高中化学实验专题训练

化学实验训练题化学实验训练题 一 性质型探究实验一 性质型探究实验 例例 1 1 草酸 乙二酸 存在于自然界的植物中 其 K1 5 4 10 2 K2 5 4 10 5 草酸的钠盐和钾盐易溶于水 其钙盐难溶于水 草酸晶体 H2C2O4 2H2O 无色 熔点为 101 易溶于水 受热脱水 升华 170 以上分 解 1 甲组同学按照如图所示的装置 通过实验检验草酸晶体的分解产物 装置 C 中可观察到的现象是 由此可知草 酸晶体分解的产物中有 装置 B 的主要作用是 2 乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有 CO 为进行验证 选用甲组实验中的装置 A B 和如图所示的 部分装置 可以重复选用 进行实 验 乙组同学的实验装置中 依次连 接的合理顺序为 A B 装置 H 反应管中盛有的物质是 能证明草酸晶体分解产物中有 CO 的现象是 3 设计实验证明 草酸的酸性比碳酸的强 草酸为二元酸 有气泡产生 澄清石灰水变浑浊 CO2 冷凝 水蒸气和草酸 防止草酸进入装置 C 反应生成沉淀而干扰 CO2的检验 F D G H D CuO 氧化铜 H 前的装置 D 中的石灰水不变浑浊 H 后的装置 D 中的石灰水变浑浊 向 1mol L 的 NaHCO3溶液中加入 1mol L 的草酸溶液 若产生大量气泡则说明草酸的酸性比碳酸强 用 NaOH 标准溶液 滴定草酸溶液 消耗 NaOH 的物质的量是草酸的 2 倍或将浓度均为将浓度均为 0 1mol L0 1mol L 的草酸和氢氧化钠溶液等体积混合 测反应后的溶液的草酸和氢氧化钠溶液等体积混合 测反应后的溶液 的的 pHpH 若溶液呈酸性 则说明草酸是二元酸 若溶液呈酸性 则说明草酸是二元酸 练习 1 下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置 1 制备氯气选用的药品为固体二氧化锰和浓盐酸 则相关的离子 反应方程式为 装置 B 中饱和食盐水的作用是 同时装置 B 亦是安全瓶 监测实验进行时 C 中是否发生堵塞 请写出发生堵塞时 B 中的现象 2 装置 C 的实验目的是验证氯气是否具有漂白性 为此 C 中 I II III 依次放入 3 设计装置 D E 的目的是比较氯 溴 碘单质的氧化性强弱 当向 D 中缓缓通入少量氯气时 可以看到 无色溶液逐渐变为 色 说明 打开活塞 将装置 D 中少量溶液加入装置 E 中 振荡 观察到 的现象是 该现象 填 能 或 不能 说明溴单质的氧化性强于碘 原因是 4 装置 F 中用足量的 NaOH 溶液吸收余氯 试写出相应的离子方程式 烧杯中的溶液不能 选用下列中的 a 饱和 NaOH 溶液 b 饱和 Ca OH 2溶液 c 饱和 Na2SO3溶液 d 饱和 Na2CO3溶 液 1 MnO2 4H 2Cl Mn2 Cl2 2H2O 除去 Cl2中的 HCl B 中长颈漏斗中液面上升 形成水柱 2 d 3 黄 氯气的氧化性强于溴 E 中溶液分为两层 上层 苯层 为紫红色 4 2OH Cl2 Cl ClO H2O 不能 过量的 Cl2也可将 I 氧化为 I2 b 2 易溶于水的三草酸合铁 酸钾晶体 K3 Fe C2O4 3 3H2O 用于摄影和印刷 以铁屑为原料的制备流程如下 请回答下列问题 制得的 FeSO4溶液中需加入少量的 H2SO4酸化 目的是 若要从溶液中得到绿矾 FeSO4 7H2O 必须进行的实验操作是 按顺序填写 a 过滤洗涤 b 蒸发浓缩 c 冷却结晶 d 灼烧 e 干燥 3 该晶体盐在 110 可完全失去结 晶水 继续升高温度可发生分解反应 