高考化学实验大题练习

高考化学实验大题练习

‎【题型分析】实验题的介入点是实验的基础知识、基本技能，包括的内容有物质的分离与提纯，物质和离子的鉴别，试剂的保存，还有基本的仪器组装等。设计实验方案对考生来说确实有一定的难度，但试题实际上还是考察创新能力和整体的意识，回答这些问题时，从题目中要找出实验目的是什么，实现这个目的要应用的原理是什么，哪些原理能够达到这个目的。同时，还要关注题目中给你的信息，这些信息包括文字信息和题目中给出的一些方程式以及提示的一些信息，特别要分析装置图给了什么信息，还要考虑在实验当中排除一些干扰因素。‎ ‎【考点综述】‎ ‎1.化学实验探究的基本环节 ‎（1）发现问题：就是在学习和实验的过程中所遇到的值得探究的问题和异常现象等。‎ ‎（2）提出猜想：就是根据已有的知识对所发现的问题的解决提出的几种可能的情况。‎ ‎（3）设计验证方案：就是根据猜想，结合实验条件设计科学、合理、安全的实验方案，对各种猜想进行验证。‎ ‎（4）具体实施实验：就是根据实验方案选择仪器、组装仪器、按步骤进行操作实验的过程。‎ ‎（5）观察现象分析数据，得出结论：就是认真全面观察实验中出现的现象并及时记录所得数据，然后进行推理分析和数据分析，通过对比归纳得出结论。‎ ‎2. 化学实验探究的解题策略 ‎(1)设计实验过程中应注意反应条件的设置与控制；回答问题时注意题给限制条件；不要想当然或默认某些条件等错误。‎ ‎(2)实验探究中不要将待探究的结果当成已知内容进行设计，造成明确的探究指向错误。‎ ‎(3)实验探究过程中提出的假设要完整，不要遗漏某种情况，造成方案不完整。‎ ‎(4)实验设计思路应从已知数据中找到合理的规律，将综合实验解答完整。‎ ‎3.实验方案型综合的解题策略 实验完整的化学实验方案包括“四大环节”，即：实验原理、实验装置和药品(其中包括：装置类型、仪器的组装等)、实验步骤(其中包括：加装药品、气密性检查、除杂干燥、主体实验、安全措施等)、实验现象的观察、记录及实验数据的分析处理等。设计合理的实验方案必须掌握比较全面的实验基本原理和基本技能，要做到：设计原理正确、实验程序合理、操作步骤简便、现象明显、相关结论正确。实验设计的解答策略如下：‎ ‎（1）明确目的原理：首先必须认真审题，明确实验的目的要求，弄清题目有哪些新的信息，综合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。‎ ‎（2）选择仪器药品：根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件，如反应物和生成物的状态，能否腐蚀仪器和橡皮、反应是否加热及温度是否控制在一定的范围等，从而选择合理的化学仪器和药品。‎ ‎（3）设计装置步骤：根据上述实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应完整而又简明。‎ ‎（4）记录现象数据：根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。‎ ‎（5）分析得出结论：根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。‎ ‎【规范演练】‎ ‎7.（六安市皖西省示范高中联盟2018届高三上学期期末）PCl3有毒，在潮湿的空气中可发生水解反应产生大量的白雾。它在实验室和工业上都有重要的应用。在实验室中制取PCl3，在D中放入足量白磷，将Cl2迅速而且不间断地通入D中，氯气与白磷会发生反应，产生火焰。‎ 三氯化磷和五氯化磷的物理常数如下：‎ 注：常温下五氯化磷不溶于三氯化磷 ‎（1）写出A中发生反应的化学方程式：____________________________。‎ ‎（2）反应开始前需要检查装置气密性，检查方法为____________________________。‎ ‎（3）氯气和白磷反应放出大量的热，为使仪器D不致因局部过热而炸裂，实验开始前应在D的底部放少量____________________________。‎ ‎（4）在烧杯E中加入冰盐水，其作用是____________________________。‎ ‎（5）白磷与氯气反应产物中可能含有一定量的PCl5，从中分离出三氯化磷的方法是______，经过一段时间反应发现B中竖直导管液面上开，可能的原因是____________________。