高中化学实验专题

无机实验专题

1．为测定大理石中碳酸钙的纯度（设含杂质SiO 2），某兴趣小组设计了如下几个方案：

方案Ⅰ 按下图连接好装置开始实验，通过测定装置E 反应前后的质量，计算纯度。

（1）B 中发生反应的离子方程式为 ；

（2）装置C 中所装的试剂是 ，F 的作用是 ；

（3）当样品充分反应完后，缓慢通入空气的目的是： ，A 中所装的试剂是 ；

方案Ⅱ ①称取碳酸钙样品m g

②将样品充分高温煅烧，冷却后称量，剩余固体质量为m 1 g

（4）该方案中高温煅烧应选用的仪器名称是 ；判断碳酸钙样品完

全分解的方法是 ；

“冷却”应如何操作 ，理由是 ；

（5）有同学认为方案Ⅱ高温煅烧的过程中会发生CaCO 3＋SiO 2=====高温CaSiO 3＋CO 2↑，

会导致测定结果有误，你认为这位同学的观点正确吗？ (填“正确”

或“错误”)；请说明自己的理由 。

2．晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：

① 高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅

② 粗硅与干燥HCl 气体反应制得SiHCl 3：Si ＋3HCl=====300℃SiHCl 3＋H 2

③ SiHCl 3与过量H 2在1000～1100℃反应制得纯硅

已知：SiHCl 3能与H 2O 剧烈反应，在空气中易自燃．

请回答下列问题：

（1）第①步制备粗硅的化学反应方程式为 ；

（2）粗硅与HCl 反应完全后，经冷凝得到的SiHCl 3（沸点33.0℃）中含有少量

SiCl 4（沸点57.6℃）和HCl （沸点－84.7℃），提纯SiHCl 3采用的方法为

；

（3）用SiHCl 3与过量H 2反应制备纯硅的装置如下图所示(热源及夹持装置略去)：

①装置B中的试剂是，装置C中的烧瓶需要加热，目的是；

②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是；

装置D 不能采用普通玻璃管的原因是，装置D中发生反应的化学方程式为；

③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度

以及。

④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的

试剂是。（填写字母代号）

a．碘水b．氯水c．NaOH溶液d．KSCN溶液e．Na2SO3溶液

3．在下面的装置中，A是Cl2发生装置，C、D为气体净化装置，C中装有饱和NaCl 溶液，D中装有浓H2SO4；E硬质玻璃管中装有细铁丝网；F为干燥的空广口瓶；

烧杯G为尾气吸收装置。

试回答：

（1）C、D两个装置的作用是：C ，D ；（2）F中的现象为，生成物是；（3）写出在A、E、G中发生反应的化学方程式为：

A：___________________________________________；

E：___________________________________________；

G：___________________________________________。

4．硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%（体积分数）时需经处理后才能排放。某校兴趣小组欲测定硫酸工业尾气中二氧化硫的含量，采用以下方案：

甲方案：如下图所示，图中气体流量计B用于准确测量通过尾气的体积。将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定SO2的含量。当洗气瓶C中溶液蓝色消失时，立

即关闭活塞A。

（1）洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以提高实验的准确度，其理由是

；

（2）洗气瓶C中的溶液可以用其他试剂替代，请你举出一种；（3）洗气瓶C中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞A，测得的SO2含量；

（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）

乙方案：实验步骤如下面流程图所示：

（4）写出步骤②中反应的化学方程式____________________________________；

（5）步骤③中洗涤沉淀的方法是________________________________________；

（6）通过的尾气体积为V L（已换算成标准状况）时，该尾气中二氧化硫的含量（体积分数）为（用含有V、m的代数式表示）；

丙方案：将乙方案中步骤①省略，直接将尾气通入过量Ba(OH)2溶液中，其余步骤与乙方案相同。

（7）你认为丙方案是否合理，说明理由：。5．某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，用如图所示装置进行有关实验：

（1）B是用来收集实验中产生的气体的装置，但未将导管画全，请补充完整。

（2）实验中他们取6.4g铜片和12mL 18mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中加热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组学生根据所学的化学知识