分解得到的气体产物用如下装置进行 实验 装置检查气密性后 先通一段时 间 N2 其目的为 结束实验时先熄灭 A F 酒精灯再通入 N2至常温 其目的为 实验过程中观察到 B G 中澄清石灰水都变浑浊 F 中有红色固体生成 则气体产物是 分解得到的固体产物含有 K2CO3 FeO Fe 加水溶解 过滤 洗涤 干燥 得到含铁样品 现设计下列三种 实验方案对该样品进行物质含量测定 甲 a g 样品溶液得固体 b g 乙 a g 样品量气测得气体体积 VamL 丙 a g 样品250 mL 溶液三次平均消耗 0 1 mol L 1酸性 KMnO4溶液 VbmL 你认为以上方案中 无法确定样品的组成 理由是 1 2 防止 Fe2 的水解 b c a e 3 排出装置中的空气 防止干扰实验结果 防止倒吸 CO2 CO 丙方案 使 用盐酸溶解样品 氯离子也可被酸性 MnO4 氧化 二 物质制备型实验二 物质制备型实验 例例 2 2 醋酸亚铬水合物 Cr CH3COO 2 2 2H2O 相对分子质量为 376 是一种深红色晶体 不溶于冷水 是 常用的氧气吸收剂 微溶于乙醇 不溶于水和乙醚 易挥发的有机溶剂 实验室中以锌粒 三氯化铬 溶液 醋酸钠溶液和盐酸为主要原料制备醋酸亚铬水合 物 其装置如右图所示 且仪器 2 中预先加入锌粒 已 知二价铬不稳定 极易被氧气氧化 不与锌反应 制备 过程中发生的相关反应如下 Zn s 2HCl aq ZnCl2 aq H2 g 2CrCl3 aq Zn s 2CrCl2 aq ZnCl2 aq 2Cr2 aq 4CH3COO aq 2H2O l Cr CH3COO 2 2 2H2O s 请回答下列问题 1 仪器 1 的名称是 2 往仪器 2 中加盐酸和三氯化铬溶液的顺序最好是 选下面的 A B 或 C 目的是 A 盐酸和三氯化铬溶液同时加入 B 先加三氯化铬溶液一段时间后再加盐酸 C 先加盐酸一段时间后 再加三氯化铬溶液 3 为使生成的 CrCl2溶液与 CH3COONa 溶液顺利混合 应关闭阀门 填 A 或 B 下同 打开阀 门 4 本实验中锌粒要过量 其原因除了让产生的 H2将 CrCl2溶液压入装置 3 与 CH3COONa 溶液反应外 另一个 作用是 5 装置 4 中导管口水封的目的是 6 洗涤产品时 为了去除可溶性杂质和水分 下列试剂的正确使用顺序是 填标号 a 乙醚 b 去氧冷的蒸馏水 c 无水乙醇 7 已知其它反应物足量 实验时取用的 CrCl3溶液中含溶质 9 51g 取用的醋酸钠溶液为 1 5L0 1mol L 实验后得干燥纯净的 Cr CH3COO 2 2 2H2O9 4g 则该实验所得产品的产率为 不考虑溶解的醋酸亚 铬水合物 8 铬的离子会污染水 常温下要除去上述实验中多余的 Cr2 最好往废液中通入足量的 再加入碱液 调节 pH 至少为 才能使铬的离子沉淀完全 铬的离子浓度应小于 10 5mol L 已知 Cr OH 3的溶度积 为 6 3 10 31 631 3 4 lg2 0 3 1 分液漏斗 2 C 让锌粒与盐酸先反应产生 H2 把装置 2 和 3 中的空气赶出 避免生成的亚铬离子被氧化 3 B A 4 使锌与 CrCl3充分反应得到 CrCl2 5 防止空气进入装置氧化醋酸亚铬 6 bca 7 83 3 8 空气或氧 气 5 6 练习 1 二氧化氯 ClO2 黄绿色易溶于水的气体 是高效 低毒的消毒剂 回答问題 1 工业上可用 KC1O3与 Na2SO3在 H2SO4存在下制得 ClO2 该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为 2 