg/Lo

⑶50%的葡萄糖溶液被称为高糖溶液，每20mL该溶液中含10g葡萄糖。医院生化实验室需要用高糖溶液

配制100mL0.25mol/L的稀溶液。

①高糖溶液的物质的量浓度为mol/L（保留1位小数），配制稀溶液需要量取mL（保留2位有效

数字）高糖溶液，量取高糖溶液时仰视量筒刻度，所配溶液浓度（填"偏高""偏低"或"不变

②配制过程须用到的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、,其中玻璃棒的作用为=

【答案】⑴AI（OH）3+3H*=A|3*+3H2。

（2）1098

⑶2.88.9偏高容量瓶搅拌、引流

【解析】（1）胃液的主要成分为盐酸，则氢氧化铝与盐酸反应生成氯化铝与水，离子方程式：

+3+

AI（OH）3+3H=AI+3H2O；

（2）参考范围中葡萄糖（C6Hl2。6）最高含量为6.1mmol/L,质量浓度