内容正文:
第20讲 实验基本技能与常见气体的制取和净化
实验基本技能与常见气体的制取和净化是浙江科学中考物质科学板块的核心内容,常结合实验装置、操作规范和实际问题命题,题型覆盖选择、填空、实验探究等
【考点1 常见仪器及操作】
【考点剖析】
一、常见的化学实验仪器及其使用方法
1.反应器的使用方法
仪器图形与名称
主要用途
使用方法及注意事项
试管
用作少量试剂的溶解或反应的仪器,也可收集少量气体、装配型气体发生器
可直接加热;加热固体时,管口略向下倾斜,固体平铺在管底;加热液体时,管口向上倾斜,与桌面成45°,液体量不超过容积的1/3,切忌管口向着人。
烧杯
配制、浓缩、稀释溶液,也可作反应器、水浴加热器
加热时垫石棉网,液体不超过2/3,不可蒸干。
烧瓶
用作加热或不加热条件下较多液体参加的反应容器
平底烧瓶一般不做加热仪器,圆底烧瓶加热要垫石棉网,或水浴加热。
蒸馏烧瓶
作液体混合物的蒸馏或分馏,也可装配气体发生器
加热要垫石棉网,或水浴加热。
锥形瓶
滴定中的反应器,也可收集液体,组装反应容器。
加热要垫石棉网;滴定时握住瓶颈振荡,眼睛注视瓶内溶液颜色的变化。
集气瓶
收集气体,装配洗气瓶,气体反应器、固体在气体中燃烧的容器。
不能加热,作固体在气体中燃烧的容器时,要在瓶底加少量水或一层细沙。
坩埚
用于灼烧固体使其反应。亦可用于溶液的蒸发、浓缩或结晶。
可直火加热至高温,放在泥三角上,用坩埚钳夹取,不可骤冷。蒸发时要搅拌;将近蒸干时用余热蒸干。
2.计量仪器的使用方法
仪器图形与名称
主要用途
使用方法及注意事项
量筒
粗量取液体体积
(1)不能加热
(2)不可用于配液或作反应容器
(3)应根据量取液体的体积选用合适的规格,规则为:大而近
(4)量程刻度在上(量筒底面即为零——故不标“0”)
托盘天平(附砝码)
称量药品质量。
(1)称前先调平衡螺母。
(2)托盘上应垫纸,腐蚀性药品应盛于小烧杯内称量。
(3)左盘放物品,右盘放砝码。
(4)1 g以下用游码。
(5)天平的平衡法则:左盘中的质量=右盘中的质量+游码标示的质量。
3.加热、蒸发、蒸馏、结晶的仪器
仪器图形与名称
主要用途
使用方法及注意事项
酒精灯
作热源
(1)用火柴点燃;
(2)加热用外焰;
(3)酒精用量不能超过容积的2/3,不能少于1/4;
(4)熄灭用灯帽盖灭,不能用嘴吹;
(5)禁止向燃着的酒精灯中添加酒精;
(6)酒精洒在桌上燃烧时应用湿抹布扑盖。
表面皿、 蒸发皿
蒸发皿用于蒸发溶剂,浓缩溶液。
(1)可在三脚架上直接加热,也可用石棉网、水浴等间接加热,加热时,可用玻璃棒搅拌。
(2)不能骤冷,蒸发溶液时不能超过2/3。
(3)表面皿加热,需垫上石棉网。
蒸馏装置
对互溶的液体混合物进行分离
温度计水银球应低于支管口处,蒸馏烧瓶中应加碎瓷片或沸石以防暴沸,冷凝器下口进水,上口出水。
4.过滤、分离、注入液体的仪器
仪器图形与名称
主要用途
使用方法及注意事项
漏斗
过滤或向小口径容器注入液体。
漏斗下端紧靠烧杯内壁。
长颈漏斗
装配反应器。
下端应插入液面下,否则气体会从漏斗口跑掉。
分液漏斗
用于分离密度不同且互不相溶的液体,也可组装反应器,以随时加液体。
使用前先检查是否漏液,放液时打开上盖或将塞上的凹槽对准上口小孔,上层液体从上口倒出。
洗气瓶
除去气体中的杂质
(1)一般选择与杂质气体反应的试剂作吸收液
(2)装入液体量不宜超过容积的2/3
(3)气体的流向为:长进短出
干燥管
用于干燥或吸收某些气体,干燥剂为粒状,常用无水CaCl2、碱石灰
(1)注意干燥剂或吸收剂的选择
(2)一般为大口进气,小口出气
(二)、化学实验基本操作
1.药品的称量、取用
取用药品
固体药品
液体药品
粉末
块状
一定量
少量
多量
一定量
使用仪器
药匙(或纸槽)
镊子
用托盘天平量取
胶头滴管
用试剂瓶倾倒
量筒、滴定管
化学药品取用的基本原则:
①取用药品时要严格做到“三不”: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。
