专题03 化学中常见的实验方法（考题猜想）（5大题型）-2024-2025学年高一化学上学期期中考点大串讲（沪科版2020必修第一册）

专题03 化学中常见的实验方法 题型1 实验室制备氯气 题型2 物质的分离与提纯 题型3 物质的检验 题型4 配置一定物质的量浓度的溶液 题型5 测定气体摩尔体积 ▉题型1 实验室制备氯气 利用如图的装置（省略部分加热装置）制备（铋酸钠），已知不溶于冷水且在酸性溶液中迅速分解，是一种难溶于水的白色沉淀。下列说法正确的是 A．装置B应放入饱和溶液，目的是吸收A中挥发的盐酸 B．为使完全转化为，反应过程中应向装置C通入过量 C．拆除装置前必须进行的操作是关闭、，打开 D．上述反应中若消耗22.4L 则理论上可制得280g 【变式1-1】有两组学生根据不同的反应原理在实验室制取氯气 (1)请按要求填表： 实验组 实验原理 发生装置（填编号） 第一组 第二组 (2)有同学建议第一组使用下图所示装置作为氯气的发生装置，请谈谈你的看法 。 【变式1-2】氯气和亚氯酸钠(NaClO2)都是重要的漂白剂。 (I)某小组以KMnO4和浓盐酸为原料制备干燥、纯净的氯气 (1)制备氯气的离子方程为 。 (2)制备氯气时，可选用的发生装置为 (填序号)，选择上述合适的装置，其连接顺序为：发生装置→ →i(按气流方向，用小写字母表示)。 (3)F装置所盛溶液是 (填溶液名称)。 (II)工业上NaClO2可由ClO2、H2O2和NaOH溶液混合制得，实验流程如下： (4)吸收塔内发生反应的化学方程式为 。 (5)已知H2O2(沸点150℃)浓度对反应速率有影响。通过下图所示装置将少量30% H2O2溶液浓缩至40%，B处应增加一个设备。该设备的作用是 。 (6)NaClO2可用于消除烟气中的NO。其他条件相同时，以NaClO2溶液为吸收剂，测得相同时间内NO的氧化率随NaClO2溶液的起始浓度的变化情况如图所示。NO的氧化率随起始NaClO2溶液浓度增大而增大的原因是 。 ▉题型2 物质的分离与提纯 下列实验中，能达到相应实验目的的是 A．除去中混有的CO：在足量的氧气中点燃 B．分离Fe和Cu固体：加足量稀硫酸溶解，过滤、洗涤、干燥 C．检验溶液中混有NaCl：取样，滴加硝酸银溶液，观察是否白色沉淀 D．鉴别两种氮肥：取样，分别加入溶液，观察现象 【变式1-1】晾晒海水制盐在我国有悠久的历史，利用该工艺可得到氯化钠和氯化镁等物质。氯化钠和氯化镁的溶解度曲线如图。下列说法正确的是 A．海水晒盐利用了蒸发结晶的方法获得晶体 B．氯化钠的溶解度受温度影响较大 C．时，氯化镁饱和溶液中溶质质量分数为 D．采用降温结晶的方法可除去氯化钠饱和溶液中少量的氯化镁杂质 ▉题型3 物质的检验 可用如图所示装置完成的实验任务是(夹持装置省略) A． 粗盐提纯 B．分离泥水中固体杂质 B． C．用提取碘水中碘 D．从海水中提取蒸馏水 【变式1-1】基于问题设计实验方案是实验探究活动的重要环节。下列实验方案中不合理的是 选项 实验问题 实验方案 A 鉴别和空气 将带火星的木条伸入盛有气体的试管中，观察现象 B 分离和的混合物 溶解，过滤，洗涤、干燥；蒸发结晶 C 验证、的金属活动性 将洁净的铝丝浸入溶液中，观察现象 D 测定西瓜汁的酸碱度 将试纸浸入西瓜汁中，再与标准比色卡比较 A．A B．B C．C D．D 【变式1-2】工业处理含Cr3+的酸性废水，通常加入某种试剂调节溶液的pH，使之转化为Cr(OH)3沉淀而除去。这种试剂可以选择 A．NaCl B．Ca(OH)2 C．H2SO4 D．