‎ ‎（6）装置F的作用是____________________________。‎ 答案：(1) 2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O (2)关闭两个活塞，向B中长导管加水至高于试剂瓶液面，过一段时间，导管内液面不下降，气密性良好或者关闭活塞微热烧瓶，观察B中导管液面是否上升(3) 干沙 (4) 使三氯化磷蒸气充分冷凝(5) 过滤 产生的PCl5在导管中冷却成固体，堵塞导管 (6) 防止空气中水蒸气的进入；吸收过量的氯气 ‎（4）根据表中数据可知三氯化磷的熔沸点较低，所以在烧杯E中加入冰盐水的作用是使三氯化磷蒸气充分冷凝。（5）由于常温下五氯化磷不溶于三氯化磷，且常温下五氯化磷是固体，所以从中分离出三氯化磷的方法是过滤。经过一段时间反应发现B中竖直导管液面上开，说明压强增大，因此可能的原因是产生的PCl5在导管中冷却成固体，堵塞导管。（6）由于氯气有有毒，PCl3在潮湿的空气中可发生水解反应产生大量的白雾，所以装置F的作用是防止空气中水蒸气的进入，同时吸收过量的氯气。‎ ‎8.（河南省2018届普通高中毕业班高考适应性测试）醋酸亚铬水合物的化学式为[Cr(CH3COO)2]2·2H2O，该水合物通常为红棕色晶体，是一种常用的氧气吸收剂，不溶于水和乙醚(一种易挥发的有机溶剂)，微溶于乙醇，易溶于盐酸，易被氧化。已知Cr3+水溶液呈绿色，Cr2+水溶液呈蓝色。实验室制备醋酸亚铬水合物的装置如下图所示。‎ ‎(1)检查装置气密性后，向左侧三颈烧瓶中依次加入过量锌粒和适量CrCl3溶液，关闭K1打开K2，旋开a的旋塞，控制好滴速。a的名称是_____，此时左侧三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为_______________________、________________________。一段时间后，整个装置内充满氢气，将空气排出。当观察到左侧三颈烧瓶中溶液颜色由绿色完全转变为蓝色时，关闭K2，打开K1，将左侧三颈烧瓶内生成的CrCl2溶液压入右侧三颈烧瓶中，则右侧三颈烧瓶中发生反应的离子方程式为___________。‎ ‎(2)本实验中所有配制溶液的水均需煮沸，其原因是______________________。右侧的烧怀内盛有水，其中水的作用是_______________________________________________。‎ ‎(3)当观察到右侧三颈烧瓶内出现大量红棕色晶体时，关闭a 的旋塞。将红棕色晶体快速过滤、水洗、乙醚洗、干燥，即得到[Cr(CH3COO)2]2·2H2O。其中用乙醚洗涤产物的目的是_______。‎ ‎(4)称量得到的[Cr(CH3COO)2]2·2H2O晶体，质量为m g,，若所取用的CrCl3溶液中含溶质n g，则[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(M1=376 )的产率是______%。‎ 答案：(1) 分液漏斗 Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑ Zn+2CrCl3==ZnCl2+2CrCl2 2Cr2++4CH3COO-+2H2O=[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(2)防止水中的溶解氧氧化Cr2+ 水封，防止空气进入装置内 (3) 乙醚挥发带走水分，可以使产品快速干燥 (4)31700m/376n 防止Cr2+被氧化；右侧烧怀内的水可以防止空气进入装置内；(3)当观察到右侧三颈烧瓶内出现大量红棕色晶体时，关闭a的旋塞。将红棕色晶体快速过滤、水洗、乙醚洗、干燥，即得到[Cr(CH3COO)2]2·2H2O。其中用乙醚洗涤，乙醚挥发带走水分，可以使产品快速干燥；‎ ‎(4) 实验时取用的CrCl3溶液中含溶质ng，理论上得到[Cr(CH3COO)2]2•2H2O 的质量=××376g/mol=g，该实验所得产品的产率=×100%=×100%=%。‎ ‎10.（新疆2018届高三第一次适应性检测） 二氯化二硫(S2Cl2)在工业上用于橡胶的硫化，还可以作为贵金属的萃取剂。可由硫和氯气在100～110℃直接化合而成。实验室用以下装置制备S2Cl2并对尾气进行回收利用。