第十章化学实验第一讲化学实验基础一、选择题1．化学实验设计和操作中十分重视师生安全问题和环境保护问题。下列操作方法不正确的是( )A．制氧气时排水法收集氧气后出现倒吸现象，立即打开试管上的橡皮塞B．在气体发生装置上直接点燃乙炔气体时，必须先检验乙炔气体的纯度C．实验结束后将所有的废液倒入下水道排出实验室，以免污染实验室D．给试管中的液体加热时不停移动试管或加入碎瓷片，以免暴沸伤人解析 选项A，产生倒吸现象的原因是由于装置内压力的降低，致使收集气体时，水槽中的水进入制气装置中，打开试管上的橡皮塞可阻止倒吸的水进入制气装置中；选项B，点燃可燃性气体之前，都要对气体进行验纯，防止出现爆炸事故；选项C，实验结束后的废液中有的含有有毒性的物质，不能直接倒入下水道，应倒入指定的容器中，经处理后再排放；选项D，给试管中的液体加热时，不停移动试管可使试管内的液体受热均匀，加入碎瓷片也能防止出现暴沸现象。答案 C2．在实验室进行下列实验，括号内的实验用品都能用到的是( )A．硫酸铜晶体里结晶水含量的测定(坩埚、温度计、硫酸铜晶体)B．蛋白质的盐析(试管、醋酸铅溶液、鸡蛋白溶液)C．钠的焰色反应(铂丝、氯化钠溶液、稀盐酸)D．肥皂的制取(蒸发皿、玻璃棒、甘油)解析 A项，不需要温度计，故错误；B项，不能用醋酸铅溶液，重金属盐使蛋白质变性，故错误；C项正确；D项不需要使用甘油，故错误。答案 C3．某同学通过系列实验探讨Mg及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是( )A．将水加入浓硫酸中得稀硫酸，置镁片于其中探讨Mg的活泼性B．将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成C．将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀D．将Mg(OH)2沉淀转入表面皿中，加足量稀盐酸，加热蒸干得无水MgCl2固体解析 A项中浓硫酸的稀释操作错误。C项中过滤时应将浊液沿玻璃棒注入漏斗中过滤，C错。D项溶液蒸发应在蒸发皿中进行，并且MgCl2溶液蒸发时要设法抑制Mg2＋的水解，D错。答案为B。答案 B9\n4．下列实验现象预测正确的是( )A．实验Ⅰ：振荡后静置，上层溶液颜色保持不变B．实验Ⅱ：酸性KMnO4溶液中出现气泡，且颜色逐渐退去C．实验Ⅲ：微热稀HNO3片刻，溶液中有气泡产生，广口瓶内始终保持无色D．实验Ⅳ：继续煮沸溶液至红褐色，停止加热，当光束通过体系时可产生丁达尔效应解析 A项，振荡后，Br2与NaOH溶液发生反应：Br2＋2NaOH===NaBr＋NaBrO＋H2O，苯层(上层)溶液颜色变浅至无色，错误；B项，浓H2SO4具有脱水性，能使蔗糖炭化，并放出大量的热，生成的炭在较高温度下与浓H2SO4反应产生CO2和SO2气体，反应为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O，SO2能使酸性KMnO4溶液褪色，正确；C项，铜丝与稀HNO3反应产生NO气体，NO与广口瓶内空气中的O2反应生成红棕色的NO2，反应为2NO＋O2===2NO2，故广口瓶内开始应有红棕色气体产生，错误；D项，将FeCl3饱和溶液滴入沸水中，发生水解反应：FeCl3＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3HCl，Fe(OH)3胶体能产生丁达尔效应，D项正确。答案 BD5．广口瓶在化学实验室中被称为万能瓶，这是因为在实验方案设计中，玻璃管和其他简单仪器可以配合广口瓶组成各种功能的装置。下图中能用作安全瓶防倒吸的装置是( )9\n解析 A装置中间的玻璃管起到调节瓶内压强的作用，可以防倒吸；B装置中的两个进气管都可能产生倒吸；C装置中量筒内的导气管可能产生倒吸；D装置中的进气管可能产生倒吸。答案 A6．如图分别表示四种操作，其中至少有两处错误的是( )解析 A项，视线应与量筒刻度及液面的最低点在一条水平线上；B项，不能在量筒中稀释浓H2SO4，也不可将水倒入浓硫酸中；C中称量腐蚀性及易潮解的药品应使用小烧杯或表现皿，不能在纸上称量；D项，在烧杯中溶解固体应使用玻璃棒不断搅拌。