实验室用 NH4Cl 盐酸 NaClO2 亚氯酸钠 为原 料 通过以下过程制备 ClO2 电解时发生反应的化学方程式为 溶液 X 中大量存在的阴离子有 除去 ClO2中的 NH3可选用的试剂是 填标号 a 水 b 碱石灰 C 浓硫酸 d 饱和食盐水 3 用下图装置可以测定混合气中 ClO2的含量 在锥形瓶中加入足量的碘化钾 用 50 mL 水溶解后 再加入 3mL 稀硫酸 在玻璃液封装置中加入水 使液面没过玻璃液封管的管口 将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收 将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中 用 0 1000mol L 1 硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶 液 I2 2S2O32 2I S4O62 指示剂显示终点时共用去 20 00mL 硫代硫酸钠溶液 在此过程中 锥形瓶内 ClO2与碘化钾反应的离子方程式为 玻璃液封装置的作用是 V 中加入的指示剂通常为 滴定至终点的现象是 测得混合气中 ClO2的质量为 g 4 用 ClO2处理过的饮用水会含有一定最的亚氯酸盐 若要除去超标的亚氯酸盐 下列物质最适宜的是 填标号 a 明矾 b 碘化钾 c 盐酸 d 硫酸亚铁 1 2 1 2 NH4Cl 2HCl3H2 NCl3 Cl OH c 3 2ClO2 10I 8H 2Cl 5I2 4H2O 吸收残余的二氧化氯气体 避免碘的逸出 淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色 且半分钟内溶液颜色不再改变 0 02700 4 d 2 某小组以 CoCl2 6H2O NH4Cl H2O2 浓氨水为原料 在活性炭催化下 合成了橙黄色晶体 X 为测定其组 成 进行如下实验 氨的测定 精确称取 wgX 加适量水溶解 注入如图所示的三颈瓶中 然后逐滴加入足量 10 NaOH 溶液 通入 水蒸气 将样品液中的氨全部蒸出 用 V1mLc1 mol L 1的盐酸标 准溶液吸收 蒸氨结束后取下接收瓶 用 c2 mol L 1NaOH 标准溶 液滴定过剩的 HCl 到终点时消耗 V2mLNaOH 溶液 氯的测定 准 确称取样品 X 配成溶液后用 AgNO3标准溶液滴定 K2CrO4溶液为指示剂 至出现淡红色沉淀不再消失为终点 Ag2CrO4为砖红色 1 装置中安全管的作用原理是 2 用 NaOH 标准溶液滴定过剩的 HCl 时 应使用 式滴定管 可使用的指示剂为 3 样品中氨的质量分数表达式为 4 测定氨前应该对装置进行气密性检验 若气密性不好测定结果将 填 偏高 或 偏低 5 测定氯的过程中 使用棕色滴定管的原因是 滴定终点时 若溶液中 c Ag 2 0 10 5 mol L 1 c CrO42 为 mol L 1 已知 Ksp Ag2CrO4 1 12 10 12 6 经测定 样品 X 中钴 氨 氯的物质的量之比为 1 6 3 钴的化合价为 制备 X 的化学方程式为 X 的制备过程中温度不能过高的原因是 1 当 A 中压力过大时 安全管中液面上升 使 A 瓶中压力稳定 2 碱 酚酞 或甲基红 3 偏低 防止硝酸银见光分解 2 8 10 3 3 2CoCl2 2NH4Cl 10NH3 H2O22 Co NH3 6 Cl3 2H2O 温度过高过氧化氢分解 氨气逸出 三 三 定量测定型实验定量测定型实验 例例 3 3 水中溶氧量 DO 是衡量水体自净能力的一个指标 通常用每升水中溶解氧分子的质量表示 单位 