SO2 【变式1-3】一包白色粉末可能含有硝酸铝、氢氧化钾、氯化钠的一种或多种，某研究性学习小组为了探究该白色粉末的组成，依次做了以下实验： 第一步：将该粉末加水溶解，得到澄清溶液； 第二步：取该澄清溶液少量，逐滴加入盐酸至过量，先产生白色沉淀，后沉淀溶解； 第三步：取第二步所得溶液少量，滴入硝酸银溶液，有白色沉淀出现。 下列判断正确的是 A．该粉末中一定含有硝酸铝、氢氧化钾、氯化钠 B．该粉末中一定含有硝酸铝和氢氧化钾，不能确定是否含有氯化钠 C．该粉末中一定含有氯化钠，但不能确定是否含有硝酸铝和氢氧化钾 D．以上过程不能确定该溶液中含有哪种物质 ▉题型4 配置一定物质的量浓度的溶液 回答下列问题。 (1)实验室用密度1.1、质量分数36.5%浓盐酸来配制90mL 2.0盐酸溶液。 ①本实验用到的基本仪器已有烧杯、量筒、胶头滴管，还缺少的仪器有 、 。 ②需要用量筒量取密度1.1、质量分数36.5%浓盐酸的体积为 mL。 ③在其他操作均正确的前提下，下列情况会使所配溶液浓度偏低的是 (填序号)。 a．定容时俯视 b．未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒 c．加蒸馏水时，不慎超过了刻度线，赶紧用滴管将多余的溶液吸出 d．在转移溶液过程中，不慎少量液体洒在容量瓶外 (2)实验室里需要配制500mL 0.10的硫酸铜溶液，下列所称量的固体质量及实验操作正确的是_______。 选项 所需固体质量 实验操作 A 硫酸铜：8.0g 加入500mL水 B 胆矾：12.5g 加入500mL水 C 硫酸铜：8.0g 配成500mL溶液 D 胆矾：12.5g 配成500mL溶液 A．A B．B C．C D．D 【变式1-1】下面是小明同学的体检报告单（由于隐私问题，部分结果未提供）。根据表中的数据回答下列问题： 序号 项目名称 检查结果 参考范围 10 *钠 155 mmol/L 135~145 11 *氯 103 mmol/L 96~111 12 *钙 0.68 mmol/L 2.13~2.70 13 胱抑素C 0.78 mg/L 0.59~1.03 14 *尿素 4.18 mmol/L 2.78~7.14 15 *葡萄糖 5.1 mmol/L 3.9~6.1 16 胃液pH 0.5 1.5~3.5 已知：①葡萄糖的分子式为；②质量浓度；③1 g=1000 mg；④1 mol=1000 mmol。 (1)针对上述体检结果，医生建议小明服用碳酸钙D3片（主要成分是碳酸钙和维生素D3）和复方氢氧化铝片（主要成分是氢氧化铝和三硅酸镁），试写出服药后氢氧化铝在胃液中参与反应的离子方程式： 。 (2)根据参考范围可知，正常人体内葡萄糖的最大质量浓度为 mg/L。 (3)50%的葡萄糖溶液被称为高糖溶液，每20 mL该溶液中含10 g葡萄糖。医院生化实验室需要用高糖溶液配制100 mL 0.25 mol/L的稀溶液。 ①高糖溶液的物质的量浓度为 mol/L（保留1位小数），配制稀溶液需要量取 mL（保留2位有效数字）高糖溶液，量取高糖溶液时仰视量筒刻度，所配溶液浓度 （填“偏高”“偏低”或“不变”）。 ②配制过程须用到的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、 ，其中玻璃棒的作用为 。 ▉题型5 测定气体摩尔体积 在测定气体体积的实验中(实验装置如下图所示，试样为镁)，该温度和压强下，气体摩尔体积的计算公式为：，请问造成相对误差<0的原因可能有    A．反应的镁条中含有杂质铝 B．