答案 B7．下列实验操作或实验事故处理正确的是( )A．实验室制溴苯时，将苯与液溴混合后加到有铁丝的反应容器中B．实验室制硝基苯时，将硝酸与苯混合后再滴加浓硫酸C．实验时手指不小心沾上苯酚，立即用70℃以上的热水清洗D．实验室制乙酸丁酯时，用水浴加热解析 B项，先将浓硫酸与硝酸混合；C项，手指沾上苯酚后，应先用乙醇洗涤，再用水冲洗；D项，实验室制乙酸丁酯时，应直接加热。答案 A8．下列物质与常用危险化学品的类别不对应的是( )A．H2SO4、NaOH——腐蚀品B．CH4、C2H4——易燃液体C．CaC2、Na——遇湿易燃物品D．KMnO4、K2Cr2O7——氧化剂解析 A项，H2SO4、NaOH都具有腐蚀性；B项，CH4、C2H4为易燃气体；C项，CaC2、9\nNa遇湿生成C2H2、H2易燃气体；D项，KMnO4、K2Cr2O7是常见的强氧化剂。答案 B二、非选择题9．某同学进行实验研究时，欲配制1.0mol·L－1Ba(OH)2溶液，但只找到在空气中暴露已久的Ba(OH)2·8H2O试剂(化学式量：315)。在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解，烧杯中存在大量未溶物。为探究其原因，该同学查得Ba(OH)2·8H2O在283K、293K和303K时的溶解度(g/100gH2O)分别为2.5、3.9和5.6。(1)烧杯中未溶物可能仅为BaCO3，理由是__________________________________________________________________________________________________________________。(2)假设试剂由大量Ba(OH)2·8H2O和少量BaCO3组成。设计实验方案，进行成分检验。写出实验步骤、预期现象和结论。(不考虑结晶水的检验；室温时BaCO3饱和溶液的pH＝9.6)限选试剂及仪器：稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管实验步骤预期现象和结论步骤1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置、过滤，得滤液和沉淀步骤2：取适量滤液于试管中，滴加稀硫酸续表步骤3：取适量步骤1中的沉淀于试管中，____________________________________________________________________步骤4：(3)将试剂初步提纯后，准确测定其中Ba(OH)2·8H2O的含量。实验如下：①配制250mL约0.1mol·L－1Ba(OH)2溶液：准确称取w克试样，置于烧杯中，加适量蒸馏水，________________________，将溶液转入________中，洗涤，定容，摇匀。②滴定：准确量取25.00mL所配Ba(OH)2溶液于锥形瓶中，滴加指示剂，将________(填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”)mol·L－1盐酸装入50mL酸式滴定管，滴定至终点，记录数据。重复滴定2次。平均消耗盐酸VmL。③计算：Ba(OH)2·8H2O的质量分数＝________(只列出算式，不做运算)。(4)室温下，________(填“能”或“不能”)配制1.0mol·L－1Ba(OH)2溶液。9\n解析 (3)②n[Ba(OH)2]＝0.025L×0.1mol·L－1＝0.0025mol，n(HCl)＝2n[Ba(OH)2]＝0.005mol，由于所用盐酸的体积应小于50mL，故c(HCl)>＝0.1mol·L－1，若用1.5mol·L－1盐酸进行滴定，则会使盐酸体积过小，产生较大误差，故应选用0.1980mol·L－1盐酸进行滴定。③试样中，Ba(OH)2·8H2O的质量分数＝×100%.