②注意节约药品。应该严格按照实验规定的用量取用药品。如果没有说明用量,一般应该按最少量取用:液体(1~2)毫升,固体只需盖满试管底部。
③取用粉末状或小颗粒状固体用药匙,若药匙不能伸入试管,可用小纸槽,把药品送入试管底部,而不能沾在管口和管壁。块状和大颗粒固体镊子夹取。
④取少量液体可用胶头滴管。取用较多的液体用倾注法,注意试剂瓶上的标签向手心。向容量瓶、漏斗中倾注液体时,要用玻璃棒引流。
⑤实验剩余的药品既不能放回原瓶,以免污染试剂;也不要随意丢弃,更不要拿出实验室,要放入指定的容器内。
2.常见指示剂(或试纸)的使用
(1)试纸种类及作用
①石蕊试纸(红、蓝色):定性检验酸、碱性。
②pH试纸:定量检验酸、碱性的强弱(粗测)。
(2)使用方法
①检验液体:取一小块试纸放在表面皿或玻璃片上,用蘸有待测液的玻璃棒(或胶头滴管吸取待测液)
点在试纸中部,观察试纸颜色变化。
②检验气体:一般先用蒸馏水把试纸润湿,粘在玻璃棒的一端,并使其接近盛气体的试管(或集气瓶)口,观察颜色变化。
3.仪器的洗涤
(1)仪器用毕应立即清洗,一般可依照倒去废物→冷却→用水冲洗→刷洗→用水冲洗的顺序进行。
(2)标准:仪器内壁附着的水既不聚集成滴,也不成股流下时,表示仪器已洗干净.
(3)若附着不易用水洗净的物质时,应选择不同的“洗涤剂”区别对待。
待清洗仪器
污物
清洗试剂
做过KMnO4分解实验的试管
MnO2
浓盐酸
做过碘升华的烧杯
碘
酒精
长期存放FeCl3溶液的试剂瓶
Fe(OH)3
稀盐酸
4.过滤操作
①操作注意事项:一贴二低三靠。
“一贴”:滤纸紧贴漏斗的内壁。
“二低”:纸的边缘低于漏斗口;漏斗内的液面低于滤纸的边缘。
“三靠”:漏斗下端紧靠烧杯内壁;用玻璃棒引流时,玻璃棒下端轻靠在三层滤纸的一边;用玻璃棒引流时,烧杯尖嘴紧靠玻璃棒中部。
②过滤后,滤液仍然浑浊的可能原因:承接滤液的烧杯不干净;倾倒液体时液面高于滤纸边缘;滤纸破损。
5.蒸发操作
①在加热过程中,用玻璃棒不断搅拌。
作用:加快蒸发、受热均匀,防止由于局部温度过高造成液滴飞溅。
②当液体接近蒸干或出现较多固体时停止加热,利用余热将剩余水分蒸发掉,以避免固体因受热而飞溅出来。
③热的蒸发皿要用坩埚钳夹取,热的蒸发皿如需立即放在实验台上,要垫上石棉网。
6.闻气体的气味
①不能把鼻孔凑到容器口去闻药品的气味。②操作方法:扇气入鼻法。
7.装置的连接
①玻璃管与橡皮管、橡皮塞的连接:先将要插入的玻璃管的一端用水润湿,轻轻旋进。
②整套装置的连接顺序:从左向右,由下而上。
例1、(2025•滨江区一模)如图所示为杭州奥体中心游泳馆水循环系统,该系统使游泳馆实现常年“不换水”的同时水质完全符合国际赛事标准,充分体现了杭州绿色亚运的理念。如图为奥体游泳馆循环系统工作流程示意图。
(1)水经过毛发分离器和硅藻土分离器,初步完成了水体不溶性杂质的去除,此过程用到的物质分离方法为 。
(2)水循环系统中用来消毒的NaClO,用烧碱氯化法制取,其反应原理为X+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,则X的化学式为 。
(3)水经过臭氧反应罐和尿素分解罐,初步完成了水体的消毒(利用臭氧强氧化性)和有机物的去除,则此过程属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
【解答】解:(1)水经过毛发分离器和硅藻土分离器,初步完成了水体不溶性杂质的去除,则此过程用到的物质分离方法为过滤。
(2)由反应的化学方程式X+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O可知,反应后Na、Cl、H、O的个数分别是2、2、2、2,反应前除X外Na、Cl、H、O的个数分别是2、0、2、2,根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,则X中含有2个Cl,所以X的化学式为:Cl2。
