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

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

300℃② 粗硅与干燥HCl 气体反应制得SiHCl 3：Si ＋3HCl=====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 ．Na 2SO 3溶液

3．在下面的装置中，A 是Cl 2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H 2SO 4；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SO 2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SO 2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 ．BaCl 2溶液 C ．银粉 D ．Na 2CO 3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 ；

② B 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SO 2的量，再通过计算确定余酸的物质的量。 测定SO 2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SO 2和H 2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H 2SO 4，用两种简单的方法确定一瓶H 2SO 4一定是浓H 2SO 4：

，；

（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CCl 4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 ； 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，，

（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+3H2O ，

试回答：

（1）如果实验选用测量反应物CuO 和生成物H 2O 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 ．NaHCO 3溶液与NaOH 溶液

C ．CaCO 3与稀H 2SO 4 D ．NH4HCO 3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 ===Ca2＋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

高温2．答案：（1）SiO 2＋2C=====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

高温SiHCl 3＋H 2=====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===BaSO4↓＋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

22.4 m2 240 m（6）233 V233 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===2CuSO4＋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===Ca2＋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

（2）BC

△11．答案：（1）2NH 4Cl ＋Ca(OH)2=====CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O 18m (CuO ) 16m (H 2O ) ③ AC

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===N2＋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(NO3) 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===3Cu2＋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