2015届高考化学一轮满分训练：10.1 化学实验的常用仪器与基本操作.pdf

化学实验的常用仪器与基本操作
(时间:45分钟,满分:100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个正确答案)
1.下图所示的操作中正确的是( )
解析:不能将试纸直接插入到待测液中,以防止污染试剂,A项错误;也不能将试纸直接放在桌面上,以防止被污染,B项错误;不能直接用手拿着试纸,D项错误。

答案:B
2.下图所示是分离混合物时常用的仪器,从左至右,可以进行的混合物分离操作分别是( )
A.蒸馏、蒸发、萃取、过滤
B.蒸馏、过滤、萃取、蒸发
C.萃取、过滤、蒸馏、蒸发
D.过滤、蒸发、萃取、蒸馏
解析:蒸馏烧瓶可用来蒸馏,以分离沸点不同的互溶液体混合物;普通漏斗可组装过滤器以分离固液混合物;分液漏斗可分离互不相溶的液体混合物;蒸发皿可采用蒸发的方法分离同一溶液中的溶剂和溶质。

答案:B
3.某同学提供的实验数据如下,其中肯定错误的是( )
①用10 mL的量筒量取7.60 mL的液体
②用托盘天平称取22.5 g KCl
③酸碱中和滴定时,消耗0.100 0 mol·L-1的盐酸23.25 mL
④用广泛pH试纸测得某溶液的pH=4.4
A.①②
B.②③
C.③④
D.①④
解析:量筒是粗量容器,读数时不需估读,①错;广泛pH试纸变色范围是1~14,它只能粗略地测定溶液的pH,读数只能为整数,④错。

答案:D
4.(2013·广东湛江二模)如下实验操作正确且能达到实验目的的是( )
A.用铁粉与稀硝酸反应,制取少量氢气,用排水法收集
B.在蒸发皿中给十水碳酸钠加热脱水
C.用酸式滴定管量取6.55 mL的KMnO4溶液
D.用分液漏斗分离溴乙烷与氢氧化钠溶液发生反应后的生成物
解析:A项,铁与稀硝酸反应不生成氢气,而生成NO;B项,加热固体应选用坩埚,而不是蒸发皿;D项,溴乙烷与氢氧化钠溶液反应后所得混合液的溶质为乙醇与氯化钠,液体不分层,无法用分液漏斗进行分离。

答案:C
5.下列选用的相关仪器符合实验要求的是( )
解析:浓硝酸具有强氧化性,不能用橡胶塞,一般用玻璃塞;水和乙酸乙酯互不相溶,用分液漏斗分离;用量筒量取液体只能精确到0.1 mL;向试管中加块状固体时,应遵循“一平二放三滑入”的原则。

答案:B
6.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),下列试纸的选用、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CNa2SO3、硫酸品红试纸褪色SO2具有漂白性DCu、浓硝酸KI淀粉试纸变蓝NO2为酸性气体
解析:淀粉溶液遇碘变蓝是因碘分子进入到淀粉分子间而显蓝色,这是碘分子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,故不能用蓝色石蕊试纸检验,试纸选错,B错误;二氧化氮能使KI淀粉试纸变蓝,是因NO2具有氧化性,将碘离子氧化为单质碘,D错误。

答案:C
7.(2014·吉林实验中学第二次阶段测试)下列实验操作中正确的是( )
①制备Fe(OH)3胶体,通常是将Fe(OH)3固体溶于沸水中。

②实验中需2 mol·L-1的Na2CO3溶液950 mL,配制时应选用500 mL容量瓶配制两次。

③为了除去硝酸钾溶液中含有的少量硝酸钡杂质,可以加入过量的碳酸钾溶液,过滤后除去沉淀,在滤液中加入适量硝酸调至溶液的pH为7。

④制取Fe(OH)2时,吸取NaOH溶液的胶头滴管的末端应插入FeSO4溶液中,再逐渐注入NaOH溶液。

⑤用浓氨水洗涤做过银镜反应的试管。

⑥为测定熔融氢氧化钠的导电性,可在瓷坩埚中熔化氢氧化钠固体后进行测量。

A.④⑥
B.②⑤⑥
C.③④
D.以上都不正确
解析:制备Fe(OH)3胶体是将饱和FeCl3溶液滴入沸水中并继续煮沸至液体变成红褐色为止,①错;需要950 mL溶液,应该用1 000 mL的容量瓶配制,②错;浓氨水不与单质银反应,⑤错;高温时瓷坩埚中的SiO2可与NaOH反应,⑥错。

答案:C
8.
右图所示装置适宜进行的实验是(右接装置未画出)( )
A.制取乙烯(乙醇与浓硫酸在170 ℃时反应)
B.制取氟化氢气体
C.分离乙醇和水
D.分离水和碘的四氯化碳(常压下沸点76.8 ℃)溶液
解析:由题中信息,制取乙烯时温度计水银球应插入液面以下,A项错误;氟化氢的水溶液为氢氟酸,能腐蚀玻璃,B项错误;分离乙醇和水可采取蒸馏的方法,C项正确;分离水和碘的四氯化碳溶液应采取分液操作,D项错误。