mg L 规定 活饮用水源的 DO 不能低于 5mg L 某化学小组同学设 计了下列装置 夹持装置略 测定某河水的 DO 1 测定原理 碱性体积下 O2将 Mn2 氧化为 MnO OH 2 2Mn2 O2 4OH 2MnO OH 2 酸性条件下 MnO OH 2 将 I 氧化为 I2 MnO OH 2 I H Mn2 I2 H2O 未配平 用 Na2S2O3标准溶液滴定生成的 I2 2S2O32 I2 S4O62 2I 2 测定步骤 a 安装装置 检验气密性 充 N2排尽空气后 停止充 N2 b 向烧瓶中加入 200ml 水样 c 向烧瓶中依次迅速加入 1mlMnSO4无氧溶液 过量 2ml 碱性 KI 无氧溶液 过量 开启搅拌器 至反应 完 全 d 搅拌并向烧瓶中加入 2ml 硫酸无氧溶液至反应 完全 溶液为中性或若酸性 e 从烧瓶中取出 40 00ml 溶液 以淀粉作指示剂 用 0 001000mol L Na2S2O3溶液进行滴定 记录数据 f g 处理数据 忽略氧气从水样中的溢出量和加入试剂后水样体积的变化 回答下列问题 1 配置以上无氧溶液时 除去所用溶剂水中氧的简单操作为 2 在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器为 滴定管 注射器 量筒 3 搅拌的作用是 4 配平反应 的方程式 其化学计量数依次为 5 步骤 f 为 6 步骤 e 中达到滴定终点的标志为 若某次滴定消耗 Na2S2O3溶液 4 50ml 水样的 DO mg L 保留一位小数 作为饮用水源 此次测得 DO 是否达标 填是或否 7 步骤 d 中加入硫酸溶液反应后 若溶液 pH 过低 滴定时会产生明显的误差 写出产生此误差的原因 用 离子方程式表示 至少写出 2 个 1 将溶剂水煮沸后冷却 2 3 使溶液混合均匀 快速完成反应 4 1 2 4 1 1 3 5 重复步骤 e 的操作 2 3 次 6 溶液蓝色褪去 半分钟内部变色 9 0 是 7 2H S2O32 S SO2 H2O SO2 I2 2H2O 4H SO42 2I 4H 4I O2 2I2 2H2O 任写其中 2 个 练习 某研究性学习小组为测定某含镁 3 一 5 的铝镁合 金 不含其它元素 中镁的质量分数 设计了下列三种不 同实验方案进行探究 根据设计回答有关问题 探究一 实验方案 问题讨论 1 实验中发生反应的化学方程式 是 2 若实验中称取 5 4g 铝镁合金粉末样品 投入 VmL2 0mol L NaOH 溶液中 充分反应 则 NaOH 溶液的体 积 V mL 3 实验中 当铝镁合金充分反应后 在称量剩余固体质量前 还需进行的实验操作按顺序依次为 探究二 实验方案 称量 xg 铝镁合金粉末 放在如图所示装置的惰性电热板上 通电 使其充分灼烧 问题讨论 4 欲计算 Mg 的质量分数 该实验中还需测定的数据是 5 假设实验中测出该数据为 yg 则原铝镁合金粉末中镁的质量分数为 用含 x y 代数式表示 探究三 实验方案 问题讨论 6 同学们拟选用下边的实验装置完成实验 你认为最简易的装置其连接顺序是 a 接 填接口字母 仪器不一定全选 7 同学们仔细分析 6 中连接的实验装置后 又设计了下图所示的实验装置 装置中导管 a 的作用是 实验前后碱式滴定管中液面读数分别如右图 则产生氢气的体积为 mL 量气管读数时应注意的事项 至少答两点 与上图装置相比 用 6 中连接的装置进行实验时 容易引起误差的原因是 任写一点 1 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 2 97 3 过滤 洗涤 干燥固体 