未等反应溶液冷却就读取气体体积 C．使用了浓度较大的硫酸，反应速率大且放热 D．在读取气体体积时，水准管内液面高于量气管内液面而未及时调整到液面相平 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(1)制备氯气的离子方程为 。 (2)制备氯气时，可选用的发生装置为 (填序号)，选择上述合适的装置，其连接顺序为：发生装置→ →i(按气流方向，用小写字母表示)。 (3)F装置所盛溶液是 (填溶液名称)。 (II)工业上NaClO2可由ClO2、H2O2和NaOH溶液混合制得，实验流程如下： (4)吸收塔内发生反应的化学方程式为 。 (5)已知H2O2(沸点150℃)浓度对反应速率有影响。通过下图所示装置将少量30% H2O2溶液浓缩至40%，B处应增加一个设备。该设备的作用是 。 (6)NaClO2可用于消除烟气中的NO。其他条件相同时，以NaClO2溶液为吸收剂，测得相同时间内NO的氧化率随NaClO2溶液的起始浓度的变化情况如图所示。NO的氧化率随起始NaClO2溶液浓度增大而增大的原因是 。 【答案】(1)2MnO+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O (2) A hgdcef (3)饱和食盐水 (4)2ClO2＋H2O2＋2NaOH=2NaClO2＋O2↑＋2H2O (5)减压 (6)随着NaClO2溶液的起始浓度增大，反应速率加快，故相同时间内NO的氧化率增大 【解析】（1）制备氯气的离子方程为2MnO+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O； （2）①KMnO4和浓盐酸为原料制备氯气时，常温即可，可选用的发生装置为A； ②其连接装置：发生装置→吸收盐酸→干燥氯气→收集，其连接顺序为hgdcef； （3）F装置得作用是吸收盐酸，可以用饱和食盐水； （4）吸收塔内发生反应的化学方程式为2ClO2＋H2O2＋2NaOH=2NaClO2＋O2↑＋2H2O； （5）为避免温度过高H2O2分解，采用减压蒸馏的方法，故B处应增加减压设备； （6）NO的氧化率随起始NaClO2溶液浓度增大而增大的原因是：随着NaClO2溶液的起始浓度增大，反应速率加快，故相同时间内NO的氧化率增大。 ▉题型2 物质的分离与提纯 下列实验中，能达到相应实验目的的是 A．除去中混有的CO：在足量的氧气中点燃 B．分离Fe和Cu固体：加足量稀硫酸溶解，过滤、洗涤、干燥 C．检验溶液中混有NaCl：取样，滴加硝酸银溶液，观察是否白色沉淀 D．鉴别两种氮肥：取样，分别加入溶液，观察现象 【答案】D 【解析】A． 中混有的CO：在足量的氧气中点燃，由于二氧化碳不能燃烧，不支持燃烧，一氧化碳的含量也较低，无法将其点燃，即使能点燃，也难以控制氧气用量而不能提纯，故A错误； B．铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不与稀硫酸反应，过滤只能得到铜，无法分离铁和铜，故B错误； C．取样，滴加硝酸银溶液，由于碳酸钠、氯化钠溶液分别能与硝酸银反应生成碳酸银、氯化银，产物均为白色沉淀，故无法确定溶液中是否含有氯化钠，故C错误； D．取样，分别加入溶液到两种氮肥中，前者可产生白色硫酸钡沉淀、后者不反应，则观察到不同现象，故可鉴别两种氮肥，故D正确。 故选D。 【变式1-1】晾晒海水制盐在我国有悠久的历史，利用该工艺可得到氯化钠和氯化镁等物质。氯化钠和氯化镁的溶解度曲线如图。