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    高考化学二轮专题复习:化学实验基础

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    这是一份高考化学二轮专题复习:化学实验基础,共24页。

    化学实验基础
    【考情分析】
    一、考纲要求
    1.了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。
    2.了解化学实验室常用仪器的主要用途和使用方法。
    3.掌握化学实验的基本操作。能识别化学品安全使用标识,了解实验室一般事故的预防和处理方法。
    4.掌握常见气体的实验室制法(包括所用试剂、仪器,反应原理和收集方法)。
    5.能对常见的物质进行检验、分离和提纯,能根据要求配制溶液。
    6.能根据实验试题要求,做到:
    (1)设计、评价或改进实验方案;
    (2)了解控制实验条件的方法;
    (3)分析或处理实验数据,得出合理结论;
    (4)绘制和识别典型的实验仪器装置图。
    7.以上各部分知识与技能的综合应用。
    二、命题趋向
    依据新课程化学实验的学习目标和学习内容,近几年的高考化学实验的考试要求,从三维学习目标出发,不仅仅考查考生实验知识、技能的掌握情况,更重视考查考生的实验能力,即用正确的化学实验基本操作,完成规定的“学生实验”的能力;观察记录实验现象,分析实验结果和处理实验数据,得出正确结论的能力;初步处理实验过程中的有关安全问题的能力;能识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力;根据实验试题的要求,设计简单实验方案的能力。根据对近年来高考实验试题的分析,下列内容是实验考查的重点:
    l.实验基本操作和技能
    这类试题的特点通常是给出限定的仪器、药品和一些操作步骤,要求正确完成某项实验操作,既有常见仪器的使用,又有正确操作的辨别,着重考查考生的实验基本操作技能。
    2.正确运用实验原理和正确认识实验装置
    这类试题通常是给出限定的实验装置、反应条件、实验现象和有关数据,要求考生根据实验原理及试题中所给予的信息,结合元素化合物知识,选用仪器药品,正确认识、选择装置,说明装置中某些仪器的作用,描述实验现象,写有关化方程式,进行数据分析.指出实验中必须注意的某些问题等等,主要考查考生的观察能力与分析综合及评价的能力。
    3.运用所学知识和技能进行实验设计或处理
    这类试题的特点多是利用给出装好药品的单个实验装置,根据实验要求进行正确连接,或给出全部或部分实验环节,根据实验要求安排正确的实验步骤或补充实验。主要用于考查考生实验综合能力和评价能力。
    由以上分析不难看出,尽管涉及到的知识和能力点是分散的,但高考试题中实验考查的内容和形式是较为稳定的,这给实验复习中突出重点提供了可能。实验复习可根据考纲和上述几方面内容设计一定的专题加以重点复习,这样就会起到事半功倍的效果。
    【知识归纳】
    一、常用仪器的使用
    l.能加热的仪器
    (1)试管 用来盛放少量药品、常温或加热情况下进行少量试剂反应的容器,可用于制取或收集少量气体。
    使用注意事项:①可直接加热,用试管夹夹在距试管口1/3处。②放在试管内的液体,不加热时不超过试管容积的l/2,加热时不超过l/3。③加热后不能骤冷,防止炸裂。④加热时试管口不应对着任何人;给固体加热时,试管要横放,管口略向下倾斜。
    (2)烧杯 用作配制溶液和较大量试剂的反应容器,在常温或加热时使用。
    使用注意事项:①加热时应放置在石棉网上,使受热均匀。②溶解物质用玻璃棒搅拌时,不能触及杯壁或杯底。
    (3)烧瓶 用于试剂量较大而又有液体物质参加反应的容器,可分为圆底烧瓶、平底烧瓶和蒸馏烧瓶。它们都可用于装配气体发生装置。蒸馏烧瓶用于蒸馏以分离互溶的沸点不同的物质。
    使用注意事项:①圆底烧瓶和蒸馏烧瓶可用于加热,加热时要垫石棉网,也可用于其他热浴(如水浴加热等)。②液体加入量不要超过烧瓶容积的1/2。
    (4)蒸发皿 用于蒸发液体或浓缩溶液。
    使用注意事项:①可直接加热,但不能骤冷。②盛液量不应超过蒸发皿容积的2/3。③取、放蒸发皿应使用坩埚钳。
    (5)坩埚 主要用于固体物质的高温灼烧。
    使用注意事项:①把坩埚放在三脚架上的泥三角上直接加热。②取、放坩埚时应用坩埚钳。
    (6)酒精灯 化学实验时常用的加热热源。
    使用注意事项:①酒精灯的灯芯要平整。②添加酒精时,不超过酒精灯容积的2/3;酒精不少于l/4。③绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精,以免失火。④绝对禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯。⑤用完酒精灯,必须用灯帽盖灭,不可用嘴去吹。⑥不要碰倒酒精灯,万一洒出的酒精在桌上燃烧起来,应立即用湿布扑盖。
    2.分离物质的仪器
    (1)漏斗 分普通漏斗、长颈漏斗、分液漏斗。普通漏斗用于过滤或向小口容器转移液体。长颈漏斗用于气体发生装置中注入液体。分液漏斗用于分离密度不同且互不相溶的不同液体,也可用于向反应器中随时加液。也用于萃取分离。
    (2)洗气瓶 中学一般用广口瓶、锥形瓶或大试管装配。洗气瓶内盛放的液体,用以洗涤气体,除去其中的水分或其他气体杂质。使用时要注意气体的流向,一般为“长进短出”。
    3.计量仪器
    (1)托盘天平 用于精密度要求不高的称量,能称准到0.1g。所附砝码是天平上称量时衡定物质质量的标准。
    使用注意事项:①称量前天平要放平稳,游码放在刻度尺的零处,调节天平左、右的平衡螺母,使天平平衡。②称量时把称量物放在左盘,砝码放在右盘。砝码要用镊子夹取,先加质量大的砝码,再加质量小的砝码。③称量干燥的固体药品应放在在纸上称量。④易潮解、有腐蚀性的药品(如氢氧化钠),必须放在玻璃器皿里称量。⑤称量完毕后,应把砝码放回砝码盒中,把游码移回零处。
    (2)量筒 用来量度液体体积,精确度不高。
    使用注意事项:①不能加热和量取热的液体,不能作反应容器,不能在量筒里稀释溶液。②量液时,量简必须放平,视线要跟量简内液体的凹液面的最低处保持水平,再读出液体体积。
    (3)容量瓶 用于准确配制一定体积和一定浓度的溶液。使用前检查它是否漏水。用玻璃棒引流的方法将溶液转入容量瓶。
    使用注意事项:①只能配制容量瓶上规定容积的溶液。②容量瓶的容积是在20℃时标定的,转移到瓶中的溶液的温度应在20℃左右。
    (4)滴定管 用于准确量取一定体积液体的仪器。带玻璃活塞的滴定管为酸式滴定管,带有内装玻璃球的橡皮管的滴定管为碱式滴定管。
    使用注意事项:①酸式、碱式滴定管不能混用。②25mL、50mL滴定管的估计读数为±0.01mL。③装液前要用洗液、水依次冲洗干净,并要用待装的溶液润洗滴定管。④调整液面时,应使滴管的尖嘴部分充满溶液,使液面保持在“0’或“0”以下的某一定刻度。读数时视线与管内液面的最凹点保持水平。
    (5)量气装置 可用广口瓶与量筒组装而成。如右图所示。排到量筒中水的体积,即是该温度、压强下所产生的气体的体积。适用于测量难溶于水的气体体积。
    二、药品的取用和保存
    实验室里所用的药品,很多是易燃、易爆、有腐蚀性或有毒的。因此在使用时一定要严格遵照有关规定和操作规程,保证安全。不能用手接触药品,不要把鼻孔凑到容器口去闻药品(特别是气体)的气味,不得尝任何药品的味道。注意节约药品,严格按照实验规定的用量取用药品。如果没有说明用量,一般应按最少量取用:液体l~2mL,固体只需要盖满试管底部。实验剩余的药品既不能放回原瓶,也不要随意丢弃,更不要拿出实验室,要放人指定的容器内。
    1.固体药品的取用
    取用固体药品一般用药匙。往试管里装入固体粉末时,为避免药品沾在管口和管壁上,先使试管倾斜,把盛有药品的药匙(或用小纸条折叠成的纸槽)小心地送入试管底部,然后使试管直立起来,让药品全部落到底部。有些块状的药品可用镊子夹取。
    2.液体药品的取用
    取用很少量液体时可用胶头滴管吸取。取用较多量液体时可用直接倾注法:取用细口瓶里的药液时,先拿下瓶塞,倒放在桌上,然后拿起瓶子(标签应对着手心)瓶、口要紧挨着试管口,使液体缓缓地倒入试管。注意防止残留在瓶口的药液流下来,腐蚀标签。一般往大口容器或容量瓶、漏斗里倾注液体时,应用玻璃棒引流。
    3.几种特殊试剂的存放
    (1)钾、钙、钠在空气中极易氧化,遇水发生剧烈反应,应放在盛有煤油的广口瓶中以隔绝空气。
    (2)白磷着火点低(40℃),在空气中能缓慢氧化而自燃,通常保存在冷水中。
    (3)液溴有毒且易挥发,需盛放在磨口的细口瓶里,并加些水(水覆盖在液溴上面),起水封作用。
    (4)碘易升华且具有强烈刺激性气味,盛放在磨口的广口瓶里。
    (5)浓硝酸、硝酸银见光易分解,应保存在棕色瓶中,贮放在黑暗而且温度低的地方。
    (6)氢氧化钠固体易潮解,应盛放在易于密封的干燥大口瓶中保存;其溶液盛放在无色细口瓶里,瓶口用橡皮塞塞紧,不能用玻璃塞。
    三、水溶液的配制
    l.配制溶质质量分数一定的溶液
    计算:算出所需溶质和水的质量。把水的质量换算成体积。如溶质是液体时,要算出液体的体积。
    称量:用天平称取固体溶质的质量;用量简量取所需液体、水的体积。
    溶解:将固体或液体溶质倒入烧杯里,加入所需的水,用玻璃棒搅拌使溶质完全溶解。
    2.配制一定物质的量浓度的溶液
    计算:算出固体溶质的质量或液体溶质的体积。
    称量:用天平称取固体溶质质量,用量简量取所需液体溶质的体积。
    溶解:将固体或液体溶质倒入烧杯中,加入适量的蒸馏水(约为所配溶液体积的1/6),用玻璃棒搅拌使之溶解,冷却到室温后,将溶液引流注入容量瓶里。
    定容:用适量蒸馏水将烧杯及玻璃棒洗涤2~3次,将洗涤液注入容量瓶。振荡,使溶液混合均匀,然后继续往容量瓶中小心地加水,直到液面接近刻度2~3m处,改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切。把容量瓶盖紧,再振荡摇匀。
    四、常见气体的实验室制备
    (一)气体发生装置的类型
    根据反应原理、反应物状态和反应所需条件等因素来选择反应装置。
    1.固体或固体混合物加热制备气体,可用实验室制备氧气的装置。如右图所示,可制备的气体有O2、NH3、CH4等。
    该实验装置要注意:(l)试管口应稍向下倾斜,以防止产生的水蒸气在管口冷凝后倒流而引起试管破裂。
    (2)铁夹应夹在距试管口l/3处。
    (3)胶塞上的导管伸入试管里面不能太长,否则会妨碍气体的导出。
    2.块状固体与液体的混合物在常温下反应制备气体可用启普发生器制备,当制取气体的量不多时,也可采用简易装置,如右图。可制备气体有:H2、CO2、H2S等。
    实验时要注意:①在用简易装置时,如用长颈漏斗,漏斗颈的下口应伸入液面以下,否则起不到液封的作用;
    ②加入的液体反应物(如酸)要适当。
    3.固体与液体或液体与液体的混合物加热制备气体,可用实验室制备氯气的装置,如右图所示。可制备的气体有:Cl2、HCl、CH2=CH2等。
    实验时要注意:①先把固体药品加入烧瓶,然后加入液体药品。
    ②要正确使用分液漏斗。
    (二)几种气体制备的反应原理
    1.O2 2KClO32KCl+3O2↑
    2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
    2H2O22H2O+O2↑
    2.NH3 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O
    NH3·H2ONH3↑+H2O
    3.CH4 CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑
    4.H2 Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑
    5.CO2 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
    6.H2S FeS+H2SO4(稀)=FeSO4+H2S↑
    7.SO2 Na2SO4+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O
    8.NO2 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
    9.NO 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
    10.C2H2 CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑
    11.Cl2 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
    12.HCl NaCl(固)+H2SO4(浓)NaHSO4+HCl↑
    NaCl(固)+NaHSO4Na2SO4+HCl↑
    2NaCl(固)+H2SO4(浓)Na2SO4+2HCl↑
    13.C2H4 C2H5OHCH2=CH2↑+H2O
    14.N2 NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O
    (三)气体的收集
    1.排水集气法 难溶或微溶于水,与水不发生化学反应的气体,都可用排水集气法收集。例如H2、O2、NO、CO、CH4、CH2=CH2、CH≡CH等。用排水集气法收集气体时,导管口只能伸入集气瓶内少许。
    2.排空气集气法 不与空气发生反应,且其密度与空气密度相差较大的气体,都可用排空气集气法收集。空气的平均式量是29,式量大于29的气体如Cl2、HCl、CO2、SO2、H2S气体可用瓶口向上的排空气法收集。如式量小于29的气体,如H2、NH3、CH4可用瓶口向下的排空气取气法收集。用排空气法收集气体时,导管一定要伸入集气瓶底部,把空气尽量排出。为减少空气向瓶内扩散,集气瓶口可盖上毛玻璃片。如用试管收集时,可在试管口轻轻塞上一小团疏松的棉花。
    (四)气体的净化与干燥
    1.气体的净化与干燥装置
    气体的净化常用洗气瓶、干燥管。如图所示。
