11化学实验典型例题及配套练习题二.docx

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11化学实验典型例题及配套练习题二

09化学实验典型例题及配套练习题

（二）

一、基础知识梳理

下面对课本的实验装置梳理延伸如下：

1、气体发生装置：

根据反应物状态及反应条件选择发生装置

（1）、固体+固体气体（图1）

①反应容器：

试管

②注意事项：

粉末状固体；在试管口处放一团棉花

（2）固体+液体→气体（图2、图3、图4、图5、图6）

①反应容器：

试管、烧瓶、广口瓶、锥形瓶

②加液容器：

长颈漏斗、分液漏斗

③启普发生器及改良（图7、图8、图9、图10、图11、图12）

（3）固体+液体气体或液体+液体气体（图13、图14、图15、图16、图17）

①反应容器：

试管、烧瓶

②加液容器：

分液漏斗

2、气体收集装置：

根据气体的密度和溶解性选择

（1）排空气法：

（图18、图19、图20、图21、图22）

（2）排水法图（图24、图25）（3）贮气瓶（图26）

3、尾气处理装置：

根据多余气体的性质选择

（1）在水中溶解性不大的气体（图27）

（2）燃烧或袋装法（图28、图29）

（3）在水中溶解性很大的气体：

防倒吸（图30-图38）

4、气体净化装置：

根据净化剂的状态和条件选择（图39、图40、图41、图42）

5、气体性质实验装置：

根据反应物的状态及反应的条件选择

（1）常温反应装置（图43、图44）　

（2）加热反应装置（图45、图46、图47）

（3）冷却装置（图48、图49）：

6、排水量气装置：

测量气体的体积（图50、图51、图52、图53）

7、装置气密性检查：

（1）利用热源：

用手捂或用酒精灯微热，看是否有气泡，移开热源，是否有一段水柱。

（2）利用液面高度（差）有否变化

同学们只要真正懂得以上这些装置的实验原理，同学们的创新能力才能真正得到提高。

二、例题讲解

例题一．实验室制取氢气的延伸：

2001年高考理科综合第28题（30分）

用图示的装置制取氢气，在塑料隔板上放粗锌粒，漏斗和带支管的试管中装有稀硫酸，若打开弹簧夹，则酸液由漏斗流下，试管中液面上升与锌粒接触，发生反应。

产生的氢气由支管导出；若关闭弹簧夹，则试管中液面下降，漏斗中液面上升，酸液与锌粒脱离接触，反应自行停止。

需要时再打开弹簧夹，又可以使氢气发生。

这是一种仅适用于室温下随制随停的气体发生装置。

回答下面问题：

（1）为什么关闭弹簧夹时试管中液面会下降？

（2）这种制气装置在加入反应物前，怎样检查装置的气密性？

（3）从下面三个反应中选择一个可以用这种随制随停的制气装置制取的气体，填写下表中的空白。

①大理石与盐酸反应制取二氧化碳

②黄铁矿与盐酸反应制取硫化氢

③用二氧化锰催化分解过氧化氢制氧气

气体名称

收集方法

检验方法

（4）食盐跟浓硫酸反应制氯化氢不能用这种装置随制随停。

试说明理由。

解析：

本题是涉及到氢气的实验室制法的有关内容，是学科内和学科间相结合的综合试题。

（1）关闭弹簧夹时，由于反应所产生的氢气使试管内的液面上的压力增加，从而造成了试管中的液面下降，解决本题涉及到物理学的压强内容。

（2）由于本装置与启普发生器相类似，所以要首先回忆检查启普发生器气密性的方法——液面观察法，即关闭活塞,向漏斗中加水，气密性良好的标志的是；停止加水后，水面的位置一定。