已知S2Cl2的熔点：-77℃，沸点：137℃。S2Cl2遇水剧烈反应。‎ ‎(1)反应前必须进行的操作是：__________。‎ ‎(2)写出装置A中发生反应的离子方程式：__________。‎ ‎(3)B中所装试剂名称为__________， 其作用是__________。‎ ‎(4)通入N2的目的是__________________。A、B装置中的空气可以通过控制K2、K3来去除，具体方法为__________。‎ ‎(5) S2Cl2遇水会生成淡黄色单质、一种能使品红溶液褪色的气体化合物和酸雾，写出该反应的化学方程式__________。‎ ‎(6)实验时，D装置开始需要油浴加热一段时间，之后停止加热，仅需通入氯气即可。则生成二氯化二硫的反应为__________(填“放热”或“吸热”)反应。‎ ‎(7)该装置由于存在缺陷，使制得的二氯化二硫可能不纯，简述改进方法__________。‎ 答案：(1)检查装置气密性(2) MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O(3)浓硫酸 干燥氯气(4) 排尽装置中的空气,防止硫加热时与氧气反应 关闭K2打开K3,当B装置上方充满黄绿色气休时,关闭K3打开K2 (5)2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl(6)放热 (7)在D与E之间增加1个装有无水氯化钙(或五氧化二磷或硅胶)的干燥管或装有浓硫酸的洗气瓶 解析：(1)反应过程中有氯气参与，反应前必须检查装置气密性；(2)装置A中二氧化锰与浓盐酸反应生成氯气，反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O；(3)制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气，因为S2Cl2遇水剧烈反应，因此反应前需要干燥氯气，B中装入浓硫酸即可；(4)反应需要在100～110℃下进行，‎ ‎11.（莆田市2018届高三下学期3月教学质量检测）四氯化锡可用作媒染剂。利用如图所示装置可以制备四氯化锡（部分夹持装置已略去）；‎ 有关信息如下表：‎ 化学式 SnCl2‎ SnCl4‎ 熔点/℃‎ ‎246‎ ‎-33‎ 沸点/℃‎ ‎652‎ ‎144‎ 其他性质 无色晶体，易氧化 无色液体，易水解 回答下列问题：‎ ‎（1）戊装置中冷凝管的进水口为___________（填“a”或“b”）。‎ ‎（2）用甲装置制氯气，MnO4-被还原为Mn2+，该反应的离子方程式为_____________。‎ ‎（3）将装置如图连接好，检查气密性，慢慢滴入浓盐酸，待观察到___________（填现象）后，开始加热丁装置，锡熔化后适当增大氯气流量，继续加热丁装置，此时继续加热丁装置的目的是：①促进氯气与锡反应；②_______________________________。‎ ‎（4）如果缺少乙装置，可能产生的后果是____________；己装置的作用是_____________。‎ ‎（5）某同学认为丁装置中的反应可能产生SnCl2杂质，以下试剂中可用于检测是否产生SnCl2 的有_______________（填标号）。‎ a.FeCl3溶液（滴有KSCN） b.H2O2溶液 C.溴水 d.AgNO3溶液 ‎（6）反应中用去锡粒1.19g，反应后在戊装置的试管中收集到2.38 gSnCl4，则SnCl4的产率为____________________。‎ 答案：(1) a (2) 2MnO4-+10C1-+16H+==2Mn2++5Cl2↑+8H2O(3)丁装置内充满黄绿色气体 使SnCl4气化，利于从混合物中分离出来(4) 氯化氢与锡反应，降低产率，且可能发生氢气和氯气混合爆炸 除去余氯，防止污染空气；防止水蒸气进入戊装置的试管中使产物水解(5)ac (6)91.2%‎ 水解；(5)根据题中信息可知，SnCl2具有还原性，易被氧化，向FeCl3溶液（滴有KSCN）或溴水中加入少量SnCl4样品，通过观察溶液颜色的变化检测是否含有SnCl2杂质，H2O2虽然也具有氧化性，但因为无明显现象，所以不能使用H2O2溶液进行检验，将SnCl4样品加入AgNO3溶液中，无论是否含有SnCl2杂质，均能生成白色沉淀，所以不能用AgNO3溶液检验样品中是否含有SnCl2杂质；(6)n(Sn)==0.01mol，理论上生成SnCl4的质量为：m(SnCl4)=0.01mol×261g/mol=2.61g，则SnCl4的产率为×100%=91.2%。