    2.气体的净化
    选择气体吸收剂应根据气体的性质和杂质的性质而确定,所选用的吸收剂只能吸收气体中的杂质,而不能与被提纯的气体反应。一般情况下:①易溶于水的气体杂质可用水来吸收;②酸性杂质可用碱性物质吸收;③碱性杂质可用酸性物质吸收;④水分可用干燥剂来吸收;⑤能与杂质反应生成沉淀(或可溶物)的物质也可作为吸收剂。
    3.气体干燥剂
    常用的气体干燥剂按酸碱性可分为三类:
    ①酸性干燥剂,如浓硫酸、五氧化二磷、硅胶。酸性干燥剂能够干燥显酸性或中性的气体,如CO2、SO2、NO2、HCl、H2、Cl2 、O2、CH4等气体。
    ②碱性干燥剂,如生石灰、碱石灰、固体NaOH。碱性干燥剂可以用来干燥显碱性或中性的气体,如NH3、H2、O2、CH4等气体。
    ③中性干燥剂,如无水氯化钙等,可以干燥中性、酸性、碱性气体,如O2、H2、CH4等。
    在选用干燥剂时,显碱性的气体不能选用酸性干燥剂,显酸性的气体不能选碱性干燥剂。有还原性的气体不能选有氧化性的干燥剂。能与气体反应的物质不能选作干燥剂,如不能用CaCl2来干燥NH3(因生成CaCl2·8NH3),不能用浓H2SO4干燥NH3、H2S、HBr、HI等。
    4.气体净化与干燥注意事项
    一般情况下,若采用溶液作除杂试剂,则是先除杂后干燥;若采用加热除去杂质,则是先干燥后加热。
    对于有毒、有害的气体尾气必须用适当的溶液加以吸收(或点燃),使它们变为无毒、无害、无污染的物质。如尾气Cl2、SO2、Br2(蒸气)等可用NaOH溶液吸收;尾气H2S可用CuSO4或NaOH溶液吸收;尾气CO可用点燃法,将它转化为CO2气体。
    五、常见物质的分离、提纯和鉴别
    (一)物理方法分离和提纯物质
    1.过滤 过滤是除去溶液里混有不溶于溶剂的杂质的方法。
    过滤时应注意:
    ①一贴:将滤纸折叠好放入漏斗,加少量蒸馏水润湿,使滤纸紧贴漏斗内壁。
    ②二低:滤纸边缘应略低于漏斗边缘,加入漏斗中液体的液面应略低于滤纸的边缘。
    ③三靠:向漏斗中倾倒液体时,烧杯的夹嘴应与玻璃棒接触;玻璃棒的底端应和过滤器有三层滤纸处轻轻接触;漏斗颈的末端应与接受器的内壁相接触,例如用过滤法除去粗食盐中少量的泥沙。
    2.蒸发和结晶 蒸发是将溶液浓缩、溶剂气化或溶质以晶体析出的方法。结晶是溶质从溶液中析出晶体的过程,可以用来分离和提纯几种可溶性固体的混合物。结晶的原理是根据混合物中各成分在某种溶剂里的溶解度的不同,通过蒸发减少溶剂或降低温度使溶解度变小,从而使晶体析出。加热蒸发皿使溶液蒸发时、要用玻璃棒不断搅动溶液,防止由于局部温度过高,造成液滴飞溅。当蒸发皿中出现较多的固体时,即停止加热,例如用结晶的方法分离NaCl和KNO3混合物。
    3.蒸馏 蒸馏是提纯或分离沸点不同的液体混合物的方法。用蒸馏原理进行多种混合液体的分离,叫分馏。
    操作时要注意:
    ①在蒸馏烧瓶中放少量碎瓷片,防止液体暴沸。
    ②温度计水银球的位置应与支管底口下缘位于同一水平线上。
    ③蒸馏烧瓶中所盛放液体不能超过其容积的2/3,也不能少于l/3。
    ④冷凝管中冷却水从下口进,从上口出。
    ⑤加热温度不能超过混合物中沸点最高物质的沸点,例如用分馏的方法进行石油的分馏。
    4.分液和萃取 分液是把两种互不相溶、密度也不相同的液体分离开的方法。萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂所组成的溶液中提取出来的方法。选择的萃取剂应符合下列要求:和原溶液中的溶剂互不相溶;对溶质的溶解度要远大于原溶剂,并且溶剂易挥发。
    在萃取过程中要注意:
    ①将要萃取的溶液和萃取溶剂依次从上口倒入分液漏斗,其量不能超过漏斗容积的2/3,塞好塞子进行振荡。
    ②振荡时右手捏住漏斗上口的颈部,并用食指根部压紧塞子,以左手握住旋塞,同时用手指控制活塞,将漏斗倒转过来用力振荡。
    ③然后将分液漏斗静置,待液体分层后进行分液,例如用四氯化碳萃取溴水里的溴。
    5.升华 升华是指固态物质吸热后不经过液态直接变成气态的过程。利用某些物质具有升华的特性,将这种物质和其它受热不升华的物质分离开来,例如加热使碘升华,来分离I2和SiO2的混合物。
    6.渗析 利用半透膜(如膀胱膜、羊皮纸、玻璃纸等),使胶体跟混在其中的分子、离子分离的方法。常用渗析的方法来提纯、精制胶体溶液。
    (二)化学方法分离和提纯物质
    用化学方法分离和提纯物质时要注意:
    ①最好不引入新的杂质;
    ②不能损耗或减少被提纯物质的质量
    ③实验操作要简便,不能繁杂。用化学方法除去溶液中的杂质时,要使被分离的物质或离子尽可能除净,需要加入过量的分离试剂,在多步分离过程中,后加的试剂应能够把前面所加入的无关物质或离子除去。
    对于无机物溶液常用下列方法进行分离和提纯:
    1.生成沉淀法 例如NaCl溶液里混有少量的MgCl2杂质,可加入过量的NaOH溶液,使Mg2+离子转化为Mg(OH)2沉淀(但引入新的杂质OH-),过滤除去Mg(OH)2,然后加入适量盐酸,调节pH为中性。
    2.生成气体法 例如Na2SO4溶液中混有少量Na2CO3,为了不引入新的杂质并增加SO42-,可加入适量的稀H2SO4,将CO32-转化为CO2气体而除去。
    3.氧化还原法 例如在FeCl3溶液里含有少量 FeCl2杂质,可通入适量的Cl2气将FeCl2氧化为FeCl3。若在FeCl2溶液里含有少量FeCl3,可加入适量的铁粉而将其除去。
    4.正盐和与酸式盐相互转化法 例如在Na2CO3固体中含有少量NaHCO3杂质,可将固体加热,使NaHCO3分解生成Na2CO3,而除去杂质。若在NaHCO3溶液中混有少量Na2CO3杂质,可向溶液里通入足量CO2,使Na2CO3转化为NaHCO3。
    5.利用物质的两性除去杂质 例如在Fe2O3里混有少量的Al2O3杂质,可利用Al2O3是两性氧化物,能与强碱溶液反应,往试样里加入足量的NaOH溶液,使其中Al2O3转化为可溶性NaAlO2,然后过滤,洗涤难溶物,即为纯净的Fe2O3。
    6.离子交换法 例如用磺化煤(NaR)做阳离子交换剂,与硬水里的Ca2+、Mg2+进行交换,而使硬水软化。
    (三)有机物的分离和提纯
    有机物的提纯要依据被提纯物质的性质,采用物理方法和化学方法除去杂质。一般情况是加入某种试剂,与杂质反应,生成易溶于水的物质,再用分液的方法除去杂质。如除去乙酸乙酯中混有的乙酸和乙醇,应在混合物中加入饱和的碳酸钠溶液,杂质乙酸与碳酸钠反应,生成了易溶于水的乙酸钠(同时降低乙酸乙酯的溶解度),充分搅拌后,用分液漏斗分液,可得纯净的乙酸乙酯。
    (四)物质的鉴别
    物质的检验通常有鉴定、鉴别和推断三类,它们的共同点是:依据物质的特殊性质和特征反应,选择适当的试剂和方法,准确观察反应中的明显现象,如颜色的变化、沉淀的生成和溶解、气体的产生和气味、火焰的颜色等,进行判断、推理。
    鉴定通常是指对于某一种物质的定性检验,根据物质的化学特性,分别检出阳离子、阴离子,鉴别通常是指对分别存放的两种或两种以上的物质进行定性辨认,可根据一种物质的特性区别于另一种,也可根据几种物质的颜色、气味、溶解性、溶解时的热效应等一般性质的不同加以区别。推断是通过已知实验事实,根据性质分析推求出被检验物质的组成和名称。我们要综合运用化学知识对常见物质进行鉴别和推断。
    1.常见气体的检验
    (1)氢气 纯净的氢气在空气中燃烧呈淡蓝色火焰,混合空气点燃有爆鸣声,生成物只有水。不是只有氢气才产生爆鸣声;可点燃的气体不一定是氢气。
    (2)氧气 可使带火星的木条复燃。
    (3)氯气 黄绿色,能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝(O3、NO2也能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝)。
    (4)氯化氢 无色有刺激性气味的气体。在潮湿的空气中形成白雾,能使湿润的蓝色石蓝试纸变红;用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近时冒白烟;将气体通入AgNO3溶液时有白色沉淀生成。
    (5)二氧化硫 无色有刺激性气味的气体。能使品红溶液褪色,加热后又显红色。能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
    (6)硫化氢 无色有具鸡蛋气味的气体。能使Pb(NO3)2或CuSO4溶液产生黑色沉淀,或使湿润的醋酸铅试纸变黑。
    (7)氨气 无色有刺激性气味,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近时能生成白烟。
    (8)二氧化氮 红棕色气体,通入水中生成无色的溶液并产生无色气体,水溶液显酸性。
    (9)一氧化氮 无色气体,在空气中立即变成红棕色。
    (10)二氧化碳 能使澄清石灰水变浑浊;能使燃着的木条熄灭。SO2气体也能使澄清的石灰水变混浊,N2等气体也能使燃着的木条熄灭。
    (11)一氧化碳 可燃烧,火焰呈淡蓝色,燃烧后只生成CO2;能使灼热的CuO由黑色变成红色。
    (12)甲烷 无色气体,可燃,淡蓝色火焰,生成水和CO2;不能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。
    (13)乙烯 无色气体、可燃,燃烧时有明亮的火焰和黑烟,生成水和CO2。能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。
    (14)乙炔 无色无臭气体,可燃,燃烧时有明亮的火焰和浓烟,生成水和 CO2,能使高锰酸钾溶液、溴水褪色。
    2.几种重要阳离子的检验
    (l)H+ 能使紫色石蕊试液或橙色的甲基橙试液变为红色。
    (2)Na+、K+ 用焰色反应来检验时,它们的火焰分别呈黄色、浅紫色(通过钴玻片)。
    (3)Ba2+ 能使稀硫酸或可溶性硫酸盐溶液产生白色沉淀,且沉淀不溶于稀硝酸。
    (4)Mg2+ 能与NaOH溶液反应生成白色Mg(OH)2沉淀,该沉淀能溶于NH4Cl溶液。
    (5)Al3+ 能与适量的NaOH溶液反应生成白色Al(OH)3絮状沉淀,该沉淀能溶于盐酸或过量的NaOH溶液。
    (6)Ag+ 能与稀盐酸或可溶性盐酸盐反应,生成白色AgCl沉淀,不溶于稀HNO3,但溶于氨水,生成[Ag(NH3)2]+。
    (7)NH4+ 铵盐(或浓溶液)与NaOH浓溶液反应,并加热,放出使湿润的红色石蓝试纸变蓝的有刺激性气味NH3气体。
    (8)Fe2+ 能与少量NaOH溶液反应,先生成白色Fe(OH)2沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。或向亚铁盐的溶液里加入KSCN溶液,不显红色,加入少量新制的氯水后,立即显红色。2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
    (9)Fe3+ 能与KSCN溶液反应,变成血红色Fe(SCN)3溶液,能与 NaOH溶液反应,生成红褐色Fe(OH)3沉淀。
    (10)Cu2+ 蓝色水溶液(浓的CuCl2溶液显绿色),能与NaOH溶液反应,生成蓝色的Cu(OH)2沉淀,加热后可转变为黑色的 CuO沉淀。含Cu2+溶液能与Fe、Zn片等反应,在金属片上有红色的铜生成。
    3.几种重要的阴离子的检验
    (1)OH- 能使无色酚酞、紫色石蕊、橙色的甲基橙等指示剂分别变为红色、蓝色、黄色。
    (2)Cl- 能与硝酸银反应,生成白色的AgCl沉淀,沉淀不溶于稀硝酸,能溶于氨水,生成[Ag(NH3)2]+。
    (3)Br- 能与硝酸银反应,生成淡黄色AgBr沉淀,不溶于稀硝酸。
    (4)I- 能与硝酸银反应,生成黄色AgI沉淀,不溶于稀硝酸;也能与氯水反应,生成I2,使淀粉溶液变蓝。
    (5)SO42- 能与含Ba2+溶液反应,生成白色BaSO4沉淀,不溶于硝酸。
    (6)SO32- 浓溶液能与强酸反应,产生无色有刺激性气味的SO2气体,该气体能使品红溶液褪色。能与BaCl2溶液反应,生成白色BaSO3沉淀,该沉淀溶于盐酸,生成无色有刺激性气味的SO2气体。
    (7)S2- 能与Pb(NO3)2溶液反应,生成黑色的PbS沉淀。
    (8)CO32- 能与BaCl2溶液反应,生成白色的BaCO3沉淀,该沉淀溶于硝酸(或盐酸),生成无色无味、能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体。
    (9)HCO3- 取含HCO3-盐溶液煮沸,放出无色无味CO2气体,气体能使澄清石灰水变浑浊。或向HCO3-盐酸溶液里加入稀MgSO4溶液,无现象,加热煮沸,有白色沉淀 MgCO3生成,同时放出 CO2气体。
    (10)PO43- 含磷酸根的中性溶液,能与AgNO3反应,生成黄色Ag3PO4沉淀,该沉淀溶于硝酸。
    (11)NO3- 浓溶液或晶体中加入铜片、浓硫酸加热,放出红棕色气体。
    4.几种重要有机物的检验
    (1)苯 能与纯溴、铁屑反应,产生HBr白雾。能与浓硫酸、浓硝酸的混合物反应,生成黄色的苦杏仁气味的油状(密度大于1)难溶于水的硝基苯。
    (2)乙醇 能够与灼热的螺旋状铜丝反应,使其表面上黑色CuO变为光亮的铜,并产生有刺激性气味的乙醛。乙醇与乙酸、浓硫酸混合物加热反应,将生成的气体通入饱和Na2CO3溶液,有透明油状、水果香味的乙酸乙酯液体浮在水面上。
    (3)苯酚 能与浓溴水反应生成白色的三溴苯酚沉淀。能与FeCl3溶液反应,生成紫色溶液。
    (4)乙醛 能发生银镜反应,或能与新制的蓝色Cu(OH)2加热反应,生成红色的 Cu2O沉淀。
    5.用一种试剂或不用试剂鉴别物质
    用一种试剂来鉴别多种物质时,所选用的试剂必须能和被鉴别的物质大多数能发生反应,而且能产生不同的实验现象。常用的鉴别试剂有FeCl3溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、稀H2SO4、Cu(OH)2悬浊液等。
    不用其他试剂来鉴别一组物质,一般情况从两个方面考虑:
    ①利用某些物质的特殊性质(如颜色、气味、溶解性等),首先鉴别出来,然后再用该试剂去鉴别其他物质。
    ②采用一种试剂与其他物质相互反应的现象不同,进行综合分析鉴别。