漏斗和容器下部内液面保持较大的液面差，如图所示。

这样就自然得出该装置的气密性检查方法：

塞紧橡皮塞,夹紧弹簧夹后,从漏斗注入一定量的水,使漏斗内的水面高于试管内的水面,停止加水后,漏斗中与试管中的液面差保持不再变化,说明装置不漏气。

（3）使用启普发生器的条件是要求块状固体与液体反应，反应生成的气体难溶于水，中学阶段14种常用的固体中，能用启普发生器制取的气体是H2、H2S。

题给条件下，能用此装置制取的气体是CO2、H2S。

有关化学方程式为：

CaCO3+2HC1=CaC12+CO2↑+H2O；FeS2+2HC1=FeC12+S+H2S↑

二氧化碳

向上排空气法

通入澄清石灰水中使石灰水浑浊

硫化氢

向上排空气法

有臭鸡蛋味

（4）食盐与浓硫酸反应的化学方程式为NaC1+H2SO4=NaHSO4+HC1↑，由于此反应需要加热且食盐是粉末状物质，因此不能用随用随停装置来制取。

例题二．现行高中化学教材第二册第11页【实验1-2】的延伸：

2002年理科综合第29题（Ⅱ）（20分）：

制取氨气并完成喷泉实验（图中夹持装置均已略去）。

图1图2

（1）写出实验室制取氨气的化学方程式：

（2）收集氨气应用________法，要得到干燥的氨气可选用________做干燥剂。

（3）用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已装满干燥氨气，引发水上喷的操作是。

该实验的原理是。

（4）如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法。

解析：

本实验题前三小题考查的是实验室制取氨气的反应原理及基本操作。

第四小题是对实验抽取氨气的延伸，它与物理压强相结合。

在考试过程中，有很多学生对基本的实验原理和操作都掌握得不扎实，不知道通常是用价格便宜的熟石灰和氯化铵反应制造氨气，而是选择了价格高的烧碱、硫酸铵等，还有的错用硝酸。

还有不少学生忘记关键步骤“打开止水夹”，只是挤出胶头滴管中的水。

这些问题就提醒学生要注意实验操作规范性、实验设计严密性和科学性的培养。

同时也要学会正确、简练地表述实验现象、结果、过程以及结论。

参考答案：

（1）2NH4Cl＋Ca（OH）2

2NH3↑＋CaCl2＋2H2O

（2）向下排空气碱石灰

（3）打开止水夹，挤出胶头滴管中的水。

氢气极易溶解于水，致使烧瓶内气体压强迅速减小。

（4）打开夹子，用手（或热毛巾等）将烧瓶捂热，氢气受热膨胀，赶出玻璃导管内的空气，氨气与水接触，即发生喷泉。

例题三．现行高中化学教材第二册第89页【实验4-10】的延伸：

2003年高考理科综合第33题（22分）：

用下面两种方法可以制得白色的Fe（OH）2沉淀。

方法一：

用不含Fe3＋的FeSO4溶液与用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备。

（1）用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO4溶液时还需加入。

（2）除去蒸馏水中溶解的O2常采用的方法。

（3）生成白色Fe（OH）2沉淀的操作是用长滴管吸取不含O2的NaOH溶液，插入FeSO4溶液液面下，再挤出NaOH溶液。

这样操作的理由是。

方法二：

在如图装置中，用NaOH溶液、铁屑、稀H2SO4等试剂制备。

（1）在试管Ⅰ里加入的试剂是。

（2）在试管Ⅱ里加入的试剂是。

（3）为了制得白色Fe（OH）2沉淀，在试管Ⅰ和Ⅱ中加入试剂，打开止水夹，塞紧塞子后的实验步骤是。

（4）这样生成的Fe（OH）2沉淀能较长时间保持白色，其理由是。

解析：

本实验题用两种方法来制备氢氧化亚铁，方法一完全是采用课本中的实验，考查硫酸亚铁溶液的配制中的要求，必须要注意防止水解和氧化；在制备氢氧化亚铁必须要除去溶解在溶液中的氧气及制备氢氧化亚铁的操作要求。