4 灼烧后固体的质量 5 6 edg 7 使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等 打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺 利滴下 16 00mL 等恢复室温 调节左右管液面相平 平视读数 稀硫酸滴入锥形瓶中 即使不生成氢气 也会将瓶内空气排出 使所测氢气体积偏大 实验结束时 连接广口瓶和量筒的导管 中有少量水存在 使所测氢气体积偏小 四 四 有机化学实验有机化学实验 例例 4 实验室合成三苯甲醇 分子式为 C19H16O 相对分子质量为 260 的装置图 写出玻璃仪器 A 的名称 装有无水 CaCl2的仪器 A 的作用是 相关物质的物理性质如下 2 制取格氏试剂时要保持微沸 可以采用水浴加热 优点是 微沸回流时 冷凝管中水流的方向是 填 X Y 或 Y X 3 制得的三苯甲醇粗产品中 含有乙醚 溴苯 苯甲酸乙酯等有机物和碱式溴化镁等杂质 可以设计如下提 纯方案 其中 操作 为 洗涤液最好选用 A 水 B 乙醚 C 乙醇 D 苯 检验产品已经洗涤干净的操作为 4 纯度测定 称取 2 60g 产品 配成乙醚溶液 加入足量金属钠 乙醚与钠不会反应 充分反应后 测得生 成气体体积为 100 80m L 标准状况 产品中三苯甲醇质量分数为 1 冷凝管 防止空气中的水蒸气进入装置 使格式试剂水解 2 平衡压强 便于漏斗内试剂滴下 水浴 3 蒸馏或分馏 A 取少量最后一次洗涤液于试管中 滴加硝酸银溶液 若无沉淀生成 则已洗涤干净 4 90 练习 1 实验室制备硝基苯的反应原理和实验装置如下 反应中存在的主要副反应有 在温度稍高的情况下会 生成间二硝基苯 有关数据列如下表 实验步骤如下 取 100mL 烧杯 用 20mL 浓硫酸与 18mL 浓硝酸配制混和酸 将混合酸小心加入 B 中 把 18mL 15 84 g 苯加入 A 中 向室温下的苯中逐滴加入混酸 边滴边搅拌 混和均匀 在 50 60 下发 生反应 直至反应结束 将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中 依次用少量水 5 NaOH 溶液 水洗涤并 分液 分出的产物加入无水 CaCl2颗粒 静置片刻 然后倒入蒸馏烧瓶 弃去 CaCl2 进行蒸馏纯化 收集 205 210 馏分 得到纯硝基苯 18g 回答下列问题 图中装置 C 的作用是 配制混合酸时 能否将浓硝酸加入到浓硫酸中 说明理由 为了使反应在 50 60 下进行 常用的方法是 反应结束并冷却至室温后 A 中液 体就是粗硝基苯 粗硝基苯呈黄色的原因是 在洗涤操作中 第二次水洗的作用是 在蒸馏纯化过程中 因硝基苯的沸点高于 140 应选用空气冷凝管 不选用水直形冷凝管的原因是 本实验所得到的硝基苯产率是 冷凝回流 不能 易暴沸飞溅 水浴加热 溶有浓硝酸分解产生的 NO2 或硝酸 等杂质 洗去残留的 NaOH 及生成的钠盐 硝基苯沸点高用空气冷凝与水冷凝相比效果几乎无差异 从简约装置 节约开支回答或 水冷却温差大可能造成冷凝管炸裂等合理答案均计分 72 06 2 2 实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯 有关物质的相关数据如表 I 乙酸正丁酯粗产品的制备 在三孔圆底烧瓶中装入沸石 加入 18 5mL 正丁醇和 15 4mL 冰醋酸 稍过量 再加 3 4 滴浓硫 酸 然后安装分水器 作用 实验 过程中不断分离除去反应生成的水 温度计及回流冷凝管 加热冷凝回 流反应 1 