    【考点例析】
    例1 用右图所示装置进行下列实验,实验结果与预测的现象不一致的是
    选项
    ①中的物质
    ②中的物质
    预测①的现象
    A
    淀粉KI溶液
    浓硝酸
    无明显变化
    B
    酚酞溶液
    浓盐酸
    无明显变化
    C
    AlCl3溶液
    浓氨水
    有白色沉淀
    D
    湿润红纸条
    饱和氯水
    红纸条褪色
    解析:A选项中由于浓硝酸具有挥发性,进入到KI溶液中会将碘离子氧化成碘单质,而使淀粉变蓝,A不正确;B中浓盐酸具有挥发性,进入到酚酞中不变色,B正确;C中的氨水具有挥发性,进入氯化铝溶液中会反应而生成氢氧化铝的白色沉淀,C正确;D选项中氯水中的氯气具有挥发性,遇湿的红纸条,会与水反应生成次氯酸而具有漂白性使红纸条褪色,D正确。
    答案:A
    例2 下列实验能达到目的的是
    A.用溴水鉴别苯和乙烷
    B.用BaCl2溶液鉴别SO42 - 和 SO32 -
    C.用浓HNO3与Cu 反应制备NO2
    D.将混有HCl的Cl2通入饱和NaHCO3溶液中除去HCl
    解析:苯和乙烷都不与溴水反应,A不正确;用BaCl2溶液鉴别SO42 - 和 SO32 -都会相同的白色沉淀,B不正确; Cl2也与NaHCO3溶液能反应,D不正确。
    答案:C
    例3.下列由相关实验现象所推出的结论正确的是
    A.Cl2、SO2均能使品红溶液褪色,说明二者均有氧化性
    B.溶液中滴加酸化的Ba(NO3)2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SO42 -
    C.Fe与稀HNO3稀H2SO4 反应均有气泡产生,说明Fe与两种酸均发生置换反应
    D.分别充满HCl 、NH3的烧瓶倒置于水中后液面均迅速上升,说明二者均易溶于水
    解析:二氧化硫使品红溶液褪色,利用的是二氧化硫与有色物质化合生成无色物质,不能说明其具有氧化性,A项错误;向溶液中含SO32—,加入酸化的Ba(NO3)2也会出现白色沉淀,B项错误;Fe与稀硝酸反应生成NO,该反应不是置换反应,C项错误;HCl、NH3极易溶于水,盛有HCl、NH3充满的烧瓶倒置水中,气体溶解,液面迅谅上升,D项正确。
    答案:D
    例4.下图所示是验证氯气性质的微型实验,a、b、d、e是浸有相关溶液的滤纸。向KMnO4晶体滴加一滴浓盐酸后,立即用另一培养皿扣在上面。
    已知:2KMnO4+16HCl=2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O