方法二是对课本实验的延伸，是一种改进的制备方法，用氢气作保护气的方法来保证新制的氢氧化亚铁不被马上氧化。

这就需要学生有一定的创造性思维。

参考答案：

方法一

（1）稀H2SO4铁屑

（2）煮沸

（3）避免生成的Fe（OH）2沉淀接触O2

方法二

（1）稀H2SO4铁屑

（2）NaOH溶液

（3）检验试管Ⅱ出口处排出的氢气的纯度。

当排出的H2纯净时，再夹紧止水夹。

（4）试管Ⅰ中反应生成的H2充满了试管Ⅰ和试管Ⅱ，且外界空气不容易进入。

例题四．现行高中化学教材第一册第32页【实验2-7】的延伸：

2005年春季高考北京试卷第29题（21分）：

化学活动课上，三组学生分别用图示甲、乙两装置，探究“NaHCO3和Na2CO3与稀盐酸的反应”，按表中的试剂用量，在相同条件下，将两个气球中的固体粉末同时倒入试管中（装置的气密性已检查）。

请回答：

（1）各组反应开始时，装置中的气球体积先变大，该装置中反应的离子方程式是。

（2）当试管中不再有气体生成时，三组实验出现不同现象，填写下表的空格。

试剂用量

实验现象

（气球体积变化）

分析原因

第①

组

0.42gNaHCO3

0.53gNa2CO3

3mL4mol/L盐酸

甲中气球与乙中气球的体积相等

甲、乙盐酸均过量

n（NaHCO3）=n（Na2CO3）

V甲（CO2）=V乙（CO2）

第②

组

0.3gNaHCO3

0.3gNa2CO3

3mL4mol/L盐酸

甲中气球比乙中气球的体积大

第③

组

0.6gNaHCO3

0.6gNa2CO3

3mL2mol/L盐酸

甲中气球比乙中气球的体积大

片刻后，乙中气球又缩小，甲中气球的体积基本不变

（用离子方程式表示）

解析：

本实验题第

（1）小题完全是课本中的演示实验，考查学生对碳酸钠和碳酸氢钠与酸反应的机理。

第

（2）小题是对课本实验的延伸，用定量的方法来做同样的实验，但出现的实验结果却不同，要求学生通过分析并写出原因。

此题的难度就比第

（1）小题的难度要大得多，学生必须掌握碳酸钠和碳酸氢钠与酸及产生气体的量的关系，只有完全理解才能得出正确的结论。

参考答案：

（1）甲HCO

+H+=CO2↑+H2O

（2）

试剂用量

实验现象

（气球体积变化）

分析原因

第②

组

甲、乙盐酸均过量

n（NaHCO3）>n（Na2CO3）

V甲（CO2）>V乙（CO2）

第③

组

甲、乙盐酸均不足量

消耗的n（NaHCO3）>n（Na2CO3）

V甲（CO2）>V乙（CO2）

CO2+H2O+CO

=2HCO

例题五．现行高中化学教材第一册第32页过氧化钠与二氧化碳反应的延伸：

某课外活动小组学生模拟呼吸面具中的原理（过氧化钠与潮湿二氧化碳的反应），设计用下图所示仪器来制取氧气并测量氧气的体积。

上图中的量气装置E是由甲、乙两根玻璃管组成，它们用橡皮管连通，并装入适量水。

甲管有刻度（0~50mL），供量气用；乙管可上下移动，以调节液面高低。

实验可供选用的药品有：

稀硫酸、盐酸、过氧化钠、碳酸钠、大理石、水。

（1）上述装置的连接顺序是（填各接口的编号，其中连接胶管及夹持装置均省略）：

（2）C装置中放入的反应物是和。

（3）装置A的作用是，装置B的作用是。

（4）为了较准确地测量氧气的体积，除了必须检查整个装置的气密性外，在读取反应前后甲管中液面的读数，求其差值的过程中，应注意和（填写字母编号）

a.视线与凹液面最低处相平