答案:C
9.下列各图所示装置的气密性检查中,漏气的是( )
A.对装置①,双手移走后,导管中水面高于烧杯内水面
B.对装置②,长颈漏斗内液面高度保持不变
C.对装置③,长导管内形成一段水柱
D.对装置④,上下移动a管后,a、b两端液面仍相平
解析:对于装置④,上下移动a管时,b管中液面相应的要发生变化,即b管中气体体积发生改变,而两液面仍保持相平,说明b管中在气体体积改变后压强却不变化,一定漏气。

答案:D
10.下列操作或仪器的选用正确的是( )
解析:稀盐酸不能盛放在碱式滴定管中,而应盛放在酸式滴定管中,A项错误;收集氧气应用向上排空气法,而不是向下排空气法,B项中集气瓶中导管应长进短出,该项错误;制取Fe(OH)2时,将胶头滴管插入液面以下以及在液面上加一层煤油,均可隔绝空气,避免Fe(OH)2被空气中氧气氧化,C项正确;乙酸与乙醇互溶,不能采取分液法分离,D项错误。

答案:C
二、非选择题(本题包括4个小题,共50分)
11. (12分)下面是中学化学中常用玻璃仪器组成的实验装置图(根据需要可在其中加入液体或固体)。

请回答下列问题:
(1)能用作干燥氨气的装置有 (填字母);?
(2)既能用于收集氯气又能用于收集一氧化氮气体的装置有 (填字母);?
(3)在氯气和铁反应实验中,能添加在制氯气和反应装置之间以除去氯气中氯化氢等杂质气体的装置有 (填字母);?
(4)能用于乙烯与溴水反应制二溴乙烷的实验装置有 (填字母);?
(5)为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某同学设计了下图所示的实验。

①可通过观察 来定性比较得出结论。

?
②有同学提出将CuSO4改为CuCl2更为合理,其理由是　,?
你认为还可以作何改进?　。

?
解析:(1)干燥氨气需要用固体干燥剂碱石灰,故只能用球形干燥管D或U形干燥管E。

(2)收集氯气可用向上排空气法或排饱和食盐水法,而收集NO只能用排水法,不能用排空气法,因其易与空气中O2反应,故既能用于收集氯气又能用于收集一氧化氮气体的装置只有B。

(3)根据题意,需要添加一个洗气瓶,故选A。

(4)将乙烯缓缓通入盛有溴水的洗气瓶中即可完成,故选用装置A。

(5)两溶液中所加溶质的阳离子和阴离子都不同,为防止阴离子差异对实验产生干扰,可选取阴离子相同的溶质。

答案:(1)DE　(2)B　(3)A　(4)A　(5)①反应产生气泡快慢或反应完成的先后或试管壁的冷热程度
②控制阴离子相同,排除阴离子的干扰 将FeCl3改为Fe2(SO4)3
12.(12分)U形管是中学化学实验室里的常见仪器,用途非常广泛。

(1)当用U形干燥管来干燥NO时,不宜选择的干燥剂是 。

?
A.无水CaCl2
B.P2O5
C.浓硫酸
D.碱石灰
E.CaO固体
(2)某化学兴趣小组欲利用两臂等长的U形管验证铜与稀硝酸反应的气体产物是NO而不是NO2,如图①所示,将1.0 mol·L-1的稀硝酸加入到U形管中至其高度的一半,用胶塞塞好管口,其中左边胶塞插有螺旋状的铜丝,整个实验过程不再使用其他仪器。

a.添加药品前必须检查装置的气密性,请简述其方法: 。

?
实验步骤按如图所示顺序依次进行,请回答下列有关问题。

b.图②所示的操作目的是　。

?
c.图②中有气泡产生时立即缓慢竖起U形管得到图③,图③所示操作发生的现象除液面左低右高之外,还可能有 。

?
d.图④和图⑤所示操作的目的是 ,涉及的方程式有: 。

?
解析:(1)U形管中放干燥剂时,只能放固体不能放液体,因而浓硫酸不能放在U形管中。

(2)NO在空气中极易被氧气氧化,因此整个实验过程是不能有O2进入的,所以必须检查装置的气密性。

a.此题可以利用高度差来检验。

b.将U形管倒置(如图②),可以将刚开始时U形管左侧上方的空气赶走,避免将产生的NO氧化。

c.稀硝酸与铜接触后,立即产生无色气体,同时铜溶解,溶液也变成蓝色。

d.为了检验产生的气体,可以将其与空气接触,若由无色变成红棕色,即可证明原是无色的NO。

答案:(1)C
(2)a.用胶塞塞好一端管口,从另一端加水至U形管两端出现明显的液面高度差,将另一端用胶塞塞好,若一段时间后,液面高度差不变,证明气密性良好
b.驱走U形管反应端的空气,使Cu与稀硝酸接触反应
c.溶液变蓝
d.使NO与U形管中的空气混合生成NO2,通过气体颜色变化证明原无色气体为NO　2NO+O22NO2、3NO2+H2O2HNO3+NO
13.(12分)某学生实验小组用如下图装置探究不同配比反应物的用量对碘与铝反应(水作催化剂)的影响,实验装置及数据如下:
反应物配比药品用量加水
滴数现象碘/g铝/g12∶130.2555有紫色蒸气产生10∶1ab55有紫色蒸气产生8∶120.2555有紫色蒸气产生
6∶11.50.2555现象不明显
请回答下列问题。