(3)水经过臭氧反应罐和尿素分解罐,初步完成了水体的消毒(利用臭氧强氧化性)和有机物的去除,则此过程属于化学变化。
【考点2 常见的气体制取】
【考点剖析】
氧气
氢气
二氧化碳
反应物状态
固体粉末
固体与液体
块状固体与液体
块状固体与液体
反应条件
加热
常温
常温
常温
反应原理
2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
2KClO32KCl+3O2↑
2H2O22H2O+O2↑
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O
发生装置
收集方法
排水法或向上排空气法
排水法或
向下排空气法
向上排空气法
检验方法
将带火星的木条伸入容器内,木条复燃
点燃,罩干冷小烧杯,产生淡蓝色火焰;烧杯内壁有水珠
通入澄清石灰水,石灰水变浑浊
验满方法
将带火星的木条伸到集气瓶口,木条复燃,证明已集满
—
用燃着的木条伸到集气瓶口,木条立即熄灭,证明已集满
实验操
作步骤
①检查气密性;②装入药品;③固定试管;④点燃酒精灯;⑤收集气体;⑥将导管移出水槽;⑦熄灭酒精灯
①检查气密性;②装入药品;③固定试管;④验纯;⑤收集气体
①检查气密性;②加入石灰石;③加入稀盐酸;④收集气体
注意事项
①试管口应略向下倾斜;②用加热高锰酸钾法时试管口应塞一团棉花;③排水法收集时,当气泡连续、均匀冒出时才可收集;④排水法收集后,先移出导管,再熄灭酒精灯
①长颈漏斗末端应伸入液面以下;②用向下排空气法收集时,导管应接近集气瓶底部;③不能用浓盐酸来制取氢气
①不能用稀硫酸代替稀盐酸;②长颈漏斗末端应伸入液面以下;③用向上排空气法收集时,导管应接近集气瓶底部
例2、(2024•义乌市校级三模)科学实验操作的规范性、安全性是实验成败的关键,同时也反映了实验者的科学素养、下列实验操作中错误的是( )
A.检查装置气密性
B.实验室制氧气装置
C.证明CO2密度比空气大
D.检验O2是否集满
【解答】解:A、检查装置气密性的方法:把导管的一端浸没在水里,双手紧贴试管外壁,若导管口有气泡冒出,装置不漏气,故选项实验操作正确。
B、为防止冷凝水回流到热的试管底部,炸裂试管,试管口应略向下倾斜;为防止加热时粉末状物质进入导管,试管口应放一团棉花,故选项实验操作错误。
C、二氧化碳的密度比空气的大,可以像倒水一样倾倒二氧化碳,实验操作时要注意二氧化碳气体的倾倒,一定要将玻璃片推开一部分,沿着烧杯壁倾倒,以防上面的蜡烛先熄灭,故选项实验操作正确。
D、检验氧气是否收集满时,应将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明以集满,故选项实验操作正确。
故选:B。
例3、(2025•普陀区二模)氨(NH3)能是一种零碳能源。宏志学校实践小组的同学对此产生了浓厚的兴趣,对氨气的制取方法、应用优势展开了项目化探究。
(1)传统合成氨。在高温、高压下利用铁触媒制取氨气的微观反应示意图如图1。常将铁触媒制成海绵状,海绵状的结构优点是 。相同条件下,氨气的密度比空气小,若制得的氨气利用图2装置采用排空气法收集,应将气体从 (填“a”或“b”)端通入。
(2)电解合成氨。科学家最新研制了常温、常压下电解法合成氨的方法,原理如图3所示。实验测得反应实际所得到的氧气质量远大于理论值,可能的原因是 。
(3)科研人员采用氨气分级燃烧技术,反应原理示意图如图4。请结合以上信息,阐述用氨气作为零碳能源可行性的理由: 。
【解答】解:(1)传统合成氨。在高温、高压下利用铁触媒制取氨气的微观反应示意图如图1。常将铁触媒制成海绵状,海绵状的结构优点是增大反应物的接触面积,加快反应速率。相同条件下,氨气的密度比空气小,若制得的氨气利用图2装置采用排空气法收集,应将气体从b端通入。
