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化学实验题集锦
高考试题的特点和趋势
根据近年来化学高考试题中有关化学实验内容的题目分析,下列内容是化学实验部分考查的重点：
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方法,又有基本操作的正误辨别,着重考查考生对中学化学实验基本操作技能掌握的情况,题目的难度不高,但并不容易得满分.如果同学们理解了基本概念、基本操作,并亲自做过实验,回答起来不会很困难.
例1、 某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应,测定氧气的摩尔质量.实验步骤如下：
①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀,放入干燥的试管中,准确称量,质量为a g.
②装好实验装置.
③检查装置气密性.
④加热,开始反应,直到产生一定量的气体.
⑤停止加热(如图1-1,导管出口高于液面).
⑥测量收集到气体的体积.
⑦准确称量试管和残留物的质量为b g.
⑧测量实验室的温度.
⑨把残留物倒入指定的容器中,洗净仪器,放回原处,把实验桌面收拾干净.
⑩处理实验数据,求出氧气的摩尔质量.
回答下列问题：
(1)如何检查装置的气密性? .
(2)以下是测量收集到气体体积必须包括的几个步骤；①调整量筒内外液面高度使之相同；②使试管和量筒内的气体都冷却至室温；③读取量筒内气体的体积.这三步操作的正确顺序是： (请填写步骤代号).
(3)测量收集到气体体积时,如何使量筒内外液面的高度相同? .
(4)如果实验中得到的氧气体积是c L(25℃、1.01×105Pa),水蒸气的影响忽略不计,氧气的摩尔质量的计算式为(含a、b、c,不必化简)：M(O2)= .
答案 (1)将导管的出口浸入水槽的水中,手握住试管,有气泡从导管口逸出,放开手后,有少量水进入导管,表明装置不漏气.
(2) ②①③
(3) 慢慢将量筒下移
(4)
例2、（1）无水乙酸又称冰醋酸（熔点16.6℃）.在室温较低时,无水乙酸就会凝结成像冰一样的晶体.请简单说明在实验中若遇到这种情况时,你将如何从试剂瓶中取出无水乙酸.答：
（2）要配制浓度约为2mol•L－1 NaOH溶液100mL,下面的操作正确的是 （填代号）.
A 称取8g NaOH固体,放入250mL烧杯中,用100mL量筒量取100mL蒸馏水,加入烧杯中,同时不断搅拌至固体溶解
B 称取8g NaOH固体,放入100mL量筒中,边搅拌,边慢慢加入蒸馏水,待固体完全溶解后用蒸馏水稀释至100mL
C 称取8g NaOH固体,放入100mL容量瓶中,加入适量蒸馏水,振荡容量瓶使固体溶解,再加入水到刻度,盖好瓶塞,反复摇匀
D 用100mL量筒量取40mL 5mol•L－1NaOH溶液,倒入250mL烧杯中,再用同一量筒取60mL蒸馏水,不断搅拌下,慢慢倒入烧杯中
命题者用无水乙酸的低温时会冷凝成固体为背景考查基本操作——药品的取用.在低温情况下,若要取用呈固态的无水乙酸,既不可用玻璃棒,也不可用药匙撬,必须用适当加热的方法使其熔化后再倾倒出试剂瓶.至于如何温热,只要避免明火直接去加热试剂瓶,用水浴,砂浴,热毛巾捂等方法均可,本题答案不是唯一,具有开放性,不难看出命题的设计不落俗套,在考查实验能力的同时,还考查考生发散思维的能力.
(2)小题,考查配制一定物质的量浓度溶液的操作.考题要求配制约为2mol•L-1的NaOH溶液,考生在排除了在量筒中或在容量瓶里直接溶解固体NaOH的错误做法后,可迅速选出A、D为正确答案.
2．物质的检验、鉴别和推断
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.
例3、某待测液中可能含有Mg2+、Al3+、Fe2+、Br-、SO42-、SO32-中的数种,进行下列实验：
(1)待测液中通H2S无明显现象；待测液中通过量Cl2后加BaCl2溶液,生成沉淀A和溶液a
(2)溶液a中加汽油振荡,液体分两层,两层液体中加入KI淀粉溶液都有蓝色出现
(3)溶液a中加过量NaOH溶液,生成沉淀B,过滤后得滤液b,向b中加适量盐酸生成沉淀C,C又溶于盐酸.试确定：待测液中一定含 ,一定不含 ,不能确定的有 .