(4)室温(293K)下，Ba(OH)2·8H2O的溶解度为3.9g，则100g水中最多能溶解的Ba(OH)2·8H2O的物质的量为≈0.012mol，而溶液的体积约为0.1L，故Ba(OH)2溶液的物质的量浓度约为0.12mol·L－1，远小于1.0mol·L－1，故室温下不能配制1.0mol·L－1Ba(OH)2溶液。答案 (1)Ba(OH)2能吸收空气中的CO2生成不溶物BaCO3(2)步骤2：有白色沉淀和气泡生成，证明试剂中含有BaCO3，还可能含有Ba(OH)2。步骤3：加入足量稀盐酸，并将所得气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，证明试剂中含有BaCO3。(或加入适量蒸馏水，保证固体有剩余，用pH计测定上层溶液的pH 若读数为9.6，证明试剂中含有BaCO3。)步骤4：取适量步骤1中滤液于试管中，用pH计测定其pH pH大于9.6，即可说明混合物中含有Ba(OH)2·8H2O(3)①充分溶解并冷却至室温 250mL容量瓶②0.1980③×100%(4)不能10．化学是一门以实验为基础的科学，熟练使用中学化学实验中的常见仪器，熟悉常见实验用品是正确进行实验的基础。试回答以下问题：(1)现有如下仪器，用序号回答有关问题：①容量瓶 ②蒸馏烧瓶 ③滴定管 ④量筒 ⑤烧杯 ⑥蒸发皿 ⑦分液漏斗对允许加热的仪器，加热时必须垫石棉网的有____________________________________；9\n使用时必须检查是否漏水的有________；标有“0”刻度的有________。(2)拟在烧杯中在加热条件下配制50mL某溶液，应选择的烧杯是________(用字母回答)。a．400mL烧杯b．250mL烧杯c．100mL烧杯d．50mL烧杯(3)用装置甲、乙、丙和乳胶管组成一套装置(气密性已检查)，可用于制取并收集NH3或HCl气体。可供选择的液体试剂有：浓硫酸、稀硫酸、浓盐酸、稀盐酸、浓氨水，丙中试剂为紫色石蕊溶液。请回答下列问题。①若制取某气体的过程中，丙中的石蕊溶液变红，且烧瓶A中的试剂与分液漏斗B中的试剂均为无色液体，则烧瓶A中的试剂为________，制取该气体利用了分液漏斗B中试剂的性质有__________、__________。通过丙中紫色石蕊溶液变红或变蓝，说明乙中气体已集满。若石蕊溶液变蓝，则烧瓶A中应加入的固体试剂为________。②若在乙中收集氨气，气体流经装置的顺序是：a→________→________→d(填接口代号)。解析 浓硫酸具有强吸水性，溶于水时放出大量的热，浓盐酸具有挥发性，所以将浓硫酸滴入浓盐酸中可以制备HCl气体。NaOH(或CaO或碱石灰)溶于水时放出大量的热，浓氨水受热可以分解放出氨气，所以在NaOH(或CaO或碱石灰)中滴加浓氨水可以制备氨气。氨气比空气轻，应用向下排空气法收集氨气。答案 (1)②⑤ ①③⑦ ③ (2)c(3)①浓盐酸 吸水性 溶于水放出大量的热 NaOH(或CaO或碱石灰) ②c b11．某化学兴趣小组欲设计使用如下装置验证：铜和一定量的浓硝酸反应有一氧化氮产生。(假设气体体积均为标准状况下测定，导气管中气体体积忽略不计，且忽略反应中的溶液体积变化)9\n试回答下列问题：(1)将铜粉分散在石棉绒中的原因是____________________________________________。(2)在铜和浓硝酸反应前，挤压打气球，经A、B、C反应后，进入D中的气体是________(填化学式)，通入该气体的目的是________；进行此步操作时应关闭________(填“k1”“k2”或“k3”，下同)，打开________。(3)若C装置的硬质玻璃管中出现堵塞，则B中可能出现的现象是_______________________________________________________________________________________________。(4)关闭k1、k2，打开k3，由分液漏斗向D中滴加浓硝酸。待Cu和浓硝酸反应结束后，再通过分液漏斗向D中加入CCl4至满。则D中一定发生反应的离子方程式为__________________________________。