(1)实验装置中A的名称　。

?
(2)表中a=,b=。

?
(3)实验现象中的紫色蒸气是 ,该现象说明铝和碘的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。

?
(4)依据上表有关数据,分析碘与铝反应最适合学生分组实验操作的配比是 ,理由是 。

?
(5)实验后有同学想检验该反应的产物就是碘化铝,进行如下实验,请将实验步骤补充完整(所用试剂任选)。

步骤操作1取少量物质于烧杯中,加入适量蒸馏水配成溶液并过滤2 ,将溶液分成两份?3向其中一份溶液中 ,则证明溶液中有Al3+?4向另一份溶液中 ,则证明溶液中存在I-?
(6)将提纯后的碘化铝用蒸馏水溶解,分析溶液中碘离子与铝离子的物质的量之比大于3∶1的原因(用离子方程式表示)是 。

?
解析:(2)根据表中数据变化规律,铝的质量为0.25 g,则根据配比可求出碘的质量为2.5 g。

(5)检验产物时,注意不要忽视了产物中可能含有过量碘,需要用有机溶剂萃取而除去,以免干扰实验。

(6)溶液中Al3+会发生水解,导致溶液中碘离子与铝离子的物质的量之比大于3∶1。

答案:(1)圆底烧瓶
(2)2.5　0.25
(3)碘蒸气 放热
(4)8∶1　药品用量少且现象明显,较经济、环保
(5)
步骤操作1取少量物质于烧杯中,加入适量蒸馏水配成溶液并过滤2将滤液用CCl4萃取,除去碘单质,将溶液分成两份(其他合理答案也可)3向其中一份溶液中滴加适量NaOH溶液,若产生白色沉淀,则证明溶液中有Al3+4向另一份溶液中滴加硝酸银溶液,若产生黄色沉淀,则证明溶液中存在I-(先加入合适的氧化剂,再用淀粉或萃取的方法检验碘也可)
(6)Al3++3H2OAl(OH)3+3H+
14.(2013·宁夏三模)(14分)
某学习小组探究溴乙烷的消去反应并验证产物。

实验原理:CH3CH2Br+NaOHCH2CH2↑+NaBr+H2O
实验过程:组装如图所示装置,检查装置气密性,向烧瓶中注入10 mL溴乙烷和15 mL饱和氢氧化钠的乙醇溶液,微热,观察实验现象。

一段时间后,观察到酸性KMnO4溶液颜色褪去。

(1)检查装置气密性的操作: 。

?
(2)甲同学认为酸性KMnO4溶液颜色褪去说明溴乙烷发生了消去反应,生成了乙烯;而乙同学却认为甲同学的说法不严谨,请说明原因: 。

?
(3)丙同学认为只要对实验装置进行适当改进,即可避免对乙烯气体检验的干扰,改进方法: 。

?
改进实验装置后,再次进行实验,却又发现小试管中溶液颜色褪色不明显。

该小组再次查阅资料,对实验进行进一步的改进。

资料一:溴乙烷于55 ℃时,在饱和氢氧化钠的乙醇溶液中发生取代反应的产物的百分比为99%,而消去反应的产物的百分比仅为1%。

资料二:溴乙烷发生消去反应比较适宜的反应温度为90~110 ℃,在该范围,温度越高,产生乙烯的速率越快。

资料三:溴乙烷的沸点为38.2 ℃。

(4)结合资料一、二可知,丙同学改进实验装置后,溶液颜色褪色不明显的原因可能是 ,此时发生反应的化学方程式为 。

?
(5)结合资料二、三,你认为还应该在实验装置中增加的两种仪器是
① ;?
② 。

?
解析:(2)乙醇易挥发且具有还原性,挥发出的乙醇可使酸性KMnO4溶液褪色。

(3)在气体通入酸性KMnO4溶液前进行除杂,将含有的乙醇除去即可。

(4)由资料可知,温度较低时,溴乙烷在饱和氢氧化钠的乙醇溶液中主要发生取代反应,温度较高时,主要发生消去反应。

(5)由资料可知,要得到乙烯需要控制反应温度在90~110 ℃之间,且此时温度已经超过了溴乙烷的沸点,故应增加冷凝装置,使挥发的溴乙烷回流使反应能够充分进行。

答案:(1)将导管插入水中,用手捂(或热毛巾焐)住圆底烧瓶,若导管口有气泡产生,松开后导管内有一段水柱,则说明装置的气密性良好　(2)乙醇易挥发,挥发出来的乙醇也可以使酸性KMnO4溶液褪色　(3)在小试管之前增加一个盛有冷水的洗气瓶(其他合理答案均可)　(4)反应温度较低(其他合理答案均可)　CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr　(5)①冷凝管(或者用较长的导气管)　②量程为200 ℃的温度计(其他合理答案均可)。