(2)电解合成氨。科学家最新研制了常温、常压下电解法合成氨的方法,原理如图3所示。实验测得反应实际所得到的氧气质量远大于理论值,可能的原因是电解水生成了氧气。
(3)科研人员采用氨气分级燃烧技术,反应原理示意图如图4。用氨气作为零碳能源可行性的理由是NH3燃烧产物为N2和H2O,不会生成CO2。
【考点3 常见的气体净化与干燥】
【考点剖析】
(1)气体净化和干燥的装置
洗气瓶 球形干燥管 U形干燥管 加热装置
(2)气体的净化
在实验室制备的各种气体中,常含有少量的酸雾、水蒸气和其他气体杂质,须经过干燥与净化才能得到实验所需要的纯净气体。
① 选择气体吸收剂的原则是所选吸收剂只吸收气体中的杂质,而与被提纯物质不反应,也不产生新的杂质。
② 多种气体杂质共存时,要注意试剂的选择和除杂顺序,一般水蒸气最后除去。选择“洗气瓶”等吸收装置,不仅要注意药品的名称,还要注意“长进短出”的原则,球形干燥管要“大进小出”。
③ 常见气体杂质的吸收剂见下表:
吸收剂
吸收的气体杂质
水
易溶性气体,如HCl、NH3等
碱石灰(NaOH+CaO)
CO2、H2O(气体)、H2S等
强碱溶液(NaOH)
CO2、SO2、HCl、H2S等
灼热的CuO
H2、CO
灼热的铜网
O2
(3)气体的干燥
选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质来确定,其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分,而不能与待干燥的气体反应。
附表:常见气体的干燥剂选择见下表:
干燥剂
可干燥的气体
不能干燥的气体
酸性
浓硫酸
H2、O2、CO2、CO、
CH4、N2、SO2、HCl
NH3
碱性
生石灰、碱石灰、固体氢氧化钠
H2、O2、CO、CH4、N2、NH3
CO2、SO2、HCl
中性
无水氯化钙
除NH3以外的所有气体
NH3
例4、(2025•舟山二模)如图是实验室制取氯气的装置,分产生、净化、收集和尾气处理四步。
(1)制取氯气的原理为:MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2↑+2H2O。MnCl2中锰元素的化合价为 。
(2)装置B产生的氯气中常含HCl气体,其原因是浓盐酸具有 性。
(3)图中装置D的作用是 。
(4)已知氯气的密度比空气大。利用装置E采用排空气法收集氯气,请将该装置中的导管绘制完整。
【解答】解:(1)在化合物中,各元素化合价代数和为0,在MnCl2中,氯元素的化合价为﹣1价,设锰元素的化合价为x,则x+2×(﹣1)=0,x =+2,则MnCl2中锰元素的化合价为+2;
(2)浓盐酸具有挥发性,在制取氯气的反应过程中,会有部分氯化氢气体挥发出来,导致装置B产生的氯气中常含HCl气体;
(3)浓硫酸具有吸水性,装置D中装有浓硫酸,其作用是吸收水分,干燥氯气;
(4)因为氯气的密度比空气大,氯气应该从长管通入,空气从短管排出,将该装置中的导管绘制完整为。
【考点4 尾气的处理】
【考点剖析】
(1)用液体吸收(如图1),如CO2、SO2、HCl等可用NaOH溶液吸收,NH3可用水吸收。
(2)用点燃法处理(如图2),如CO、CH4、H2等可燃性气体可在装置末端连接一个尖嘴导管,将其点燃,如图2所示。
(3)用气球收集(如图3),如有毒的CO、H2S、Cl2等可在导管末端系上一个气球收集。
注意:对于易溶性气体(如NH3)的吸收,应加防倒吸装置,如图4所示。
图1 图2
图3 图4
例5、(2024•鹿城区校级二模)电石(主要成分为CaC2)是一种块状固体,能与水剧烈反应,生成氢氧化钙和乙炔(C2H2)气体。工业上常利用乙炔和氧气燃烧产生的高温火焰来切割、焊接金属。
(1)请从图甲中选择制取乙炔气体的发生装置 。
(2)高温火焰使金属焊接面温度升高变为液态,冷却后焊接在一起。这一过程中金属发生的物态变化有 。