    对实验现象的“解释或结论”正确的是
    选项
    实验现象
    解释或结论
    A
    a处变蓝,b处变红棕色
    氧化性:Cl2>Br2>I2
    B
    c处先变红,后褪色
    氯气与水生成了酸性物质
    C
    d处立即褪色7
    氯气与水生成了漂白性物质
    D
    e处变红色
    还原性:Fe2+>Cl-
    解析:本题通过元素化合物知识,考查考生实验能力和对实验现象的分析能力。A处变蓝、b处变红棕色,说明Cl2分别与KI、NaBr作用生成I2、Br2 ,可证明氧化性:Cl2>I2、Cl2>Br2 ,无法证明I2与Br2之间的氧化性相对强弱,A项错误;c处先变红,说明氯气与水生成酸性物质,后褪色,则说明氯气与水生成具有漂白作用的物质,B项错误;d处立即褪色,也可能是氯气与水生成酸性物质中和了NaOH,C项错误;d处变红说明Cl2将Fe2+氧化为Fe3+,证明还原性:Fe2+>Cl-,D正确。
    答案:D
    例5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SO42 -
    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)
    解析:A选项中向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl 溶液和CuSO4 溶液,分别发生了盐析与变性,虽然现象都是有固体析出,但其原理不同,前者是物理变化可逆转,后者是化学变化不可逆转,A不正确;向溶液X 中先滴加稀硝酸,再滴加Ba(NO3)2溶液,如果出现白色沉淀,则一定是生成了硫酸钡,但是硫酸根离子有可能是原溶液中的,也有可能原溶液中是亚硫酸酸根离子,被加入的硝酸根离子在酸性条件下氧化成了硫酸根,B选项中的结论不正确;向一定浓度的Na2SiO3 溶液中通入适量CO2 气体生成的白色沉淀是硅酸,说明了碳酸的酸性强于硅酸,所以结论不正确,C不正确;D中是沉淀的转化,从溶解度大的转化为溶解度小的物质,D正确。
    答案:D
    例6.先选择填空,再简要说明作此选择的理由。
    (1)某试管内装有约占其容积1/10的溶液,则溶液的体积是(用字母回答)
    A.约lmL B.约3mL C..无法判断
    因为 。
    (2)拟在烧杯中于加热条件下配制某溶液50mL,应选择的烧杯是(用字母回答)
    A.400mL烧杯 B.250mL烧杯 C.100mL烧杯 D.50mL烧杯
    因为 。
    解析:试管有多种规格,试管的容积有大有小。第(l)小题没有确定试管的规格和容积,则占其容积1/10的溶液的体积是无法确定的。在配制溶液的过程中用烧杯来溶解溶质,一般情况下选用烧杯的容积应比所配溶液的体积大一倍为宜。如配制50mL溶液应选用100mL烧杯。
    答案:(1)C;题目并没有指明试管的大小规格(mL);(2)C;选用烧杯的容积比所配溶液的体积大一倍为最佳选择。
    例7.今有下列气体:H2、Cl2、CH4、HCl、NH3、NO、H2S、SO2,用右图装置进行实验,填写下列空白:
    ①当烧瓶干燥时,从A口进气可收集的气体是 ,
    从B口进气可收集的气体是 。
    ②当烧瓶中充满水时,可用来测量 等气体的体积。
    ③当烧瓶中装入洗液,用于洗气时,气体应从 口进入烧瓶。
    解析:
    (1)本题考查学生思维的敏捷性。用排空气法来收集气体要注意气体的密度。由于H2、CH4、NH3的密度比空气小,不与空气发生反应,可用向下排空气的方法来收集,结合本题干燥烧瓶的位置特征,H2、CH4、NH3应从A口进气,把空气从B口赶出。Cl2、HCl、H2S、SO2气体的密度比空气大,与空气不发生反应,应从B口进气,将空气从A口赶出。NO能与空气中的O2反应,不能用排空气法收集。
    (2)对难溶于水的气体可用排水取气法收集;可用来收集测量的气体有H2、CH4、NO。
    (3)当烧瓶中装有洗液时,被净化、干燥的气体应从B口进入。
    答案:(1)H2、CH4、NH3 ;Cl2、HCl、H2S、SO2(2)H2、CH4、NO (3)B
    例8.(1)在没有现成的CO2气体发生器的情况下,请你选用下图中的部分仪器,装配成一个简易的、能随开随用、随关随停的CO2气体发生装置。应选用的仪器是(填入仪器的编号) 。