认为还有一定量的硫酸剩余。

①请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式；

②为什么有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解？你认为原因是

；

③下列药品中能够用来证明反应结束后的烧瓶中的确有余酸的是（）

A．铁粉B．BaCl2溶液C．银粉D．Na2CO3溶液（3）装置C中试管D内盛装的是品红溶液，当B中气体收集满后，有可能观察到的现象是，待反应结束后，向C中烧

杯内加入沸水，D中观察到的现象是；（4）实验装置C有可能造成环境污染，试用最简单的方法加以解决(实验用品自选)

。

6．某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况，设计了下图所示装置进行有关实验：

（1）先关闭活塞a，将6.4 g铜片和12 mL 18 mol/L的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热至反应完成，发现烧瓶中还有铜片剩余。再打开活塞a，将气球中的氧气缓缓挤入圆底烧

瓶，最后铜片完全消失。

①写出上述过程中烧瓶内发生反应的化学方程式：

打开活塞a之前；

打开活塞a之后；

②B是用来收集实验中产生的气体的装置，但集气瓶内的导管未画全，请直接在图上

把导管补充完整；

（2）实际上，在打开活塞a之前硫酸仍有剩余。为定量测定余酸的物质的量，进行了如下设计：先测定铜与浓硫酸反应产生SO2的量，再通过计算确定余酸的物质的量。

测定SO2的方法是将装置A产生的气体缓缓通过装置D，从而测出装置A产生气体的体积（已折算成标准状况）。你认为该设计的实验方案中D装置中试剂为

__________________（填化学式）。

7．一定量的浓硫酸与足量Zn充分反应时，有SO2和H2生成．某校化学研究性学习小组对此进行研究。按图组装好实验装置，微热试管A，观察到C、D、E中均有气泡产生；随后气泡量减少，品红溶液褪色，D中先出现浑浊后浑浊消失；反应较长时间后，C、D、E中的气泡量又会明显增加。

试回答：

（1）装置A中需用浓H2SO4，用两种简单的方法确定一瓶H2SO4一定是浓H2SO4：

，；（2）①从甲、乙中选择合适的装置填入B、C中，并进行正确连接，a接、

接b，c接、接d ；

② D、E两支试管中CCl4溶液的作用是；（3）能证明浓硫酸具有强氧化性的实验现象为；

反应较长时间后气泡量又会明显增加的原因是。（4）D中浑浊消失的离子方程式为。

8．某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫酸反应的实验中，甲同学认为产生的气 体是二氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫气体外，还可能产生氢气。为了验证甲、乙 两位同学的判断是否正确，丙同学设计了如图所示实验装置（锌与浓硫酸共热时产生 的气体为X ，且该装置略去），试回答下列问题：

（1）上述反应中生成二氧化硫的化学方程式为 ；

（2）乙同学认为还可能产生氢气的理由是 ；

（3）丙同学在安装好装置后，必不可少的一步操作是 ；

（4）A 中加入的试剂可能是 ，作用是 ；

B 中加入的试剂可能是 ，作用是 ； E 中加入的试剂可能是 ，作用是 ；

（5）可以证明气体X 中含有氢气的实验现象是：C 中 ，

D 中 。如果去掉装置B ，还能否根据D 中的现象

判断气体X 中有氢气？ （填“能”或“不能”），原因是

。

9．为了验证木炭可被浓H 2SO 4氧化成CO 2，选用如图所示仪器组装成实验装置：

（1）如按气流由左向右流向，连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母)：

接 ， 接 ， 接 ；

（2）仪器乙、丙应有怎样的实验现象才表明已检验出CO 2：

乙中 ，

丙中 ；

（3）丁中酸性KMnO 4溶液的作用是 ；

（4）写出甲中反应的化学方程式 。

10．实验室用NH 3还原CuO 的方法测定Cu 的近似相对原子质量，反应方程式为：

2NH 3+3CuO=====△N 2+3Cu+3H 2O ，

试回答：

（1）如果实验选用测量反应物CuO和生成物H2O的质量[m(CuO)和m(H2O)]的方法时，请用图1－9所示的仪器设计一个简单的实验方案。

①仪器连接的顺序（用字母表示，仪器可重复使用）为；

d中浓H2SO4的作用是；

实验完毕时观察到a中的现象为；

②计算Cu的相对原子质量的表达式为；

③下列情况使测定结果偏大的是；

A．CuO未全部还原成Cu B．CuO受潮C．CuO中混有Cu

（2）如仍采用图1－9的装置，其他实验方案可选用测定的物理量有。

A．m(Cu)和m(CuO) B．m(N2)和m(H2O) C．m(Cu)和M(H2O)

