2025年下学期高三化学实验题专项训练（五）

2025年下学期高三化学实验题专项训练（五）一、基础实验操作与仪器分析题题目1：某实验小组用98%的浓硫酸（密度1.84g/cm³）配制500mL0.5mol/L的稀硫酸溶液，回答下列问题：（1）需量取浓硫酸的体积为______mL（保留小数点后一位）。（2）配制过程中用到的玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还需要______。（3）若定容时俯视刻度线，会导致所配溶液浓度______（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。解析：（1）根据稀释定律$c_1V_1=c_2V_2$，浓硫酸浓度$c_1=1000×1.84×98%/98=18.4mol/L$，则$V_1=0.5×500/18.4≈13.6mL$。（2）500mL容量瓶、胶头滴管。定容时需用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线。（3）偏高。俯视刻度线会导致溶液体积偏小，根据$c=n/V$，浓度偏高。题目2：下列实验操作正确的是（）A.用pH试纸测定氯水的pH值B.用酒精萃取碘水中的碘单质C.用托盘天平称量25.20gNaCl固体D.中和热测定实验中，用环形玻璃搅拌棒搅拌混合液解析：选D。A项氯水具有漂白性，不能用pH试纸测定；B项酒精与水互溶，无法分层；C项托盘天平精度为0.1g，无法称量25.20g；D项环形玻璃搅拌棒可使反应液混合均匀，减少热量损失。二、物质制备与性质探究题题目3：实验室用如图装置（夹持装置略）制备乙酸乙酯，回答下列问题：（1）仪器a的名称是______，装置中长导管的作用是______。（2）反应的化学方程式为______。（3）饱和碳酸钠溶液的作用是______（答出两点即可）。解析：（1）分液漏斗；冷凝回流、导气。长导管兼起冷凝和导气作用，防止反应物挥发损失。（2）$CH_3COOH+C_2H_5OH\xrightleftharpoons[\Delta]{浓硫酸}CH_3COOC_2H_5+H_2O$。（3）中和乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯溶解度。碳酸钠与乙酸反应生成可溶盐，乙醇易溶于水，乙酸乙酯在饱和溶液中溶解度小，便于分层。题目4：某小组探究$SO_2$的性质，实验步骤如下：①将$SO_2$通入品红溶液，观察现象；②加热①中褪色后的溶液，观察现象；③将$SO_2$通入酸性$KMnO_4$溶液，观察现象。回答下列问题：（1）步骤①中品红溶液褪色，体现$SO_2$的______性；步骤②中溶液恢复红色，原因是______。（2）步骤③中反应的离子方程式为______，证明$SO_2$具有______性。解析：（1）漂白性；$SO_2$与品红结合生成的无色物质不稳定，加热易分解。（2）$5SO_2+2MnO_4^-+2H_2O=5SO_4^{2-}+2Mn^{2+}+4H^+$；还原性。$MnO_4^-$被还原为$Mn^{2+}$，$SO_2$被氧化为$SO_4^{2-}$。三、定量实验与误差分析题题目5：用沉淀法测定$BaCl_2·xH_2O$中结晶水的含量，实验步骤如下：①称取样品2.44g，溶于蒸馏水；②加入过量$H_2SO_4$溶液，使$Ba^{2+}$完全沉淀；③过滤、洗涤、干燥沉淀，称得$BaSO_4$质量为2.33g。计算：（1）样品中$BaCl_2$的物质的量为______mol；（2）x的值为______。解析：（1）$n(BaSO_4)=2.33g/233g/mol=0.01mol$，根据$Ba^{2+}$守恒，$n(BaCl_2)=0.01mol$。（2）$m(BaCl_2)=0.01×208=2.08g$，$m(H_2O)=2.44-2.08=0.36g$，$n(H_2O)=0.36/18=0.02mol$，则$x=0.02/0.01=2$。题目6：某学生用酸碱中和滴定法测定NaOH溶液浓度，实验数据如下：|实验次数|标准盐酸体积（mL）|NaOH溶液体积（mL）||----------|--------------------|--------------------||1|20.00|20.00||2|19.98|20.00||3|20.02|20.00|已知标准盐酸浓度为0.1000mol/L，计算NaOH溶液的浓度为______mol/L。若滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定后气泡消失，会导致测定结果______（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。解析：三次实验盐酸体积平均值为$(20.00+19.98+20.02)/3=20.00mL$，根据$c(NaOH)=c(HCl)V(HCl)/V(NaOH)=0.1000×20.00/20.00=0.1000mol/L$。