    (2)若用上述装置制取CO2气体,而实验室只有稀硫酸、浓硝酸、水、块状纯碱、块状大理石,比较合理的方案应选用的药品是 。
    解析:本题要求组装一个随开随用、随关随停的CO2发生装置。即利用启普发生器的原理来制备CO2气体。细心观察所给仪器,可用球形干燥管来代替启普发生器的球形漏斗,烧杯代替反应容器,应选用的仪器是a、c、d、e。
    大理石与稀硫酸反应生成了微溶于水的CaSO4,阻碍了反应的进行,因而不能同时选用这两种药品。又因为块状Na2CO3晶体溶于水,不能用启普发生器来制备CO2。只能将浓硝酸加水稀释为稀硝酸,再与CaCO3反应制备CO2。应选用的药品是浓硝酸、水、块状大理石。
    答案:(1)a、c、d、e(2)浓硝酸、水、块状大理石
    例9.用图中的简易装置可以进行气体的发生和收集。
    (l)实验前应如何检查该装置的气密性?

    (2)拔开试管a的橡皮塞,加入10mL6mol/L稀硝酸和1g薄铜片,立即将带有导管的橡皮塞塞紧试管口。反应开始时速度缓慢,逐渐加快,请写出在试管a中所发生的所有反应的化学方程式 ,

    (3)从反应开始到反应结束,预期在试管a中可观察到哪些现象?请依次逐一写出 。
    (4)在反应开始时,可观察到导管b中的水面先沿导管b慢慢上升到一定高度,此后又回落,然后有气泡从管口冒出。试说明反应开始时,导管中水面先上升的原因:

    (5)试管c收集满气体后,用拇指堵住管口,取出水槽。将管口向上,松开拇指,片刻后,再次堵住管口,将试管又再倒置于水槽中,松开拇指。此时可观察到什么现象? 。
    解析:本题是信息迁移式的实验简答题,意在考查学生的观察能力、实验能力和思维能力。解题时依据试题信息,细心观察实验装置图,善于联系已经掌握的基础知识,进行知识的迁移,发散思维,用准确的化学语言来解答实际问题。
    解题时的思维要点是:
    ①检验装置的气密性要抓住三点:紧握试管使管内气体受热膨胀;有气泡冒出;松开手后,水又回到导管中。
    ②铜与稀硝酸反应生成无色难溶于水的NO,它立即被空气中的氧气所氧化.生成红棕色的二氧化氮气体,NO2易溶于水,与水反应生成硝酸,并使实验装置内的气体压强暂时减小,引起水的倒流。
    答案:(1)把导管b的下端浸入水中,用手紧握捂热试管a,导管口会有气泡冒出,松开手后,水又会回升到导管b中。
    (2)①3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ②2NO+O2=2NO2
    (3)①铜片和稀硝酸反应,有无色气泡产生,反应速率开始缓慢,逐渐加快。②试管a上部空间由无色变为浅棕色,又变为无色。③试管a中的溶液由无色变成浅蓝色。④反应结束时,铜片全部反应完。
    (4)由于反应开始时产生的NO和试管a上部空气中的O2作用生成NO2;NO2易溶于水并与水起反应;使装置内的气体压强暂时减小,所以导管中的水面会上升至一定高度。
    (5)水进入试管,上升到一定高度。试管中气体颜色由红棕色变为无色。
    例10.早在1785年,卡文迪许在测定空气组成时,除去空气中的O2、N2等已知气体后,发现最后总是留下一个体积不足总体积1/200的小气泡。
    1892年,瑞利在测定氮气密度时发现,从空气中得到的氮气密度为1.2572 g/L,而从氨分解得到的氮气密度为1.2508 g/L。两者相差0.0064 g/L。
    有人认为:以上两种氮气很小的密度差别可能来源于实验误差,瑞利在多次试验中发现,从空气中得到的氮气密度总是比从氨分解得到的氮气密度略大。
    瑞利和拉姆赛共同研究后认为:以上两个实验中的“小误差”可能有某种必然的联系,并预测大气中含有某种较重的未知气体。经反复实验,他们终于发现了一种化学性质极不活泼的新气体。
    (1)瑞利根据什么坚持认为两种氮气很小的密度差别不可能来源于实验误差?_______________________________________________________________。
    (2)在瑞利和拉姆赛预测中的那种未知的气体密度与氮气密度比较是__________(选填“大”或“小”或“无法确定”)。
    (3)某同学使用以下一些装置来模拟卡文迪许的实验:
    请将仪器连接的最佳顺序(按空气流向填各接口的编号)排列于右:→( )( )( )( )( )( )( )( )→a。其中,D装置的作用是 ;E装置的作用是 ;写出在C装置中发生化学反应的方程式 。
    解析:本题根据化学史材料及考纲要求改编而成,融信息与化学实验于一体,既考核知识与技能,又注重过程与方法,符合当前课改方向。分析如下图:
     
