化学实验高考题型分类解析

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  化学实验习题是一种必须用实验方法解答的习题。高考化学实验题的类型主要有以下几种:实验基本操作、物质检验(其中包括①不限试剂②限用一种试剂③不许另选试剂)、物质制备、混合物的分离和提纯、物质某种性质或某个理论的验证、实验设计、探究实验等。
  一、 考查实验基本操作能力
  例1(2010上海高考)正确的实验操作是实验成功的重要因素,下列实验操作错误的是( )
  【答案】D
  【解析】A操作正确;。B操作使澄清的苯酚钠溶液变浑浊,可证明碳酸的酸性比苯酚强,正确;C装置是喷泉实验,可用来吸收氯化氢气体,正确;D项错误,用该装置洗气时,应长管进,短管出。
  例2(2009江苏高考)下列有关实验操作的叙述正确的是( )
  A.实验室常用右图所示的装置制取少量的乙酸乙酯
  B.用50mL酸式滴定管可准确量取25.00mL 溶液
  C.用量筒量取5.00 mL1.00 mol·L-1盐酸于50 ml 容
  瓶中,加水稀释至刻度,可配制0.100 mol·L-1盐酸
  D.用苯萃取溴水中的溴,分液时有机层从分液漏斗的下端放出
  【答案】B
  【解析】A项错,图中导管不能插入 溶液中;B项正确;C项错,量筒读数只能精确到小数点后一位;D项错,苯的密度小于水,有机层应在上层,分液时应从分液漏斗的上口倒出。
  例3.(2012年海南高考)下列实验操作正确的是( )
  A.可用氨水除去试管内壁上的银镜
  B.硅酸钠溶液应保存在带玻璃塞的试剂瓶中
  C.将三氯化铁溶液蒸干,可制得无水三氯化铁
  D.锌与稀硫酸反应时,要加大反应速率可滴加少量硫酸铜
  【答案】D
  【解析】银不溶于氨水,不能用氨水除去试管内壁上的银镜,银镜应用稀硝酸除去;硅酸钠有粘性不能用玻璃塞的瓶装;蒸干三氯化铁溶液时 水解,得不到 晶体,A、B、C均错误,D正确。
  二、考查对试验现象、预测与结论的判断
  例4. (2012江苏高考)下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是 ( )
  选项 实验操作 实验现象 结论
  A 向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl 溶液和CuSO4 溶液 均有固体析出 蛋白质均发生变性
  B 向溶液X 中先滴加稀硝酸,再滴加Ba(NO3)2溶液 出现白色沉淀 溶液X 中一定含有
  C 向一定浓度的Na2SiO3 溶液中通入适量CO2 气体 出现白色沉淀 H2SiO3 的酸性比H2CO3的酸性强
  D 向浓度均为0. 1 mol·L-1 NaCl 和NaI 混合溶液中滴加少量AgNO3 溶液 出现黄色沉淀 Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
  【答案】D
  【解析】A项错,蛋白质中加入NaCl发生盐析,加入CuSO4发生变性;B项错,若原X中含有SO32-,加入稀HNO3,则会被氧化成SO42-,而与Ba2+生成沉淀,;C项错,反应方程式为:CO2+H2O+Na2SiO3=H2SiO3↓ + Na2CO3,该反应发生的原理为强酸制弱酸,即酸性:H2CO3>H2SiO3,;D项正确,反应总是向着更难溶的方向进行,由于AgI的溶度积比AgCl小,所以优先生成AgI,。
  例5.(2011广东高考)下列试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 溶液中出现气泡,且颜色逐渐褪去
  C、实验III:微热稀 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
  【答案】B、D
  【解析】A项错,Br2与NaOH溶液反应,上层溶液颜色变为无色。B项正确,产生的SO2与酸性 溶液发生氧化还原反应。C项错,NO与空气反应生成红棕色NO2。D项正确,制取氢氧化铁胶体要在沸水中加入饱和的氯化铁溶液,继续煮沸溶液至红褐色,停止加热,即可。
  三、 考查物质的制取、检验、分离和提纯
  例6.(2009上海高考)下列实验装置不适用于物质分离的是( )
  【答案】D
  【解析】A装置可用于分液;B装置可用来分离易升华物质与不易升华物质;C装置是层析,可用来分离物质;D装置是反应装置,不能用来分离物质。