本实验过程中因分子间发生脱水反应可能产生多种有机副产物 请写 出其中一种的结构简式 2 反应时加热有利于提高酯的产率 但实验发现温度过高酯的产率反而降低 可能的原因是 乙酸正丁酯粗产品的制备 1 将圆底烧瓶中的液体转入分液漏斗中 并用饱和 Na2CO3溶液洗涤有机层 该步操作的目的是 2 将酯层采用如图 1 所示装置蒸馏 图 2 中仪器 A 的名称分别为 蒸馏收集乙酸正丁酯产品时 应将温度控制在 左右 如果加热一段时间后发现没有加入沸石 则正常操作为 计算产率 称量制得的乙酸正丁酯的质量为 13 92g 则乙酸正丁酯的产率为 但根据分水器中收集到的水的体积 计算乙酸正丁酯的产率时明显偏高 可能原因是 1 CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3或 CH2 CHCH2CH3 2 乙酸 正丁醇都易挥发 温度过高可能使乙酸 正丁醇大量挥发使产率降低 温度过高可能发生副反应使产率降低 溶解正丁醇 中和乙酸 降低乙酸正丁酯的溶解度 便于分层析出 2 蒸馏烧瓶 126 1 停止加热 冷却至室温 加入沸石 继续实验 60 分水器中收集到的水包括正丁 醇自身分子间脱水反应生成的水 巩固习题巩固习题 1 莫尔盐 NH4 2Fe SO4 2 6H2O 在定量分析中常用作标定高锰酸钾等溶液的标准物质 还用作化学试剂 医 药以及用于冶金 电镀等 回答下列问题 1 甲组同学按照如图所示的装置 通过实验检验莫尔盐晶体强热时的 化合物相对分子质量密度 g cm 3沸点 溶解度 100g 水 正丁醇 740 80118 09 冰醋酸 601 045118 1 互溶 乙酸正丁酯 1160 882126 10 7 分解产物 装置 C 中可观察到的现象是 由此可知莫尔盐晶体分解 的产物中有 装置 B 的主要作用是 2 乙组同学认为莫尔盐晶体分解的产物中还含有 SO3 g SO2 g 及 N2 为进行验证 选用甲组实验中的装 置 A 和下图所示的部分装置进行实验 乙组同学的实验中 装置依次连接的合理顺序为 A 装置 D 中足量盐酸的作用是 含有 SO3的实验现象是 含有 S02的实验现象是 3 设计实验证明 莫尔盐是否已氧化变质 莫尔盐可用于标定高锰酸钾溶液的浓度 并写出相应的离子方程式 1 溶液变红 NH3 吸收分解产生的酸性气体 2 G D B C F 吸收氨气并将溶液酸化 排除 SO2的干扰 D 中有 白色沉淀 B 中品红褪色 3 取少量晶体溶于水 滴入 KSCN 溶液 若溶液变红 说明莫尔盐已氧化变质 反之 莫尔盐未 变质 称量一定质量的莫尔盐于锥形瓶中 加入适量的水溶解并加入少量稀硫酸 用未知浓度的 K MnO4 溶液进行滴定 MnO4 5Fe2 8H Mn2 5Fe3 4H2O 2 过氧化钙 CaO2 是一种白色结晶性粉末 极微溶于水 不溶于醇类 乙醚等 加热至 350 C 左右开始分 解放出氧气 与水缓慢反应中生成 H2O2 易与酸反应生成 H2O2 过氧化钙可用于改善水质 处理含重金属粒子 废水和治理赤潮 是一种重要化工原料 CaO2的制备 原理 CaCl2 H2O2 2NH3 H2O 6H2O CaO2 8H2O 2NH4Cl 实验步骤 1 a 仪器的名称 2 加入氨水的作用 3 沉淀反应时用冰水浴控制温度在 0 C 左右 其可能的原因是 写出两种 4 过滤后洗涤沉淀的试剂最好用 A 热水 B 冷水 C 乙醇 D 乙醚 CaO2纯度的测定 将一定量的 CaO2溶于稀硫酸 用标准 KMnO4溶液滴定生成的 H2O2 KMnO4反应后生成 Mn2 计算确定 CaO2的含量 5 现每次称取 0 4000g 样品溶解后 用 0 1000mol L 的