    答案:(1)根据“从空气中得到的氮气密度总是比从氨分解得到的氮气密度略大”
    (2)大
    (3)→f,g→c,b→h,i(或i,h)→d,e(或e,d)→a
    除去空气中的酸性气体;除去氧气;3Mg+N2Mg3N2。

    【专题训练】
    一、选择题(本题包括18个小题,每小题3分,共54分)
    1.用如图所示装置进行下列实验,实验结果与预测的现象不一致的是(  )


    ①中的物质
    ②中的物质
    预测①中的现象
    A
    淀粉-KI溶液
    浓溴水
    无明显变化
    B
    石蕊溶液
    硫酸
    无明显变化
    C
    AlCl3溶液
    浓氨水
    有白色沉淀
    D
    AgNO3溶液
    浓盐酸
    有白色沉淀
    解析:A项,②中的浓溴水具有挥发性,挥发出的溴蒸气进入①中会置换出碘,而使①中的溶液变蓝色;B项,硫酸不具有挥发性,故①中的石蕊不变色;C项,②中浓氨水挥发出的氨气进入①中发生反应生成Al(OH)3白色沉淀;D项,②中浓盐酸挥发出的HCl气体进入①中发生反应生成白色沉淀AgCl。
    答案:A
    点拨:本题考查元素化合物及其性质,考查考生的实验分析和推理能力。难度中等。

    2.如图所示装置中,试管内的FeI2溶液中滴有KSCN溶液,实验中控制通入Cl2的速度,试管内先观察到紫色,后观察到红色。下列说法正确的是(  )
    A.若Cl2中含较多HCl,实验过程中会产生倒吸现象
    B.通入足量Cl2后,振荡试管,下层变紫色,上层变红色
    C.该实验可验证氧化性:Cl2>I2>Fe3+
    D.试管内反应的离子方程式可表示为Fe2++2I-+Cl2===I2+Fe3++2Cl-
    解析:A项,导管通入CCl4层中,CCl4能起到缓冲作用而不会发生倒吸现象;B项,3Cl2+2FeI2===2FeCl3+2I2,振荡后I2由水层转移到CCl4层,故下层溶液呈紫色,上层溶液中Fe3+遇KSCN变红色;C项,由反应知氧化性:Cl2>I2,Cl2>Fe3+,但无法证明I2的氧化性强于Fe3+;D项,电荷不守恒,正确的离子方程式为2Fe2++4I-+3Cl2===2I2+2Fe3++6Cl-。
    答案:B
    点拨:本题考查化学反应和物质的性质,考查考生分析问题和运用知识解决问题的能力。难度中等。
    3.下列实验现象及相关结论均正确的是(  )

    A
    B
    C
    D
    实验




    现象
    品红褪色
    最后试管有浅黄色沉淀
    最后一滴标准液使酚酞由无色变为红色,且30s内不复原
    盐桥左端从无色逐渐变为蓝色
    结论
    SO2有



    强氧化性
    有机物中含有溴原子
    滴定达到终点
    金属Ⅱ比Ⅰ活泼

    解析:A项,SO2的漂白性是其与有色物质结合为无色物质;B项,加AgNO3溶液之前必须加HNO3中和过量的碱,防止OH-干扰;D项,Cu2+不可能进入盐桥。
    答案:C
    点拨:本题考查化学实验,考查考生对实验现象的分析能力。难度中等。
    4.下列有关实验的叙述正确的是(  )

    A.可用碱式滴定管量取12. 85 mL的KMnO4溶液
    B.实验室蒸馏石油可用如图甲所示实验装置
    C.取用金属钠或钾时,没用完的钠或钾要放回原瓶
    D.配制500 mL 0.4 mol·L-1NaCl溶液,必要的仪器如图乙所示
    解析:A中KMnO4溶液具有强氧化性,不能用碱式滴定管量取;B中的温度计水银球反应位于蒸馏烧瓶支管口处;D中不需要分液漏斗,而需要容量瓶。
    答案:C
    5.不能用带橡胶塞的玻璃试剂瓶存放的药品是(  )
    ①浓硝酸 ②稀氢氧化钠溶液 ③液溴 ④纯碱溶液 ⑤水玻璃 ⑥氢氟酸
    A.①③⑥         B.①④⑥
    C.①⑤⑥ D.②③④⑤
    解析:浓硝酸和液溴都具有强氧化性,能氧化橡胶塞,而氢氟酸会腐蚀玻璃,不能用玻璃试剂瓶存放,应保存在塑料瓶中。
    答案:A
    6.对于实验甲~丁的实验现象预测正确的是(  )

    A.实验甲:逐滴滴加盐酸时,试管中立即产生大量气泡
    B.实验乙:充分振荡后静置,下层溶液为橙红色,上层无色
    C.实验丙:从饱和食盐水中提取NaCl晶体
    D.装置丁:酸性KMnO4溶液中有气泡出现,且溶液颜色会逐渐变浅乃至褪去
    解析:A选项,CO结合H+能力强于HCO,故盐酸少量时先发生反应:Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl,所以无气泡出现;B选项,上层是FeCl3水溶液,呈黄色,下层是Br2的CCl4溶液,呈橙红色;C选项,从溶液中将溶质提取出来使用蒸发装置,不使用坩埚,应该用蒸发皿;D选项,浓硫酸加入蔗糖中会炭化,同时由于浓硫酸的强氧化性而产生SO2,SO2与酸性KMnO4溶液反应而使其颜色逐渐变浅至褪去。
    答案:D
    点拨:本题考查化学实验,考查考生记忆和实验能力。难度中等。
    7.下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是(  )