下列说法正确的是 A．海水晒盐利用了蒸发结晶的方法获得晶体 B．氯化钠的溶解度受温度影响较大 C．时，氯化镁饱和溶液中溶质质量分数为 D．采用降温结晶的方法可除去氯化钠饱和溶液中少量的氯化镁杂质 【答案】A 【解析】A．由于氯化钠的溶解度受温度影响较小，所以海水晒盐是利用蒸发结晶的方法获得晶体，A正确； B．由图可知，氯化镁的溶解度受温度影响较大，氯化钠的溶解度受温度影响较小，B错误； C．t℃时，氯化镁的溶解度为70g，即100g水中最多溶解70g氯化镁，达到该温度下的饱和状态，故饱和溶液中溶质质量分数为，C错误； D．由图可知，氯化镁的溶解度受温度影响较大，氯化钠的溶解度受温度影响较小，采用蒸发结晶的方法可除去氯化钠饱和溶液中少量的氯化镁杂质，D正确； 故选A。 ▉题型3 物质的检验 可用如图所示装置完成的实验任务是(夹持装置省略) A． 粗盐提纯 B．分离泥水中固体杂质 B． C．用提取碘水中碘 D．从海水中提取蒸馏水 【答案】C 【解析】A． 粗盐提纯，需要过滤、蒸发，需要漏斗、蒸发皿等仪器，A错误； B．不溶于水的泥与水通过固液分离分开，分离泥水中固体杂质，需过滤操作，使用漏斗、烧杯、玻璃棒等仪器，B错误； C．用CCl4提取碘水中碘，萃取分液操作，使用该装置，C正确； D．从海水中提取蒸馏水，需蒸馏操作，需要蒸馏烧瓶、冷凝管、酒精灯等仪器，D错误； 答案选C。 【变式1-1】基于问题设计实验方案是实验探究活动的重要环节。下列实验方案中不合理的是 选项 实验问题 实验方案 A 鉴别和空气 将带火星的木条伸入盛有气体的试管中，观察现象 B 分离和的混合物 溶解，过滤，洗涤、干燥；蒸发结晶 C 验证、的金属活动性 将洁净的铝丝浸入溶液中，观察现象 D 测定西瓜汁的酸碱度 将试纸浸入西瓜汁中，再与标准比色卡比较 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A．将带火星的木条伸入盛有气体的试管中，能使带火星的木条复燃的是氧气，不能使带火星的木条复燃的是空气，可以鉴别，故A不符合题意； B．KCl易溶于水，MnO2难溶于水，溶解，过滤，洗涤、干燥，能分离出二氧化锰，对滤液蒸发结晶，能分离出氯化钾，故B不符合题意； C．将洁净的铝丝浸入CuSO4溶液中，铝丝表面覆盖一层红色物质，溶液颜色由蓝色变为无色，说明了金属活动性Al＞Cu，故C不符合题意； D．用pH试纸测定溶液的pH时，正确的操作方法为在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸，用洁净、干燥的玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，读出pH。不能将pH试纸伸入待测液中，以免污染待测液，故D符合题意； 故选D。 【变式1-2】工业处理含Cr3+的酸性废水，通常加入某种试剂调节溶液的pH，使之转化为Cr(OH)3沉淀而除去。这种试剂可以选择 A．NaCl B．Ca(OH)2 C．H2SO4 D．SO2 【答案】B 【解析】工业处理含Cr3+的酸性废水，通常加入某种试剂调节溶液的pH，使之转化为Cr(OH)3沉淀而除去，所以需要加入含有OH-的物质，Ca(OH)2可以将Cr3+转化为Cr(OH)3，综上所述故选B。 【变式1-3】一包白色粉末可能含有硝酸铝、氢氧化钾、氯化钠的一种或多种，某研究性学习小组为了探究该白色粉末的组成，依次做了以下实验： 第一步：将该粉末加水溶解，得到澄清溶液； 第二步：取该澄清溶液少量，逐滴加入盐酸至过量，先产生白色沉淀，后沉淀溶解； 第三步：取第二步所得溶液少量，滴入硝酸银溶液，有白色沉淀出现。 