(3)在焊接前,师傅将焊枪的氧气阀门调大,获得火焰2进行焊接(如图乙)。火焰相关资料如表:
乙炔燃烧
现象
生成物
火焰温度
火焰1
空气中
发出明亮的火焰,冒出黑烟
炭黑,一氧化碳和水
2100℃
火焰2
氧气中
燃烧更剧烈,发出更明亮火焰,没有黑烟
二氧化碳和水
3150℃
分析选择火焰2的优点有 。(写出两点)
【解答】解:(1)电石(主要成分为CaC2)是一种块状固体,能与水剧烈反应生成氢氧化钙和乙炔(C2H2)气体,满足固液常温下制备气体的条件,由于该反应剧烈,用分液漏斗控制水的滴加速率,可选择气体的发生装置为B,而C装置不能控制液体的滴加速度,不能选用C装置;
(2)整个焊接过程中,温度升高,使两根金属接触面处发生了熔化,然后再进行冷却,发生凝固现象,就可以将两根金属焊接到一起了;
高温火焰使金属焊接面温度升高变为液态,冷却后焊接在一起。这一过程中金属发生的物态变化有液态和固态;
(3)火焰1在空气中燃烧,火焰2在氧气中燃烧,分析表格可知,火焰2比火焰1反应更剧烈,火焰温度更高,且生成物只有二氧化碳和水,更环保,故为了便于切割金属,要调节焊枪的氧气阀使氧气的输出量增大,使乙炔燃烧更充分,可以节约燃料,减少污染。
题型一.常用仪器的名称
1. (2025•绍兴二模)在实验室,配制好的稀盐酸一般保存在下列哪个容器中( )
A.试管 B.试剂瓶 C.量筒 D.烧杯
【解答】解:稀盐酸是液体,液体实际一般保存在细口瓶中,故选:B。
题型二.加热器皿-酒精灯
2. (2025•浙江模拟)某科学小组利用紫甘蓝、酒精、水和滤纸等自制了pH试纸,并用它测定溶液的pH,部分操作如下,其中正确的是( )
A.溶解紫甘蓝 B.点燃酒精灯
C.过滤 D.测定溶液pH
【解答】解:A、溶解操作应在烧杯中进行,不能在量筒内进行,故选项实验操作错误。
B、使用酒精灯时要注意“两查、两禁、一不可”,绝对禁止用酒精灯去引燃另一只酒精灯,故选项实验操作错误。
C、过滤时要注意“一贴、二低、三靠”的原则,故选项实验操作正确。
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,故选项实验操作错误。
故选:C。
题型三.量筒
3. (2025•萧山区校级模拟)规范的实验操作是实验安全和成功的保证,下列图示的实验操作正确的是( )
A.量取液体 B.测溶液的pH
C.移走蒸发皿 D.过滤液体
【解答】解:A、量筒量程选择的依据有两点:一是尽量保证量取一次,二是量程与液体的取用量最接近,量取9.5mL液体,10mL量筒能保证量取一次,且量程与液体的取用量最接近,误差最小,不能使用100mL的量筒,故选项实验操作错误。
B、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。不能用手拿试纸,不能将pH试纸伸入待测液中,以免污染待测液,故选项实验操作错误。
C、正在加热的蒸发皿温度较高,为防止烫伤手,不能用手直接拿热的蒸发皿,应用坩埚钳夹取,故选项实验操作错误。
D、过滤时要注意“一贴、二低、三靠”的原则,故选项实验操作正确。
故选:D。
题型四.液体药品的取用
4. (2025•柯城区校级四模)规范的实验操作是实验成功和安全的重要保证。下列操作规范的是( )
A.倾倒试剂 B.稀释浓硫酸
C.检查气密性 D.过滤液体
【解答】解:A、倾倒试剂时,瓶塞应倒放,标签应向着手心,瓶口应紧挨试管口。图中瓶塞没有倒放,这样会污染瓶塞进而污染试剂,故错误。
B、稀释浓硫酸时,要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时地扩散。故正确。
C、检查气密性时,装置要密封,图中长颈漏斗与外界相通,故错误。
D、过滤液体时,要注意“一贴、二低、三靠”的原则。图中缺少玻璃棒引流,漏斗下端没有紧靠在烧杯内壁上,故错误。
故选:B。
题型五.温度及温度的测量