  例7.(2011新课标高考)氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组
  拟选用如下装置制备氢化钙。
  请回答下列问题:
  (1)请选择必要的装置,按气流方向连接顺序为________(填仪器接口的字母编号)
  (2)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性后,装入药品;打开分液漏斗活塞_________(请按正确的顺序填入下列步骤的标号)。
  A.加热反应一段时间 B.收集气体并检验其纯度
  C.关闭分液漏斗活塞 D.停止加热,充分冷却
  (3)实验结束后,某同学取少量产物,小心加入水中,观察到有气泡冒出,溶液中加入酚酞后显红色,该同学据此判断,上述实验确有 生成。
  ① 写出 与水反应的化学方程式 ___________________
  ②该同学的判断不正确,原因是_________________
  (4)请你设计一个实验,用化学方法区分钙与氢化钙,写出实验简要步骤及观察到的现象___________。   (5)登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂,与氢气相比,其优点是____________。
  【答案】 (1)
  (2)BADC
  (3) ①
  ②金属钙与水反应也有类似现象
  (4)取适量氢化钙,在加热条件下与干燥氧气反应,将反应气相产物通过装有无水硫酸铜的干燥管,观察到白色变为蓝色;取钙做类似实验,观察不到白色变为蓝色;
  (5)氢化钙是固体,携带方便
  【解析】先要弄清各仪器装置的作用:两个带分液漏斗的大试管,是气体发生装置,一制 ,一制 ;盛 的洗气瓶,是吸收 气体的;盛浓硫酸的洗气瓶是干燥气体的,;盛无水氯化钙的干燥管是用来防止外界空气、水蒸气进入盛钙的硬质玻璃管中。
  四、 考查设计实验的能力
  例8.(2012四川高考)甲、乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮、氢原子个数比,设计了如下实验流程:
  试验中,先用制得的氨气排尽洗气瓶前所有装置中的空气,再连接洗气瓶和气体收集装置,立即加热氧化铜。反应完成后,黑色的氧化铜转化为红色的铜。
  下图A、B、C为甲、乙两小组制取氨气时可能用到的装置,D为盛有浓硫酸的洗气瓶。
  甲小组测得:反应前氧化铜的质量为m1g、氧化铜反应后剩余固体的质量为m2g生成氮气在标准状况下的体积V1L。
  乙小组测得:洗气前装置D的质量m3g、洗气后装置D的质量m4g、生成氮气在标准状况下的体积V2L。
  请回答下列问题:
  (1)写出仪器a的名称: 。
  (2)检查A装置气密性的操作是 。
  (3)甲、乙两小组选择了不同方法制取氨气,请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表空格中。
  实验装置 实验药品 制备原理
  甲小组 A 氢氧化钙、硫酸铵 反应的化学方程式为
  ①
  乙小组 ② 浓氨水、氢氧化钠 用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用:
  ③
  (4)甲小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数之比为 。
  (5)乙小组用所测数据计算出氨分子中氮、氢的原子个数比较小于理论值,其原因是 。 为此,乙小组在原有实验的基础上增加了一个装有药品的实验仪器,重新实验。根据实验前后该药品的质量变化及生成氮气的体积,得出合理的实验结果。该药品的名称是 。
  【答案】⑴圆底烧瓶
  ⑵连接导管,将导管插入水中;加热试管,导管口有气泡产生;停止加热,导管内有水回流并形成一段稳定的水柱
  ⑶①(NH4)2SO4+Ca(OH)2 2NH3↑+2H2O+CaSO4 ②B
  ③氢氧化钠溶于氨水后放热,增加氢氧根浓度,使NH3+H2O NH3·H2O NH4++OH-向逆反应方向移动,加快氨气逸出
  ⑷5V1:7(m1-m2)
  ⑸浓硫酸吸收了未反应的氨气,从而使计算的氨的含量偏高
  碱石灰(氢氧化钠、氧化钙等)
  【解析】(1)仪器a是圆底烧瓶。
  (2)连接导管,将导管的末端插入水中,轻轻加热试管,若导管口有气泡冒出,停止加热后,在导管中形成一段水柱,说明装置气密性良好。