下列判断正确的是 A．该粉末中一定含有硝酸铝、氢氧化钾、氯化钠 B．该粉末中一定含有硝酸铝和氢氧化钾，不能确定是否含有氯化钠 C．该粉末中一定含有氯化钠，但不能确定是否含有硝酸铝和氢氧化钾 D．以上过程不能确定该溶液中含有哪种物质 【答案】B 【解析】第二步中取该澄清溶液少量，逐滴加入盐酸至过量，先产生白色沉淀，后沉淀溶解，证明第一步澄清溶液中含偏铝酸盐，从而推断原混合物含有硝酸铝和过量的氢氧化钾，二者反应得到偏铝酸钾和硝酸钾，当加入盐酸至过量，先得到氢氧化铝，再加入盐酸得到氯化铝、氯化钾；第三步现象证明第二步澄清溶液中含有氯离子，由于第二步中外加盐酸，所以不能确定原混合物是否含有氯化钠；综上得出：该粉末中一定含有硝酸铝和氢氧化钾，但不能确定是否含有氯化钠，B正确。 ▉题型4 配置一定物质的量浓度的溶液 回答下列问题。 (1)实验室用密度1.1、质量分数36.5%浓盐酸来配制90mL 2.0盐酸溶液。 ①本实验用到的基本仪器已有烧杯、量筒、胶头滴管，还缺少的仪器有 、 。 ②需要用量筒量取密度1.1、质量分数36.5%浓盐酸的体积为 mL。 ③在其他操作均正确的前提下，下列情况会使所配溶液浓度偏低的是 (填序号)。 a．定容时俯视 b．未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒 c．加蒸馏水时，不慎超过了刻度线，赶紧用滴管将多余的溶液吸出 d．在转移溶液过程中，不慎少量液体洒在容量瓶外 (2)实验室里需要配制500mL 0.10的硫酸铜溶液，下列所称量的固体质量及实验操作正确的是_______。 选项 所需固体质量 实验操作 A 硫酸铜：8.0g 加入500mL水 B 胆矾：12.5g 加入500mL水 C 硫酸铜：8.0g 配成500mL溶液 D 胆矾：12.5g 配成500mL溶液 A．A B．B C．C D．D 【答案】(1) 100mL容量瓶 玻璃棒 18.2 bcd (2)CD 【解析】（1）①配制90mL 2.0盐酸溶液，应选用100mL容量瓶，量筒量取浓盐酸，在烧杯中稀释冷却后，沿玻璃棒引流入容量瓶中，定容时需用到胶头滴管，故还缺少的仪器有100mL容量瓶、玻璃棒； ②密度1.1、质量分数36.5%浓盐酸，其浓度为：，配制100mL 2.0盐酸溶液，根据溶质的物质的量守恒可得：=18.2mL； ③a．定容时俯视，溶液体积偏小，所配溶液浓度偏高，故a不选； b．未用蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒，导致溶质损失，所配溶液浓度偏低，故b选； c．加蒸馏水时，不慎超过了刻度线，赶紧用滴管将多余的溶液吸出，导致溶质损失，所配溶液浓度偏低，故c选； d．在转移溶液过程中，不慎少量液体洒在容量瓶外，导致溶质损失，所配溶液浓度偏低，故d选； 故选bcd。 （2）配制500mL 0.10的硫酸铜溶液，所需溶质硫酸铜的物质的量为=0.05mol，硫酸铜的质量为8.0g，若用胆矾则质量为12.5g，再将硫酸铜或胆矾溶于水配成500mL溶液即可。故选CD。 【变式1-1】下面是小明同学的体检报告单（由于隐私问题，部分结果未提供）。