b.等待片刻，待乙管中液面不再上升时立刻读数

c.读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平

d.读数时不一定使甲、乙两管液面相平

解析：

本题的要求是：

模拟呼吸面具中的原理，制取氧气并较准确地测量氧气的体积。

因此必须首先制取二氧化碳，并进行必要的提纯，与过氧化钠反应后还要保证测量出的氧气的体积较准确。

则本实验的顺序是①制取CO2②净化CO2③使CO2与Na2O2反应④净化O2⑤用量气管测出O2的体积。

C装置在U型管的一侧用玻璃纤维隔开，上边可放置固体，这显然是一个类似于启普发生器的装置，因此必须选用大理石和盐酸（不选用稀H2SO4是由于稀H2SO4可与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙，覆盖在大理石表面阻碍反应的进一步进行，不选碳酸钠是因为其为粉末状而不是块状固体）；而在使用盐酸时会使生成的CO2中混有HCl，因此要用碳酸氢钠溶液除去；潮湿的CO2通入D中，与Na2O2反应生成O2；反应生成的O2中可能混有未反应的CO2，故需用NaOH溶液洗气除去，然后再测量O2的体积。

调节甲、乙两管液面相平，是为了使O2的压强与大气压相等，减少计算误差。

参考答案：

（1）⑤③④⑥⑦②①⑧（其中⑥⑦顺序可对调）

（2）大理石盐酸

（3）吸收混在氧气中未反应的CO2吸收混在CO2中的HCl

（4）ac

例题六．实验室气体制备方法的延伸：

某课外活动小组欲利用右图装置和下列试剂制取少量氧气、氯化氢和氨气；

A．浓H2SO4　B．浓盐酸　C．食盐　D．MnO2　E．KClO3　F．H2O2　G．浓氨水　H．KMnO4　I．CaO。

试用各试剂序号回答：

①若要快速制备少量氧气，应选择；

②若要快速制备少量氯化氢，应选择；

③若要快速制备少量氨气，应选择。

解析：

本实验题考查的是非常规的实验室制备气体方法，用启普发生器装置制备氧气、氢化氢和氨气，打破了传统的气体制备方法。

参考答案：

①（D）（F）②（A）（B）

③（G）（I）

三、思维能力训练

1．左图是实验室制备CO2的简易装置图.用该装置制备CO2可起到随时使反应发生，也可以随时使反应停止的效果.下图装置可起到与左图装置相同的效果是（）

2．气体尾气处理的延伸：

在实验室里可按右图所示装置干燥收集气体R，并吸收多余的R气，则R是（）

A．CH4

B．HCl

C．Cl2

D．NH3

3．下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂，其中错误的是（　　）

ABCD

4．（2004年大综合试卷（广东辽宁）第29题）已知KMnO4与浓HCl在常温下反应能产生Cl2.若用图2所示的实验装置来制备纯净、干燥的氯气,并试验它与金属的反应.每个虚线框表示一个单元装置,其中错误的是（）

A.只有①和②处B.只有②处

C.只有②和③处D.只有②、③、④处

5．（2003年辽宁大综合）右图装置可以用来发生、洗涤、干燥、收集

（不考虑尾气处理）气体。

该装置可用于（　　）

A．锌和盐酸发生氢气

B．二氧化锰和浓盐酸生成氯气

C．碳酸钙和盐酸生成二氧化碳

D．氯化钠和浓硫酸生成氯化氢

6．如图所示，烧杯内装有蒸馏水，下部封有半透膜的长颈漏斗内装有淀粉和食盐溶液，漏斗颈内的液面略高于烧杯内蒸馏水的液面，过一段时间后用碘水和硝酸银溶液分别检验蒸馏水中的物质。