  (3)①仿照NH4Cl与碱石灰混合加热制取氨气,即可写出相应的化学方程式为(NH4)2SO4+Ca(OH)2 CaSO4+2H2O+2NH3↑。
  ②浓氨水与固体NaOH混合即可制得氨气,且两种物质混合就无法控制反应随关随停,不需要选用C装置,选用B装置即可。
  ③固体NaOH溶于浓氨水后,放出大量的热,促使NH3的挥发,溶液中OH-浓度的增加,这两个因素都使NH3+H2O NH3·H2O NH4+ +OH-向逆反应方向即生成NH3的方向移动。
  (4)由反应前后氧化铜减少的质量即可求得氨气被氧化生成水的质量为9/8 (m1-m2)g,其中氢原子的物质的量为 1/8(m1-m2)mol;氮原子的物质的量为 ×2 mol,则氨分子中氮、氢原子个数比为 ×2 mol: 1/8(m1-m2)mol=5V1:7(m1-m2)。
  (5)未参加反应的氨气与水蒸气一起被浓硫酸吸收了,导致计算中水的质量增大,求得氢原子的物质的量增大,最终求得氨分子中氮、氢原子个数比明显比理论值偏小。可以选用只吸收水分而不吸收氨气的药品(如碱石灰等)及相应的装置。
  五、考查探究实验能力
  例9.(2011广东高考)某同学通过系列实验探究 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到稀硫酸,置镁条于其中探究 的活泼性
  B、将NaOH溶液缓慢滴入 溶液中,观察 沉淀的生成
  C、将 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 沉淀转入蒸发皿中,加足量稀盐酸,加热蒸干得无水MgCl2固体
  【答案】B
  【解析】A错,稀释方法不对。C错,不能直接倒入,应采用玻璃棒引流。D错,加热蒸干得到的是MgO固体。
  例10.(2012福建高考)实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2(发生装置如右图所示)。
  (1)制备实验开始时,先检查装置气密性,接下来的操作依次是_(填序号)
  A.往烧瓶中加人MnO2粉末 B.加热 C.往烧瓶中加人浓盐酸
  (2)制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应残余液中盐酸的浓度,
  探究小组同学提出下列实验方案:
  甲方案:与足量AgNO3溶液反应,称量生成的AgCl质量。
  乙方案:采用酸碱中和滴定法测定。
  丙方案:与已知量CaCO3(过量)反应,称量剩余的CaCO3质量。
  丁方案:与足量Zn 反应,测量生成的H2体积。
  继而进行下列判断和实验:
  ① 判定甲方案不可行,理由是 。
  ② 进行乙方案实验:准确量取残余清液稀释一定倍数后作为试样。
  a.量取试样20.00 mL,用0 .1000 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定,消耗22.00mL,该次滴定测得试样中盐酸浓度为 mol·L-1
  b.平行滴定后获得实验结果。
  ③ 判断丙方案的实验结果 (填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
  [已知:Ksp(CaCO3 ) = 2.8×10-9、Ksp(MnCO3 ) = 2.3×10-11
  ④ 进行丁方案实验:装置如右图所示(夹持器具已略去)。
  (i) 使Y形管中的残余清液与锌粒反应的正确操作是将 转移到 中。
  (ii)反应完毕,每间隔1 分钟读取气体体积,气体体积逐次减小,直至不变。气体体积逐次减小的原因是_(排除仪器和实验操作的影响因素)。
  【答案】(1)ACB (2)①生成物氯化锰也可以与硝酸银反应写成沉淀。② ③偏小
  ④(i) 粒 残余清液 (ii)气体尚未完全冷却到室温。
  【解析】(1)应先加固体后加液体,最后加热,即依次顺序为ACB.
  (2)①生成物氯化锰也可以与硝酸银生成沉淀。②根据有关公式可求出盐酸的浓度为
  ③依题意碳酸锰的 比碳酸钙小,其中有部分碳酸钙与锰离子反应生成碳酸锰沉淀,使得剩余的碳酸钙质量变小。④使锌粒进入残留清液中,让其发生反应,若顺序颠倒会使残留清液不能完全转移,盐酸就无法完全反应。
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