11．喷泉是一种常见的自然现象，其产生的原因是存在压强差。

（1）实验室制取氨气的化学方程式；

①用图1装置进行喷泉实验，上部烧瓶已充满干燥氨气，引发水上喷的操作

是，该实验的原理是

；

②如果只提供如图2的装置，请说明引发喷泉的方法；

（2）利用图3装置，在锥形瓶中，分别加入足量的下列物质，反应后可能产生喷泉的是（）

A．Cu与稀盐酸B．NaHCO3溶液与NaOH溶液

C．CaCO3与稀H2SO4D．NH4HCO3与稀盐酸

（3）在图4锥形瓶中加入酒精，瓶外放一水槽，水槽中加入冷水后，再加入足量的下列物质，结果也产生了喷泉。水槽中加入的物质可以是（）

A．浓硫酸

B．食盐C．硝酸钾D．硫酸铜

（4）从产生喷泉的原理分析，图1、2是________上部烧瓶内的压强。图3是________ 下部锥形瓶内气体的压强(均填“增大”或“减小”)。人造喷泉及火山爆发的原理与上述装置图________原理相似。

12．利用如图所示的装置，可以验证NH3和HCl的有关性质。实验前a、b、c活塞均关闭。（1）若要在烧瓶Ⅱ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅰ中

不产生“喷泉”现象，其操作方法是

；

（2）若先打开a、c活塞，再挤压胶头滴管，在烧

瓶中可观察到的现象是

；

（3）通过挤压胶头滴管和控制活塞的开关，在烧

瓶Ⅰ中产生“喷泉”现象，烧瓶Ⅱ中不产生

“喷泉”现象，其操作方法是。

13．某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。

请回答下列问题：

（1）装置F中发生反应的离子方程式为；（2）装置A的烧瓶中可装试剂；

（3）B装置的名称是，E装置的作用；

（4）通入C装置的两根导管左边较长、右边较短，目的是；

（5）装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一。

请写出反应的化学方程式；

当有a mol氯气参加反应时，转移的电子总数为b个，则阿伏加德罗常数为

（用含a、b的代数式表示）；

（6）从装置C的G处逸出的尾气中可能含有黄绿色的有毒气体，如何处理？

。

14．某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的是NO气体，设计了如下实验。

实验装置如图所示：

（1）设计装置A的目的是；

为达此目的应进行的操作是；

A中反应的化学方程式是；（2）在（1）中的操作后将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是；B中反应的离子方程式是；

（3）装置E和F的作用是；

为实现此目的，操作方法是；（4）D装置的作用是。

参考答案

1．答案：（1）CaCO 3＋2H ＋===Ca 2＋

＋H 2O ＋CO 2↑

（2）饱和NaHCO 3溶液

防止空气中的H 2O 和CO 2进入E 中影响测定结果

（3）将装置中的残留的CO 2全部赶进E 中被完全吸收

NaOH 溶液

（4）坩埚

样品连续两次高温煅烧，冷却称量质量相差0.1 g 以内

在干燥器中冷却

防止CaO 冷却的时候吸收空气中的水和CO 2

（5）错误

无论是否发生该反应，生成的CO 2的量一定，

由C 守衡计算出CaCO 3的质量一定

2．答案：（1）SiO 2＋2C=====高温Si ＋2CO↑

（2）分馏(或蒸馏)

（3）① 浓硫酸 使滴入烧瓶中的SiHCl 3汽化

② 有固体物质生成 在此反应温度下，普通玻璃会软化

SiHCl 3＋H 2=====高温Si ＋3HCl

③ 排尽装置中的空气

④ b 、d

3．答案：（1）除去Cl 2中的HCl 等杂质 干燥氯气

（2）充满棕黄色的烟 FeCl 3

（3）MnO 2＋4HCl(浓)=====△MnCl 2＋Cl 2↑＋2H 2O

3Cl 2＋2Fe=====△2FeCl 3

Cl 2＋2NaOH===NaCl ＋NaClO ＋H 2O

4．答案：（1）增大气体与溶液的接触面积，有利于SO 2与碘水充分反应

（2）酸性高锰酸钾溶液(或其他合理答案)