分析与解答
本题涉及的基本反应有：有关离子与Cl2、BaCl2、H2S、KI淀粉溶液、NaOH溶液、盐酸作用,需利用复分解反应和氧化-还原反应规律进行分析.解题时,应从具有明显反应特征的地方入手(体现思维的敏捷性),然后再依次选择易于判断的条件逐步深入.首先,由滤液b与适量盐酸反应生成沉淀C、C又溶于盐酸可确定,b中一定含AlO2-,则原溶液中含Al3+,再推出与Al3+不能共存的SO32-不存在.第二,由待测液与BaCl2反应生成白色沉淀A可确定待测液中含SO42-.第三,由滤液a加汽油分层后,上、下层溶液均能氧化I-,推出上层(有机层)可能含Cl2(反应剩余)或Br2、下层含Fe3+由此确定原溶液一定含Fe2+,可能含Br-.第四,由滤液a与过量NaOH溶液反应生成沉淀B,可知B中一定含Fe(OH)3,而Mg(OH)2则不能确定.最后,看H2S起的作用,从酸跟盐的反应或氧化还原反应规律分析,它不与任何离子反应,条件等于虚设.本题的答案是：一定含Al3+、Fe2+、SO42-,一定不含SO32-,不能确定的是Mg2+、Br-.
本题采取了逆向、正向思维相结合的思路,依据了化学反应的基础知识,进行了有条理的层层剥离,最后确定了答案.
思维的严密性体现在思维具有科学性、精确性和逻辑性等方面.思维的科学性、精确性取决于对化学基础知识和基本规律掌握的准确程度,思维的逻辑性则是在具备了科学性、准确性的基础上加以分析推理.因此要求考生必须首先落实“双基”,然后在解决实际问题时,审视题目中的信息,采用正向思维、逆向思维、混合思维等方法,加以吸收、淘汰、转换和重组,使问题得到解决.
3．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.这类题目具有一定的综合性,具有较大的区分度.
此类试题主要考查考生的观察能力、思维能力、判断能力与理论联系实际的能力.其中的基本要求是：
（1）理解仪器的使用,包括仪器的常规使用方法和特殊使用方法.要解决综合实验,组装整套实验装置,我们必须先知道每一种仪器有什么作用.
如量筒：①可以量液体体积,②可以量气体体积（如图1、2）.
如试管：①可以做反应容器,②可以收集少量气体,③可以装液体,④可以装固体.装固体时可以将固体装在试管底部,放在试管内的隔板上,还可以暂时放在试管壁上,等接好装置后再将试管直立使固体与试管底的液体接触发生反应,以免损失气体.
又如广口瓶：①可以收集气体（如图3）,可由a管进气收集比空气重的气体,由b管进气收集比空气轻的气体.②可以做洗气装置（如图4）.③可以做排水装置（如上图1）.④可以做缓冲瓶（如图5）.⑤可以做安全瓶（如图6）等.
再如干燥管,连接在装置的中间时可用来吸收反应产生的某些气体,连接在装置的末端时,可用来吸收空气中的CO2和水蒸气,防止收空气中的CO2和水蒸气侵入反应体系造成误差,也可以代替尾气吸收装置中的倒扣漏斗以防止倒吸.

（图1） （图2）

（2）理解每一个实验的装置安装原理、反应原理、现象及描述.如喷泉实验,我们引导学生得出下列结论：第一,喷泉实验的原理最关键之处在于烧瓶内的气体在挤进烧瓶中的液体中能大量消耗,造成烧瓶内气体的压强大量减小,则液体会喷入烧瓶内形成喷泉；第二,瓶内气体的大量消耗有不同途径：气体极易溶解于挤入烧瓶内的水中和气体与挤入瓶内的液体发生化学反应.又如：尾气吸收中的防倒吸装置,学生通过对防倒吸原理的真正理解,画出了其它的一些防止倒吸的装置（如图7）：

再如冷凝装置,我们引导学生画出了空气冷凝装置（在实验室制溴苯和硝基苯时用到）、流水冷凝装置（在蒸馏实验中用到）、静水冷凝装置（在石蜡裂化实验中用到）,同时学生也真正理解了这些冷凝装置的用处.
例4、根据下图及描述,回答下列问题：

A B
⑴关闭图A装置中的止水夹a后,从长颈漏斗向试管里注入一定量的水,静置如图所示.试判断：A装置是否漏气?（填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”） .判断理由： .
⑵关闭图B装置中的止水夹a后,开启活塞b,水不断往下滴,直到全部流入烧瓶.试判断：B装置是否漏气?（填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”） .判断理由： .