气泡消失会导致读取的盐酸体积偏大，测定结果偏高。四、综合实验设计与评价题题目7：某实验小组设计如下装置（部分夹持装置略）制备并探究$NH_3$的性质（已知$NH_3$极易溶于水，密度比空气小）：（1）装置A中发生反应的化学方程式为______。（2）装置B中盛放的试剂是______，作用是______。（3）装置C中观察到的现象是______，说明$NH_3$具有______性。（4）装置D的作用是______，涉及的离子方程式为______。解析：（1）$2NH_4Cl+Ca(OH)_2\xlongequal{\Delta}CaCl_2+2NH_3↑+2H_2O$（实验室制氨气的经典反应）。（2）碱石灰；干燥$NH_3$。$NH_3$为碱性气体，需用碱性干燥剂。（3）湿润的红色石蕊试纸变蓝；碱性。$NH_3$与水反应生成$NH_3·H_2O$，电离出$OH^-$使试纸变蓝。（4）吸收多余$NH_3$，防止污染空气；$NH_3+H_2O\rightleftharpoonsNH_4^++OH^-$（或$NH_3+H^+=NH_4^+$，若D中为酸溶液）。五、实验方案改进与创新题题目8：某同学设计如图装置（夹持装置略）探究$Cl_2$的漂白性，实验步骤如下：①连接装置，检查气密性；②向分液漏斗中加入浓盐酸，圆底烧瓶中加入$MnO_2$固体；③点燃酒精灯，打开分液漏斗活塞，观察现象。已知：$Cl_2$与水反应生成$HClO$，具有漂白性。（1）装置Ⅰ中反应的化学方程式为______。（2）装置Ⅱ中盛放的试剂是______，作用是______。（3）实验中观察到装置Ⅲ中干燥的有色布条不褪色，湿润的有色布条褪色，得出的结论是______。（4）该装置存在的缺陷是______，改进措施是______。解析：（1）$MnO_2+4HCl(浓)\xlongequal{\Delta}MnCl_2+Cl_2↑+2H_2O$。（2）饱和食盐水；除去$Cl_2$中的$HCl$气体。$HCl$易溶于饱和食盐水，而$Cl_2$在其中溶解度较小。（3）干燥的$Cl_2$无漂白性，$Cl_2$与水反应生成的$HClO$具有漂白性。（4）缺少尾气处理装置；在装置末端连接盛有NaOH溶液的烧杯（或气球收集），反应方程式为$Cl_2+2NaOH=NaCl+NaClO+H_2O$。六、工业流程与实验结合题题目9：以黄铜矿（主要成分为$CuFeS_2$）为原料制备$CuSO_4·5H_2O$的流程如下：黄铜矿$\xrightarrow[焙烧]{O_2}$焙砂（含$Cu_2S$、$FeS$等）$\xrightarrow[酸浸]{H_2SO_4}$浸出液（含$Cu^{2+}$、$Fe^{2+}$等）$\xrightarrow[氧化]{H_2O_2}$$\xrightarrow[调节pH]{NaOH}$滤渣（$Fe(OH)3$）$\xrightarrow[蒸发结晶]{CuSO_4溶液}$产品（1）焙烧时$CuFeS_2$转化为$Cu_2S$和$FeS$的化学方程式为_____。（2）酸浸时$FeS$与$H_2SO_4$反应的离子方程式为______。（3）加入$H_2O_2$的目的是______，反应的离子方程式为______。（4）调节pH的范围应控制在______（已知$Fe(OH)3$的$K{sp}=4×10^{-38}$，当$c(Fe^{3+})≤1×10^{-5}mol/L$时沉淀完全，此时$pH≈3.2$）。解析：（1）$2CuFeS_2+O_2\xlongequal{焙烧}Cu_2S+2FeS+SO_2$（S元素部分被氧化为$SO_2$）。（2）$FeS+2H^+=Fe^{2+}+H_2S↑$（强酸制弱酸，$H_2S$为气体逸出）。（3）将$Fe^{2+}$氧化为$Fe^{3+}$，便于后续沉淀分离；$2Fe^{2+}+H_2O_2+2H^+=2Fe^{3+}+2H_2O$。（4）pH≥3.2。确保$Fe^{3+}$完全沉淀，而$Cu^{2+}$不沉淀（$Cu(OH)_2$开始沉淀的pH约为4.7）。七、实验数据处理与图像分析题题目10：某实验小组探究温度对反应速率的影响，实验方案如下：取等体积的0.1mol/L$Na_2S_2O_3$溶液和0.1mol/L$H_2SO_4$溶液，分别在不同温度下混合，记录溶液变浑浊所需时间（$Na_2S_2O_3+H_2SO_4=Na_2SO_4+S↓+SO_2↑+H_2O$），数据如下表：|温度（℃）|20|30|40|50|60||-----------|----|----|----|----|----||时间（s）|100|50|25|12|6|（1）该反应的实验现象是______，判断反应结束的依据是______。（2）根据数据绘制“温度-反应速率”图像（以温度为横坐标，反应速率为纵坐标），图像的趋势是______。（3）由实验得出的结论是______，解释其原因：______。解析：（1）溶液变浑浊（生成S单质）；溶液恰好完全变浑浊，无法观察到下方字迹（或“出现稳定浑浊”）。（2）随着温度升高，反应速率逐渐增大