（3）偏低

（4）H2SO4＋Ba(OH)2===BaSO 4↓＋2H 2O

（5）向漏斗里注入蒸馏水，使水没过沉淀物，待水流尽后，重复操作2～3次

（6）22.4 m 233 V 或2 240 m 233 V % 5．答案：（1）(作图时注意长进短出)

（2）① Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O

② 随着H 2SO 4的消耗，浓H 2SO 4的浓度不断变小，稀H2SO4与Cu 不反应

③ AD

（3）红色褪去 红色恢复

（4）用浸有NaOH 溶液的棉团塞在试管口

6．答案：（1）① Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H2O

2Cu ＋2H 2SO 4＋O 2===2CuSO 4＋2H 2O

② B 装置中导管长进短出

（2）饱和NaHSO 3

7．答案：（1）① 用火柴梗蘸取少量H 2SO 4，火柴梗若立即变黑，证明是浓H 2SO 4；

② 用滴管吸取少量H 2SO 4，滴加在盛少量水的试管中，若试管发热，

则证明是浓H 2SO 4

（2）① 3或4 4或3 1 2

② 防倒吸

（3）C 中品红溶液褪色

浓H 2SO 4变成稀H 2SO 4，与Zn 反应放出H 2

（4）SO 2＋H 2O ＋CaSO 3===Ca 2＋＋2HSO 3－

8．答案：（1）Zn ＋2H 2SO 4(浓)=====△ZnSO 4＋SO 2↑＋2H 2O

（2）反应时，浓H 2SO 4浓度逐渐变稀，Zn 与稀H 2SO 4反应可产生H 2

（3）检查装置的气密性

（4）品红溶液 检验SO 2 浓H 2SO 4 吸收水蒸气 碱石灰

防止空气中水蒸气进入D 中

（5）黑色（CuO ）变成红色（Cu ） 白色粉末变成蓝色

不能 因为混合气体中含H2O ，会干扰H2的检验

9．答案：（1）A F E C D B

（2）乙中出现白色沉淀 丙中品红溶液未褪色

（3）吸收SO 2

（4）C ＋2H 2SO 4(浓)=====△CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O

10．答案：（1）① b 、c 、a 、c 、d ；吸收未反应的NH 3，

防止空气中的水进入C ；固体由黑变红

②

16)()(182 O H m CuO m ③ AC

（2）BC

11．答案：（1）2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====△CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O

① 打开止水夹，挤压胶头滴管

NH3溶于少量水中，使圆底烧瓶内压强减小，烧杯内水喷入圆底烧瓶

② 打开止水夹，用热毛巾捂住圆底烧瓶至有气泡从水中冒出，移去热毛巾

（2）D

（3）A

（4）减小 增大 3

12．答案：（1）先打开a 、b 活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开a 、b 活塞)

（2）Ⅱ中导管口处产生白烟

（3）先打开a 、c 活塞，再挤压胶头滴管(或先挤压胶头滴管，再打开a 、c 活塞)。

片刻后，关闭a 活塞，然后打开b 活塞

13．答案：（1）MnO 2＋4H ＋＋2Cl －=====△Mn 2＋＋Cl 2↑＋2H 2O

（2）生石灰或固体氢氧化钠

（3）干燥管 除去氯气中的氯化氢

（4）使密度大的氯气与密度小的氨气较快地均匀混合

（5）3Cl 2＋8NH 3===N 2＋6NH 4Cl b /2a mol -1

（6）在G 连接导管直接通入盛有烧碱的烧杯中

13．答案：（1）利用生成的CO 2将整套装置内的空气赶尽，以排除对Cu 与稀HNO 3反应生

成的气体产物观察的干扰

打开K ，当装置C 中产生白色沉淀时，关闭K

CaCO 3＋2HNO 3===Ca(NO 3)2＋CO 2↑＋H 2O

（2）铜丝上产生气泡，稀硝酸液面上气体仍为无色，溶液变为蓝色

3Cu ＋8H ＋＋2NO 3－===3Cu 2＋＋2NO↑＋4H 2O

（3）验证无色气体为NO 将注射器F 中的空气推入E 中

（4）吸收NO 2、CO 2等尾气，防止污染大气