⑴不漏气.（1分）由于不漏气,加水后试管内气体体积减小,导致压强增大,长颈漏斗内的水面高出试管内的水面.（2分） ⑵无法确定.（1分）由于分液漏斗和烧瓶间有橡皮管相连,使分液漏斗中液面上方和烧瓶中液面上方的压强相同,无论装置是否漏气,都不影响分液漏斗中的液体滴入烧瓶.（2分）
4．进行实验设计或方案评价
（1）这类试题的主要两类题型
化学实验考查主要涉及的知识内容包括：元素及其化合物知识的有关知识、化学基本原理的有关知识；包括实验基本原理和基本技能,并将化学实验基本操作、物质检验的定性和定量实验融为一体.但就综合考试而言,除了对基本实验操作要求之外,重点内容主要包括实验设计和实验评价两个层面.
实验设计：
（1）实验设计的基本要求：
实验设计题属于一种能力考查题,是指为达到一定的实验目的,利用现有的实验条件,为实验制定出合理的流程或方案.
（2）实验设计考查的主要题型：
实验程序设计、确认某混合物成分实验设计、验证某一化学原理的设计,测定物质的纯度的设计和定性、定量实验设计等.
实验评价：
（1）实验评价的基本要求：
实验评价是对已有实验方案进行科学论证和评判,在必要的情况下,提出改进意见.
（2）实验评价考查的主要题型：
实验设计方案的优劣评价、仪器和试剂的选择及仪器的组装、物质的制备与提纯、实验现象的描述、
实验误差的分析和实验数据的处理等.
（2）化学综合实验题型的具体分析
作为一类题型,其体现在学科内,通常需要将反应原理、仪器安装、现象观察、数据处理等结合在一起,主要考查分析综合运用能力和实验的评价分析能力,以及对新情景中的信息分析和处理能力.
其中,化学实验设计常常是在限定实验仪器和药品的条件下,要求完成一个或几个实验片段,或在已完成了部分实验的基础上,补足未尽步骤.而实验评价型问题,主要是已对实验的部分片段进行评价.
例5、某学生根据高中课本中硝酸钾受热分解的实验操作来判断硝酸铅的分解产物之一是氧气；将试管中的硝酸铅加热到熔融,把带有火星的细木条伸进试管口,检验放出的气体,当发现木条复燃时该学生即断言,硝酸铅受热分解有氧气放出.请你对上述实验及结论的合理性作出评价.如有必要,可提出改进的实验方案.
解题思路：有关反应的方程式为：
①2KNO3 2KNO2+O2↑ ② 2Pb(NO3)2 2PbO+4NO2↑+O2↑
比较反应式①和②,其不同之处是②中除生成O2外,还生成了NO2.这一不同又产生了两个结果,一方面NO2稀释了O2,O2仅占混合气体的20%,而这与空气中O2的含量相近,因而此处的O2不可能使带火星的木条复燃；另一方面NO2本身也能使带火星的木条复燃.因为NO2受热也能放出O2；2NO2=2NO+O2.
上述实验及结论在科学上是错误的.由于NO2干扰了O2的检验,因此应选用NaOH溶液除掉NO2后再检验.
例6、 如图l为氢气还原氧化铜的微型快速实验装置.实验前先将铜丝1处理成下端弯曲的一小圆环,并用铁锤击成带小孔的小匙；将铜丝2一端弯曲成螺旋状（见图1）．试回答下列问题：
（1）在试管的支管处I中先加入的试剂是___________
（2）操作铜丝2的方法是___________________
（3）实验现象：I中_______________；II中____________________
（4）这样处理铜丝1的优点是___________________； (图1)
这样处理铜丝2的目的是____________________.
（5）某同学将图1中的II处改成图2所示,容器内加某些液体X,稍作加热,铜丝的操作方法同铜丝2,若发现铜丝由黑变红,则液体可能是___________________________ (图2)
答案:(1)盐酸或稀硫酸;(2)在I中产生一会氢气之后,将红热的铜丝2迅速插入II中
(3)I:锌粒不断溶解,产生气泡 II:红热的铜丝由黑变红
(4)形成铜锌原电池,加快产生氢气的速率 实验完成后可将铜丝1提起,使反应立即停止(类似启普发生器原理) 铜丝2弯成螺旋状是为了提高铜丝的局部温度,以利于铜丝在氢气中持续快速被还原
(5)乙醇
例7、对实验装置的评价型试题是指对一个已知的反应可设计出不同的实验装置,通过分析题给信息可找到各装置的优点和不足之处,从而筛选出切实可行、科学合理的装置.