根据表中的数据回答下列问题： 序号 项目名称 检查结果 参考范围 10 *钠 155 mmol/L 135~145 11 *氯 103 mmol/L 96~111 12 *钙 0.68 mmol/L 2.13~2.70 13 胱抑素C 0.78 mg/L 0.59~1.03 14 *尿素 4.18 mmol/L 2.78~7.14 15 *葡萄糖 5.1 mmol/L 3.9~6.1 16 胃液pH 0.5 1.5~3.5 已知：①葡萄糖的分子式为；②质量浓度；③1 g=1000 mg；④1 mol=1000 mmol。 (1)针对上述体检结果，医生建议小明服用碳酸钙D3片（主要成分是碳酸钙和维生素D3）和复方氢氧化铝片（主要成分是氢氧化铝和三硅酸镁），试写出服药后氢氧化铝在胃液中参与反应的离子方程式： 。 (2)根据参考范围可知，正常人体内葡萄糖的最大质量浓度为 mg/L。 (3)50%的葡萄糖溶液被称为高糖溶液，每20 mL该溶液中含10 g葡萄糖。医院生化实验室需要用高糖溶液配制100 mL 0.25 mol/L的稀溶液。 ①高糖溶液的物质的量浓度为 mol/L（保留1位小数），配制稀溶液需要量取 mL（保留2位有效数字）高糖溶液，量取高糖溶液时仰视量筒刻度，所配溶液浓度 （填“偏高”“偏低”或“不变”）。 ②配制过程须用到的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、 ，其中玻璃棒的作用为 。 【答案】(1)Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O (2)1098 (3) 2.8 8.9 偏高 容量瓶 搅拌、引流 【解析】（1）胃液的主要成分为盐酸，则氢氧化铝与盐酸反应生成氯化铝与水，离子方程式：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O； （2）参考范围中葡萄糖()最高含量为6.1mmol/L，质量浓度=6.1×10-3mol×180000mg·mol-1/L=1098mg·L-1； （3）①50%的葡萄糖溶液被称为高糖溶液，每20 mL该溶液中含10 g葡萄糖，高糖溶液的物质的量浓度为 mol/L；根据c1V1=c2V2，2.8mol/L×V1×10-3 L =100 ×10-3L×0.25 mol/L，V18.9mL；量取高糖溶液时仰视量筒刻度，所取溶液实际体积偏高，即物质的量偏高，故所配溶液浓度偏高； ②配制过程须用到的玻璃仪器有量筒、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、容量瓶；其中玻璃棒的作用为搅拌、引流。 ▉题型5 测定气体摩尔体积 在测定气体体积的实验中(实验装置如下图所示，试样为镁)，该温度和压强下，气体摩尔体积的计算公式为：，请问造成相对误差<0的原因可能有    A．反应的镁条中含有杂质铝 B．未等反应溶液冷却就读取气体体积 C．使用了浓度较大的硫酸，反应速率大且放热 D．在读取气体体积时，水准管内液面高于量气管内液面而未及时调整到液面相平 【答案】D 【解析】A．相同质量的铝和镁与盐酸反应，铝产生的氢气更多，若反应的镁条中含有杂质铝，则会导致相对误差>0，A错误； B．未等反应溶液冷却就读取气体体积，导致气体体积偏大，相对误差>0，B错误； C．使用了浓度较大的硫酸，反应速率大且放热，导致气体体积偏大，相对误差>0，C错误； D．读取气体体积时，水准管内液面高于量气管内液面且未及时调整到液面相平，则此时量气管内气体压强大于大气压，量气管内气体被压缩，气体体积偏小，相对误差<0，D正确； 故答案选D。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！19 学科网（北京）股份有限公司 $$