‎ ‎12.（临沂市2018届高三上学期期末全市统考）三氯氧磷(POCl3)常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。某化学小组用PCl3氧化法制备POCl3的装置如下图所示。已知：POCl3的沸点是105.1℃，PCl3 的沸点是65.5℃;二者遇潮湿空气都易生成酸雾。‎ ‎（1）仪器a的名称为_______________。‎ ‎（2）装置A是氧气的发生装置，试写出A中发生反应的化学方程式：___________________。‎ ‎（3）装置B的作用是________________________________________。‎ ‎（4）装置C中反应温度应控制在60～65℃,原因是________________________。‎ ‎（5）通过佛尔哈德法可以测定POCl3产品中氯元素的质量分数，实验步骤如下：‎ Ⅰ．取1.5000g 产品于锥形瓶中，加入足量NaOH溶液，待完全水解后加稀硝酸调至酸性。‎ Ⅱ．向锥形瓶中加入3.2000mol·L-1的AgNO3溶液10.00mL,使Cl-完全沉淀。‎ Ⅲ．向其中加入2.00mL硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被硝基苯覆盖。‎ Ⅳ．加入指示剂，用0.2000mol·L-1NH4SCN标准溶液滴定过量Ag+至终点,消耗10.00mLNH4SCN溶液。‎ 已知：Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp(AgSCN)=2.0×10-12。①滴定选用的指示剂是________(填代号)。‎ a．FeCl2 b．NH4Fe(SO4)2 c．淀粉 d．甲基橙 ‎②实验过程中加入硝基苯的目的是_____________________________，若无此操作所测氯元素的质量分数将会________(填“偏大”、“偏小” 或“不变”)。‎ ‎③产品中氯元素的质量分数为_________。‎ 答案：（1）球形冷凝管（2）2H2O22H2O+O2↑(或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑)（3）观察氧气的流速；干燥氧气;平衡气压（4）温度过低，反应速率小；温度过高，PCl3挥发，影响POCl3的产率（5）b 防止在滴加NH4SCN时，将AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀 偏小 71.0%‎ 解析：(1)根据仪器构造可知仪器a的名称为球形冷凝管。(2)装置A是氧气的发生装置，反应不需要加热，则A中发生反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑(或2Na2O2+2H2O ‎=4NaOH+O2↑)；(3)生成的氧气中含有水蒸气，浓硫酸干燥氧气，同时可以通过观察气泡调节流速，另外长颈漏斗还可以起到平衡气压的作用；(4)由于温度过低，反应速率小，而温度过高，PCl3挥发，影响POCl3的产率，所以装置C中反应温度应控制在60~65C；(5)①由于铁离子能与NH4SCN溶液反应显红色，则滴定选用的指示剂是NH4Fe(SO4)2，答案选b；②实验过程中加入硝基苯的目的是覆盖氯化银，防止AgCl沉淀转化为AgSCN而导致数据不准确，如无此操作，则消耗的NHSCN溶液的体积偏大，根据题中的计算原理可知所测氯元素的质量分数将会偏小；③根据题意可知，NH4SCN的物质的量为0.002mol,则与之反应的银离子的物质的量为0.002mol, 而总的银离子的物质的量为0.032mol, 所以与氯离子反应的银离子的物质的量为0.032mol- 0.002mol=0.03mol,所以氯离子的物质的量为0.03mol,则产品中C1元素的含量为71.0%。‎ ‎13.