    操作和现象
    结论
    A
    向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀硫酸,在管口观察到红棕色气体
    HNO3分解成了NO2
    B
    向淀粉溶液中加入质量分数为20%的硫酸,加热几分钟,冷却后再加入新制Cu(OH)2浊液,加热,没有红色沉淀生成
    淀粉没有水解成葡萄糖
    C
    甲烷和氯气混合后在光照下,颜色逐渐褪去
    甲烷和氯气发生了化合反应
    D
    向饱和Na2CO3中通入足量CO2,溶液变浑浊
    析出了NaHCO3
    解析:A项,硝酸根在氢离子存在下表现强氧化性将二价铁离子氧化,硝酸根被还原为NO,NO又被空气中的氧气氧化为二氧化氮,A错误;B项,没有红色沉淀生成也可能是因为冷却后没有加入碱中和过量的稀硫酸,B错误;C项,甲烷和氯气发生取代反应,C错误;D项正确。
    答案:D
    8.下列叙述正确的是(  )
    A.丁达尔效应是区分溶液和胶体的一种常用物理方法
    B.氯化钠溶液蒸发结晶时,必须将蒸发皿中的液体蒸干才能停止加热
    C.实验室可用KOH稀溶液除去NaCl溶液中混有的少量MgCl2杂质
    D.测定某溶液的pH,常用干燥洁净的玻璃棒蘸取该溶液滴在润湿的pH试纸上
    解析:丁达尔效应是胶体的特性,A正确;蒸发结束是在蒸发皿中还有少量液体时,利用余热将水蒸干,B错;KOH的加入能引入K+,C错;pH试纸不能湿润,否则会引起误差,D错。
    答案:A
    点拨:本题考查实验基本操作,考查考生的识记能力。难度较小。
    9.有一无色透明溶液,可能含有Na+,Al3+,Mg2+,Fe3+,NH,Cl-,SO,HCO中的几种,取该溶液三份分别进行实验:①滴加甲基橙溶液显红色;②逐渐加入NaOH溶液,产生白色沉淀,最后白色沉淀部分溶解;③加入5 mL 0.1 mol·L-1 BaCl2溶液至不再产生白色沉淀,取上层清液加入足量AgNO3溶液,得到0.2 g沉淀。由此推知,原溶液中(  )
    A.一定有Al3+,Mg2+,Cl-,SO
    B.一定没有Mg2+,Fe3+,HCO
    C.不能确定是否含有Cl-
    D.可能有Na+,NH,Cl-,SO
    解析:根据①中溶液显红色,说明溶液显酸性,则一定不含HCO;根据②中白色沉淀部分溶解,则一定含有Mg2+和Al3+;根据③中加入BaCl2产生沉淀,则一定含有SO,根据上层清液加入AgNO3溶液得到0.2 g沉淀,则加入BaCl2后溶液中n(Cl-)==0. 0014 mol,而BaCl2溶液中,n(Cl-)=0.2 mol/L 0.005 L=0.001 mol,则原溶液中一定含有Cl-。
    答案:A
    点拨:本题考查离子推断,考查考生对离子检验的分析和计算能力。难度较大。
    10.下列实验操作与预期实验目的或实验结论不一致的是(  )
    选项
    实验操作及现象
    实验目的或结论
    A
    用硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中,溶液变黄色
    可证明氧化性:H2O2比Fe3+强
    B
    在0.1 mol/L的NaHCO3溶液中,加2滴酚酞显浅红色,微热,溶液颜色加深
    验证盐类水解反应是吸热反应
    C
    将一定量的NaNO3和KCl的混合液加热并浓缩至有晶体析出,趁热过滤
    得到NaCl晶体
    D
    苯酚钠溶液中通入足量二氧化碳产生浑浊
    苯酚的酸性弱于碳酸
    解析:A中酸性条件下NO具有强氧化性,能够将Fe2+氧化成Fe3+,不能说明H2O2氧化性比Fe3+强,错误;B中微热溶液颜色加深,c(OH-)增大,说明加热促进HCO的水解,盐类水解反应是吸热反应,正确;C项因为KNO3、KCl、NaNO3的溶解度都随温度升高而增大,NaCl受温度影响不大,正确;D项利用强酸制弱酸原理,正确。
    答案:A
    点拨:本题考查实验的设计与分析,考查考生熟练运用物质性质的能力。难度中等。
    11.用下列实验装置进行的实验中,能达到相应实验目的的是(  )

    A.装置甲:为防止铁钉生锈
    B.装置乙:除去一氧化碳中混有的乙烯
    C.装置丙:验证HCl气体在水中的溶解性
    D.装置丁:实验室制取乙酸乙酯
    解析:阴极保护法是把被保护的金属连接电源的负极作为阴极,故A错误。乙烯被高锰酸钾氧化成的CO2会混入CO中,故B错误。HCl极易溶于水,导致烧瓶内压强减小,从而气球膨胀,故C正确。乙酸乙酯在NaOH溶液中易发生水解,故D错误。
    答案:C
    12.下列化学实验有关的叙述正确的是(  )
    A.某无色溶液中滴加BaCl2溶液出现白色沉淀,说明该无色溶液中一定含有SO
    B.向2.0 mL浓度均为0.1 mol·L-1的KCl、KI混合溶液中滴加1~2滴0.01 mol·L-1AgNO3溶液,振荡,生成黄色沉淀,说明Ksp(AgI)比Ksp(AgCl)大
    C.铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落,说明铝箔表面氧化铝膜熔点高于铝
    D.SO2、Cl2都能使品红试液褪色,其原理是相同的
    解析:A项产生该现象的也可能是溶液中含有CO、SO;B项说明Ksp(AgI)比Ksp(AgCl)小;D项SO2的褪色原理是与有色物质化合为无色不稳定的物质,Cl2用于漂白是因为与水反应生成的HClO的强氧化性。
    答案:C
    13.下列关于离子检验的说法中,正确的是(  )
    A.向某溶液中加入澄清石灰水,溶液变浑浊,则该溶液一定含有CO
    B.向某溶液中加入AgNO3溶液,生成白色沉淀,该溶液中一定含有Cl-
    C.向某溶液中加入盐酸酸化的BaCl2溶液,有白色沉淀生成,该溶液中一定含有SO
    D.通入Cl2后,溶液变为黄色,加淀粉液后变蓝,则原溶液中一定有I-
    解析:HCO、HSO、CO都能使澄清石灰水变浑浊,A选项错误;OH-、CO都能和Ag+反应产生白色沉淀,B选项错误;C选项中产生的沉淀可能是AgCl,故C选项错误。
    答案:D
    14.下列有关除杂的实验操作合理的是(  )
    A.除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳:通入适量氧气后点燃
    B.除去氧气中少量氮气:使气体通过炽热的铜粉
    C.除去石英中少量碳酸钙:用稀盐酸溶解后过滤
    D.除去氯化钠固体中少量的纯碱:加入足量氯化钙,过滤、蒸发、结晶
    解析:二氧化碳中通入适量氧气,少量一氧化碳不能燃烧;将氧气和氮气通过炽热的铜粉,这样反应的将是氧气;碳酸钙与稀盐酸反应掉,石英即二氧化硅不与稀盐酸反应,再过滤,这样就可以除掉石英中的碳酸钙。
    答案:C
    15.下列有关化学实验表现的内容错误的是(  )

    解析:由A项两烧杯中的溶液可推知:盛放硫酸锌溶液的烧杯中的电极应为锌棒,盛放硫酸铜溶液的烧杯中的电极应为铜棒。由原电池原理判断:锌棒应为负极,铜棒应为正极,故A不正确。
    答案:A
    16.下列化学实验事实及其解释都正确的是(  )
    A.向KMnO4溶液中滴加盐酸,KMnO4溶液的氧化能力增强。说明盐酸具有氧化性
    B.向澄清的AlCl3稀溶液中加入NaOH浓溶液,振荡,溶液仍为澄清。说明该两种溶液混合是物理变化
    C.向FeCl3溶液中加入过量Cu粉,振荡、静置,溶液由黄色变为绿色。说明Fe3+具有氧化性
    D.向CaCl2溶液中滴入少量Na2CO3溶液,产生白色沉淀。说明CaCO3难溶于水
    解析:向KMnO4溶液中滴加盐酸后两者会发生反应:AlCl3与足量的NaOH溶液反应生成NaAlO2,属于化学变化;向FeCl3溶液中加入过量Cu粉生成绿色的FeCl2和CuCl2的混合溶液。
    答案:CD

    17.用试纸检验气体性质是一种重要的实验方法。如图所示的实验中(可加热),下列试剂的选用、现象、对应结论都正确的一项是(  )
    选项
    试剂B
    湿润的试纸A
    现象
    结论
    A
    碘水
    淀粉试纸
    变蓝
    碘具有氧化性
    B
    浓氨水,生石灰
    蓝色石蕊试纸
    变红
    氨气为碱性气体
    C
    Na2SO3,硫酸
    品红试纸
    褪色
    SO2具有漂白性
    D
    Cu,浓硝酸
    KI-淀粉试纸
    变蓝
    NO2为酸性气体

    解析:碘遇淀粉溶液变蓝是因碘分子进入到淀粉分子间而显蓝色,这是碘的一个特殊性质而不是它的氧化性,A错误;氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,B错误;二氧化氮能使碘化钾淀粉试纸变蓝,是因其具有氧化性,将碘离子氧化为单质碘,D错误。
    答案:C
    18.用下图装置测定水中氢、氧元素的质量比,其方法是分别测定通氢气前后玻璃管的质量差和U形管的质量差,实验测得m(H):m(O)>1:8。下列对导致这一结果的原因的分析中,一定错误的是(  )