(5)若E中出现倒吸，可采取的应急操作是_______________________________________。(6)Ⅰ.从E装置所得溶液中取出25.00mL溶液，加两滴酚酞，用0.1000mol·L－1的NaOH溶液滴定，当滴定完成后消耗NaOH溶液18.00mL，则E容器中所得硝酸的物质的量浓度为________mol·L－1。Ⅱ.若实验测得F装置所收集到的气体体积为139.00mL，则铜和一定量的浓硝酸反应____________(填“有”或“无”)NO生成，其依据是(请用数据和文字说明)__________________________________________________________________________________。解析 本题考查验证Cu与浓HNO3反应可能产生NO的实验过程，其原理为，先用打气球将整个装置中的CO2、O2和H2O除尽(NaOH用来吸收CO2，浓硫酸用来吸收水蒸气，铜粉用来除去O2)。从A至E在反应之前都必须充满N2。浓HNO3与Cu反应产生NO2气体，再加满CCl4至D中的目的是将产生的NO2全部挤入E中与水反应，产生的NO通过排水法量气，然后计算出NO的量是否与NO2和水反应产生的NO的量相等，若大于，则说明Cu与浓硝酸反应除产生NO2外，还产生NO。答案 (1)增大铜粉与氧气的接触面积，使反应迅速、充分9\n(2)N2 排出D中的空气 k3 k1、k2(3)锥形瓶中玻璃管内液面上升(4)Cu＋2NO＋4H＋===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O(5)向下调节量气管(或及时关闭k3)(其他合理答案也可以)(6)Ⅰ.0.0720Ⅱ.有 E装置中生成100mL0.0720mol·L－1硝酸时产生的NO约为80.6mL，而试管中原有50mLN2，二者之和小于139.00mL，说明生成NO2的同时有NO生成12．某实验小组利用如下装置(部分固定装置略)制备氮化钙(Ca3N2)，并探究其实验式。(1)按图连接好实验装置。检查装置的气密性，方法是________________________。(2)反应过程中末端导管必须始终插入试管A的水中，目的是___________________________________________________________________________________________________。(3)制备氮化钙的操作步骤是：①打开活塞K并通入N2；②点燃酒精灯，进行反应；③反应结束后，______________________；④拆除装置，取出产物。(4)数据记录如下：空瓷舟质量m0/g瓷舟与钙的质量m1/g瓷舟与产物的质量m2/g14.8015.0815.15①计算得到实验式CaxN2，其中x＝________。②若通入的N2中混有少量O2，请比较x与3的大小，并给出判断依据：____________________________________________________________________________________________。解析 本题考查实验操作、实验计算及误差分析。(3)Ca3N2能与水反应，所以反应完成后，通N2以防Ca3N2与水反应，影响测定结果。(4)①m(Ca)＝15.08g－14.80g＝0.28gm(N2)＝15.15g－15.08g＝0.07g＝＝2.8即x＝2.8。答案 (1)关闭活塞K，微热反应管，试管A中有气泡冒出，停止加热，冷却后若末端导9\n管中水柱上升且高度保持不变，则说明装置气密性良好。(2)防止反应过程中空气进入反应管；便于观察N2流速(3)熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通N2并关闭活塞K(4)①2.80②O2和N2分别与等量的Ca反应，生成CaO的质量高于Ca3N2。若通入的N2中混有少量O2，会导致计算出的n(N)偏大，所以n(Ca)/n(N)<，即x<3。9
