浙江选考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.docx
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浙江选考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
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)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:
Fe+2Fe3+===3Fe2+
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CuO+H2===H2O+Cu,所以铜丝变红色,试管壁有水珠出现。
(2)已知3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,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2FeSO4Fe2O3+SO2↑+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250mL0.1000mol·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Na2CO3·10H2O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
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Na2CO3·10H2O,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.(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。
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。
一般可从以下几个方面考虑:
①易溶于水的杂质可用水吸收;②酸性杂质可用碱性物质吸收;③碱性杂质可用酸性物质吸收;④水分可用干燥剂吸收;⑤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
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
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Ⅰ~Ⅳ中的Ⅳ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
(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
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)2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑_________________________________________________;
(2)2H2O22H2O+O2↑________________________________________________________;
(3)2KClO32KCl+3O2↑___________________________________________________;
(4)Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑__________________________________________________;
(5)CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑________________________________________;
(6)2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑__________________________________________;
(7)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+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
①CO2(HCl):
________________________________________________________________;
②Cl2(HCl):
________________________________________________________________。
(2)中性气体中含有酸性杂质气体
①O2(Cl2):
________________________________________________________________;
②CO(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
①CO2(O2):
_________________________________________________________________;
②N2(O2):
__________
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