    A.Ⅰ、Ⅱ装置之间缺少干燥装置
    B.Ⅲ装置后缺少干燥装置
    C.Ⅱ装置中玻璃管内有水冷凝
    D.CuO没有全部被还原
    解析:用H2还原CuO时,装置Ⅲ中CaCl2吸收的是生成的水,而装置Ⅱ中玻璃管通H2前后的质量差为反应时消耗CuO中氧的质量,即生成水中氧元素的质量,而m(水)-m(氧)=m(氢)。当Zn和稀H2SO4反应产生的H2不干燥[m(水)偏大],装置Ⅲ后不加干燥装置,使Ⅲ中CaCl2吸收空气中的水分[m(水)偏大了],Ⅱ中玻璃管内有水冷凝[m(氧)偏小],都会造成测得m(H)m(O)>18。水的组成与CuO是否完全反应无关,只与通入H2前后玻璃管的质量差和生成的水有关。
    答案:D
    二、非选择题(本题包括3小题,共46分)
    19.(15分)下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。

    (1)制备氯气选用的药品为漂粉精固体和浓盐酸,相关的化学反应方程式为________。
    (2)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:__________________。
    (3)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依次放入物质的组合是________(填编号)。
    编号
    a
    b
    c
    d

    干燥的有色布条
    干燥的有色布条
    湿润的有色布条
    湿润的有色布条

    碱石灰
    硅胶
    浓硫酸
    无水氯化钙

    湿润的有色布条
    湿润的有色布条
    干燥的有色布条
    干燥的有色布条
    (4)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性。反应一段时间后,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”)说明溴的非金属性强于碘,原因是__________________________。
    (5)有人提出,装置F中可改用足量的NaHSO3溶液吸收余氯,试写出相应的离子反应方程式:__________________。请判断改用NaHSO3溶液是否可行?________(填“是”或“否”)。
    解析:(1)漂粉精中的次氯酸钙与浓盐酸反应生成氯气。(2)由于浓盐酸具有挥发性,从A装置出来的氯气中含有氯化氢气体,故用B中的饱和食盐水除去其中的氯化氢。(3)若验证氯气是否有漂白性,则应该先验证氯气是否能够使湿润的有色布条褪色。(4)读图可知,D中通入氯气后生成单质溴,加入E中后又生成了单质碘,故E中现象是溶液分层,且上层即苯层显紫红色,但是由于D中可能有过量的氯气,故E中生成的单质碘不一定是溴与KI反应置换出来的,故不能说明溴的非金属性一定比碘强。(5)由于氯气具有氧化性,与NaHSO3发生氧化还原反应HSO+Cl2+H2O===SO+2Cl-+3H+,由于NaHSO3溶液显酸性,会抑制氯气的吸收,故不能选用NaHSO3溶液吸收氯气。
    答案:(1)Ca(ClO2)+4HCl(浓)===CaCl2 +2Cl2↑+2H2O
    (2)除去Cl2中的HCl B中长颈漏斗中液面上升,形成水柱
    (3)d
    (4)E中溶液分为两层,上层(苯层)为紫红色 不能 过量的Cl2也可将I-氧化为I2
    (5)HSO+Cl2+H2O===SO+2Cl-+3H+(或4HSO+Cl2===SO+2Cl-+3SO2+2H2O) 否
    点拨:本题考查氯气的制备及相关性质,考查考生综合分析问题和解决问题的能力。难度较大。
    20.(15分)无水FeCl3呈棕红色,极易潮解,100℃左右时升华,工业上常用作有机合成催化剂。实验室可用下列装置(夹持仪器略去)制备并收集无水FeCl3。

    (1)装置A中反应的离子方程式为______________________。
    (2)装置F中所加的试剂为________。
    (3)导管b的作用为________;装置B的作用为___________。
    (4)实验时应先点燃A处的酒精灯,反应一会儿后,再点燃D处的酒精灯,原因为____________________________________。
    (5)反应结束后,拆卸装置前,必须进行的操作是__________。
    (6)为检验所得产品中是否含有FeCl2,可进行如下实验:取E中收集的产物少许,加水溶解,向所得溶液中加入一种试剂,该试剂为________(填序号)。
    ①Fe粉 ②KSCN溶液
    ③酸性KMnO4溶液 ④NaOH溶液
    解析:(2)FeCl3极易潮解,所以F中盛放的是浓硫酸。(3)当烧瓶中产生大量气体时压强增大,分液漏斗中的液体可能无法滴下,而导管b将烧瓶和分液漏斗上端连接,使压强相同液体便能顺利滴下;装置B盛放饱和食盐水除去Cl2中的HCl气体,若装置中有堵塞,体系的压强增大,长颈漏斗中的液面就会上升。(4)若先点燃D处酒精灯,铁丝会与装置中的空气反应,所以先点燃A处酒精灯的作用是利用生成的氯气排装置中的空气。(5)因氯气有毒拆装置前必须进行尾气吸收。(6) FeCl2具有还原性,若含有可使强氧化性的酸性KMnO4溶液褪色。
    答案:(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
    (2)浓硫酸(或浓H2SO4)
    (3)平衡压强(或使浓盐酸顺利流下)
    除去Cl2中的HCl气体,判断实验过程中导管是否被产品堵塞
    (4)排尽实验装置中的空气
    (5)打开活塞a,通入空气把装置内残留的Cl2排出,保证吸收更彻底(其他合理答案均可)
    (6)③
    点拨:本题考查化学实验,考查考生分析化学实验现象的能力。难度中等。
    21.(2013·重庆市考前模拟·9)(16分)图中是在实验室进行氨气快速制备与性质实验的组合装置,部分固定装置未画出。

    (1)在组装好装置后,若要检验A~E装置的气密性,其操作是首先________,然后微热A,观察到E中有气泡冒出,移开酒精灯或松开双手,E中导管有水柱形成,说明装置气密性良好。
    (2)装置B中盛放的试剂是________。
    (3)点燃C处酒精灯,关闭弹簧夹2,打开弹簧夹1,从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中固体后关闭分液漏斗,稍候片刻,装置C中黑色固体逐渐变红,装置E中溶液里出现大量气泡,同时产生________(答现象);从E中逸出液面的气体可以直接排入空气,请写出在C中发生反应的化学方程式:________________________。
    (4)当C中固体全部变红色后,关闭弹簧夹1,慢慢移开酒精灯,待冷却后,称量C中固体质量,若反应前固体质量为16 g,反应后称重固体质量减少2.4 g,通过计算确定该固体产物的成分是_________
    __________(用化学式表示)。
    (5)在关闭弹簧夹1后,打开弹簧夹2,残余气体进入F中,很快发现装置F中产生白烟,同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中,写出产生白烟的化学方程式:____________________,迅速产生倒吸的原因是____________________________。
    解析:A是制备NH3的装置,B是干燥NH3的装置,C是NH3与CuO的反应装置,E是处理NH3的尾气装置,F是NH3与Cl2的反应装置,G是处理尾气Cl2的装置。
    (2)干燥NH3需使用碱性干燥剂。(3)C中CuO与NH3发生氧化还原反应生成红色的Cu、N2和H2O;E中发生反应:2NH3+BaCl2+SO2+H2O===BaSO3↓+2NH4Cl。(4)若产物全部是Cu,则由差量法知减小的部分全部是O元素的质量,即n(CuO)=n(O)=2.4 g÷16 g·mol-1=0.15 mol,所以反应的CuO的质量为0.15 mol×80 g/mol=12 g<16 g,所以CuO未完全转化成Cu,剩余固体中可能含有Cu2O。(5)Cl2可将NH3氧化为N2,同时生成的HCl会和NH3反应生成NH4Cl,产生白烟现象,F瓶内压强变小从而出现倒吸现象。
    答案:(1)关闭弹簧夹2和分液漏斗活塞,打开弹簧夹1,在E中装入水
    (2)碱石灰(或生石灰)
    (3)白色沉淀 2NH3+3CuO3Cu+N2↑+3H2O
    (4)Cu2O、Cu
    (5)3Cl2+8NH3===N2+6NH4Cl
    盛满氯气的集气瓶中因氨气消耗氯气生成部分固体,导致瓶内压强减小,引起溶液倒吸
    点拨:本题考查NH3的制备及性质、化学实验基本操作,考查考生记忆和知识的应用能力。难度中等。

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