整个实验过程中，所观察到的现象是（）

A．漏斗颈内液面下降

B．漏斗颈内液面上升

C．烧杯内液体遇硝酸银溶液有白色沉淀生成

D．烧杯内液体遇碘水变蓝

7．洗气瓶用途的延伸：

利用如图所示的装置收集以下8种气体：

①H2、②Cl2、③CH4、④HCl、⑤NH3、⑥NO、⑦H2S、⑧SO2。

（1）若烧瓶是干燥的，则由B口进气，可收集的气体有，若把装置颠倒由A口进气，可收集的气体有__________。

（2）若在烧瓶内充满水，可收集的气体有___，气体应由__口进入。

（3）若在烧瓶中装入适量浓硫酸，可以用它来干燥的气体有，气体应由____口进入。

8．气密性检查的延伸：

2003年江苏化学卷

拟用下图装置制取表中的四种干燥、纯净的气体（图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去；必要时可以加热；a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂）。

气体

a

b

c

d

C2H4

乙醇

浓H2SO4

NaOH溶液

浓H2SO4

Cl2

浓盐酸

MnO2

NaOH溶液

浓H2SO4

NH3

饱和NH4Cl溶液

消石灰

H2O

固体NaOH

NO

稀HNO3

铜屑

H2O

P2O5

（1）上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是。

（2）指出不能用上述方法制取的气体，并说明理由（可以不填满）

①气体，理由是。

②气体，理由是。

③气体，理由是。

④气体，理由是。

9．2004年高考理综试题（内蒙古海南卷）第28题：

根据下图及描述，回答下列问题：

（1）关闭图A装置中的止水夹a后，从长颈漏斗向试管口注入一定量的水，静置后如图所示。

试判断：

A装置是否漏气？

（填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”）。

判断理由：

。

（2）关闭图B装置中的止水夹a后，开启活塞b，水不断往下滴，直至全部流入烧瓶。

试判断：

B装置是否漏气？

（填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”），判断理由：

。

10．（2004年高考理综第28题）资料显示：

“氨气可在纯氧中安静燃烧……”。

某校化学小组学生设计如下装置（图中铁夹等夹持装置已略去）进行氨气与氧气在不同条件下反应的实验。

（1）用装置A制取纯净、干燥的氨气，大试管内碳酸盐的化学式是__________；碱石灰的作用是_______________________________。

（2）将产生的氨气与过量的氧气通到装置B（催化剂为铂石棉）中，用酒精喷灯加热：

①氨催化氧化的化学方程式是_______________________________________；

试管内气体变为红棕色，该反应的化学方程式是________________________。

②停止反应后，立即关闭B中两个活塞。

一段时间后，将试管浸入冰水中，试管内气体颜色变浅，请结合化学方程式说明原因_______________________________

___________________________________________________________________________________

（3）将过量的氧气与A产生的氨气分别从a、b两管进气口通入到装置C中，并在b管上端点燃氨气：

①两气体通入的先后顺序是_________________________________________，其理由是_______________________________________________________________。

②氨气燃烧的化学方程式是___________________________________。

思维能力训练参考答案：

1．B、D2．D3．A、C4．D5．A6．B、C

7．

（1）②④⑦⑧

（2）①③⑥A（3）①②③④⑥⑧B

8．

（1）NO

（2）①C2H4装置中没有温度计，无法控制反应温度

②Cl2反应生成的Cl2被c中的NaOH溶液吸收了

③NH3反应生成的NH3被c中的H2O吸收了

9．

（1）不漏气；由于不漏气，加水后试管内气体体积减小，导致压强增大，长颈漏斗内的水面高出试管内的水面。

（2）无法确定；由于分液漏斗和烧瓶间有橡皮管相连，使分液漏斗中液面上方和烧瓶中液面上方的压强相同，无论装置是否漏气，都不影响分液漏斗中的液体滴入烧瓶。

10．

（1）①（NH4）2CO3[或NH4HCO3]②吸收水和二氧化碳

（2）①4NH3+5O24NO+6H2O2NO+O2====2NO2

②2NO2（气）N2O4（气）+热量，降低温度使平衡正向移动，部分红棕色NO2转化为无色N2O4。

（3）①先通入O2，后通入NH3。

若先通氨气，氨在空气中不能点燃，逸出造成污染。

②4NH3+3O22N2+6H2O