实验室里可用浓盐酸、MnO2共热制Cl2,并用Cl2和Ca（OH）2反应制取少量的漂白粉.现已知主反应为：
2Cl2＋ 2Ca（OH）2＝Ca（ClO）2＋ CaCl2＋2H2 O＋Q
温度高时则发生副反应
6Cl2＋ 6Ca（OH）2＝Ca（ClO3）2＋ 5CaCl2＋6H2 O
有三位同学分别设计了甲、乙、丙三套实验装置,如图所示：
（1）有下列几项可供选择的优、缺点：a．不容易控制反应速度；b．容易控制反应速度；有副反应发生；d.可防止副反应发生；e.污染环境；f．可防止污染环境.清从以上几个方面对甲、乙、丙三套装置的优缺点作出评析,并将选项填在下表的空格里.
（2）图中甲由A、B两部分组成；乙由C、D、E三部分组成；丙由F、G组成.请从A～G中选取最合理的部分组装成一套较完善的实验装置,其连接顺序是.

解析：本题主要考查学生的实验设计和评价能力,在连接仪器时要记住常见的顺序是
“气体产生→除杂→干燥→主体实验→尾气处理”.再由题给信息得知：①要控制Cl2和Ca（OH）2反应的温度；②要处理尾气；③要控制O2的制备速度.
答案：（1）甲：d； a e 乙：f； a c 丙：b；ce （2）F→B→E
例8、(2000年全国高考)实验室可用氯气与金属铁反应制备无水三氯化铁,该化合物呈棕红色、易潮解,100℃左右时升华.下图是两个学生设计的实验装置,左边的反应装置相同,而右边的产品收集装置则不同,分别如(Ⅰ)和(Ⅱ)所示.

试回答:
(l)B中反应的化学方程式为 .
(2)D中的反应开始前,需排除装置中的空气,应采取的方法是： .
(3)D中反应的化学方程式为 .
(4)装置(Ⅰ)的主要缺点是： .
(5)装置（Ⅱ）的主要缺点是： .
如果选用此装置来完成实验,则必须采取的改进措施是： .
5.定量实验与数据分析
定量实验是中学化学实验的重要组成部分,在高考题中常常从三个角度对其进行考查：
一是对大纲规定的几个定量实验操作规范进行考查；
二是考查定量实验原理的应用能力；
三是考查定量实验的数据处理能力.
例9、现有下列试剂：2mol/L盐酸溶液、1mol/L硫酸溶液、0.1mol/L硝酸银溶液,请设计一个实验,测定BaCl2晶体中钡的含量.
分析：测定BaCl2晶体中钡的含量,可用重量法——把Ba2+转化为BaSO4沉淀,通过对BaSO4沉淀质量的测定,进而推测BaCl2的含量.若用把Cl-转化为AgCl的办法,则误差较大,因为AgCl易分解.
在沉淀质量测定过程中,首先必须对容器的质量有一个精确的数值,其次,还必须依据所给的试剂种类及度量仪器的适用要求确定考虑试剂用量.
答案：（1）瓷坩埚的准备：
洗净瓷坩埚、晾干,然后在高温（约800℃～850℃）下灼烧,取出稍冷片刻,移入干燥器中冷却至室温后称重；再次灼烧,取出稍冷,转入干燥器中冷至室温后,再称重,反复操作直至恒重（记作m1）.
（2）分析实验：
准确称取0.4～0.6gBaCl2晶体试样两份（记作m2）,分别置于250毫升烧杯中,加水约70mL,2mol/L盐酸2～3mL.缓慢加入3～4mL1mol/L硫酸溶液,并用玻璃棒不断搅拌.
待沉淀后,在上层清液中加入1～2滴1mol/L硫酸溶液,仔细观察沉淀是否完全.如已沉淀完全,用慢速定量滤纸过滤,并用稀释后的硫酸溶液（约0.lmol/L）洗涤沉淀3～4次（每次用约10毫升）,洗涤沉淀至无氯离子为止(用AgNO3溶液检查).
将沉淀和滤纸置于己恒重的瓷坩埚中,灰化后,在800℃～850℃灼烧.取出稍冷,转入干燥器中冷至室温后,再称重.反复操作直至恒重（记为m3）.
（3） 实验数据处理：
Ba%= ×100%