（菏泽市2018届高三上学期期末考试）氧化石墨烯具有优良的生物亲和性和亲水性，可通过下列实验方法制得（装置如图所示）：‎ ‎①低温阶段：控温0℃，烧瓶中加入3g石墨烯、12 g KMnO4和100 mL浓硫酸，搅拌反应20 min；‎ ‎②中温阶段：水浴控温15℃，反应2 h；再控湿35℃，反应40 min；‎ ‎③高温阶段：用220 mL高纯水稀释反应液，控温80℃，反应20 min，再滴入10 mL 30%H2O2溶液，控温45℃，待胶体变为金黄色，静置24 h；倾出上层清液，用盐酸洗涤下层沉淀，过滤、高纯水洗涤、真空干燥，得到氧化石墨烯。‎ 回答下列问题：‎ ‎（1）将石墨中的层状结构剥离就能得到石墨烯，石墨烯的化学成分是_______（写名称）。‎ ‎（2）“低温阶段”控温0℃的方法是____________。‎ ‎（3）装置B装入酸性KMnO4溶液，其目的是_________；装置C用于检测CO2的生成，则判断有CO2生成的实验现象是_______________。‎ ‎（4）“高温阶段”中，控温80℃之前，必须加入高纯水稀释反应液，稀释的操作方法是_______。“高温阶段”若温度过高，反应液极易发生“暴沸”而导致实验失败，其原因是__________。‎ ‎（5）“高温阶段”滴入10 mL 30% H2O2溶液的目的是为了除去过量的KMnO4，反应的化学方程式为 ‎______________。‎ 答案：（1） 碳（2）用冰水浴控温（3） 吸收可能生成的SO2气体 澄清的石灰水变浑浊（3）将烧瓶从铁架台上取下，将反应液缓缓沿着玻璃棒倒入装有220mL高纯水的烧杯中，不断搅拌，稀释完毕后，再将稀释液倒入烧瓶中（4）石墨烯具有极大的比表面积，温度过高时极易发生剧烈氧化而产生大量气体(如CO2和SO2等）（5） 2KMnO4+3 H2SO4 +5 H2O2K2SO4+ 2MnSO4 +5O2↑+8H2O 解析:由于浓硫酸有强氧化性，所以在反应过程中，有可能把石墨烯氧化为二氧化碳气体，浓度硫酸本身可以被还原为二氧化硫。(1)将石墨中的层状结构剥离就能得到石墨烯，所以石墨烯的化学成分和石墨相同，‎ ‎14.（河南省六市2017届高三下学期第一次联考）过碳酸钠()是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂。某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案和装置示意图如下：‎ 已知主反应： ∆H＜0‎ 副反应： 50℃时开始分解 请回答下列问题：‎ ‎（1）步骤①的关键是_____________，其原因是______________________。‎ ‎（2）在滤液X中加入适量NaCl固体的目的是________________________。‎ ‎（3）步骤③中选用无水乙醇洗涤产品的目的是_______________________。‎ ‎（4）下列物质中，会引起过碳酸钠失效的有____________。‎ A. B. C. D.HCl ‎（5）过碳酸钠的产品中往往含有少量碳酸钠，可用重量法测定过碳酸钠的质量分数；其操作步骤：取样品溶液→加入溶液→过滤→洗涤→干燥→称重。需直接测定的物理量有：样品的质量g，沉淀的质量g，则产品中过碳酸钠质量分数的表达式为：______。‎ 答案：(1) 控制反应温度不能超过50℃ 制备过碳酸钠是放热反应，防止H2O2和过碳酸钠分解(2)增大钠离子浓度，有利于过碳酸钠的析出，提高产率，减少损失(3)减少过碳酸钠的溶解损失，并带走水分利于干燥(4) BD(5) ‎ ‎（3）由于乙醇与水互溶，乙醇沸点低易挥发，过碳酸钠在乙醇中溶解度小，步骤③‎ 选用无水乙醇洗涤产品的目的是：减少过碳酸钠的溶解损失，带走水分，利于干燥；（4）A、NaHCO3与过碳酸钠不反应，不会引起过碳酸钠失效；B、Na2SO3具有还原性，过碳酸钠具有氧化性，发生反应3Na2SO3+2Na2CO3·3H2O2=3Na2SO4+2Na2CO3+3H2O，会引起过碳酸钠失效；C、Na2SiO3与过碳酸钠不反应，不会引起过碳酸钠失效；D、HCl与过碳酸钠发生反应，引起过碳酸钠失效；会引起过碳酸钠失效的是Na2SO3、HCl，答案选BD；（5）n（BaCO3）总=mol，则n（Na2CO3）总=mol，m（Na2CO3）总=mol106g/mol=g，m（H2O2）=（m1-）g，n（H2O2）=（m1-）g34g/mol=mol；n（2Na2CO3·3H2O2）=n（H2O2）=mol，m（2Na2CO3·3H2O2）= n（2Na2CO3·3H2O2）314g/mol=g，产品中过碳酸钠的质量分数为。‎