5. (2025•浙江模拟)以下为某校学生进行“温度计发展史”的项目化学习的部分片段,通过查阅资料整理了温度计发展史。请完成下列问题:
(1)上述三种温度计都是利用了物质的 制成的。如上图的气体温度计,当环境温度降低时,管中水柱液面将 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
(2)在相同的受热条件下,将两个形状、厚度相同的铜片和铁片焊在一起就可制成上图中的固体温度计。已知铜的膨胀程度比铁大,当温度升高时,指针会偏向 侧(选填“A”或“B”)。
(3)如图甲是小黄制作的一个简易液体温度计。使用时发现该温度计管中液柱移动不明显,导致示数不够精确,对此请你提出一条改进建议 。
【解答】解:(1)上述三种温度计都是利用了物质的热胀冷缩制成的。如上图的气体温度计,当环境温度降低时,管内空气收缩,压强减小,管中水柱液面将上升。
(2)在相同的受热条件下,将两个形状、厚度相同的铜片和铁片焊在一起就可制成上图中的固体温度计。已知铜的膨胀程度比铁大,当温度升高时,指针会偏向B侧,即铜的形变比铁大。
(3)如图甲是小黄制作的一个简易液体温度计。使用时发现该温度计管中液柱移动不明显,导致示数不够精确,对此提出一条改进建议换用细管,因为同体积下,横截面积越小,高度越高越明显。
故答案为:(1)热胀冷缩;上升;(2)B;(3)换用细管。
题型六.过滤的原理、方法及其应用
6. (2025•婺城区二模)规范的实验操作是实验成功的重要保证。下列实验操作规范的是( )
A.测溶液pH B.过滤溶液
C.干燥氢气 D.测物体质量
【解答】解:A、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,故选项实验操作错误;
B、过滤时应用玻璃棒引流;故选项实验操作错误。
C、浓硫酸具有吸水性,且不与氢气反应,但图中装置起洗气功能时进气管与出气管的方向是“长进短出”,图中所示操作正确。
D、托盘天平使用时,应遵循左物右码的原则,且取砝码应用镊子,故选项实验操作错误。
故选:C。
题型七.结晶的原理、方法及其应用
7. (2025•浙江模拟)有A、B、C三个烧杯中分别盛有质量为100克的水,在相同的温度下,向三个小烧杯中分别加入50g、40g、30g某固体物质,充分溶解后,结果如图所示。请回答:
(1)A、B两个烧杯中的溶质质量分数的大小关系是PA% PB%。
(2)C烧杯中的溶液静置一段时间后无明显现象,这说明溶液具有 的特点。
(3)若要从C烧杯的溶液中重新结晶出该固体,可采用的方法是 。
【解答】解:(1)A、B两个烧杯中的温度相同,物质的溶解度相等,溶剂质量相同,都是饱和溶液,因此溶质质量分数的大小关系是PA%=PB%。
(2)C烧杯中的溶液静置一段时间后无明显现象,这说明溶液具有稳定的特点。
(3)若要从C烧杯的溶液中重新结晶出该固体,可采用的方法是恒温蒸发溶剂等。
故答案为:(1)=。
(2)稳定。
(3)恒温蒸发溶剂。
8. (2025•浙江二模)在制备硫酸铜晶体时,小金在50克的70℃热水(图甲)中,加入80克硫酸铜粉末充分溶解后现象如图乙所示,后续过程如图丙、丁所示。
(1)请判断图乙 饱和溶液。(选填“是”或“不是”)
(2)图乙中溶液的溶质质量分数 图丙的溶质质量分数。(选填“大于”“等于”或“小于”)
(3)图丙到图丁的实验过程中获得硫酸铜晶体的方法是 。
【解答】解:(1)图乙中溶液,不能继续溶解硫酸铜,是70℃硫酸铜的饱和溶液。
(2)图乙、图丙中溶液均是70℃硫酸铜的饱和溶液,图乙中溶液的溶质质量分数等于图丙的溶质质量分数。
(3)图丙中溶液是70℃硫酸铜的饱和溶液,图丙到图丁的实验过程中温度降低,有硫酸铜晶体析出,获得硫酸铜晶体的方法是降温结晶。
故答案为:
(1)是;
(2)等于;
(3)降温结晶。
9. (2025•浙江模拟)某兴趣小组将一定质量的樟脑晶体溶解在酒精中制成简易“天气瓶”,通过观察樟脑晶体在酒精中的结晶情况检测气温的变化。如图为该“天气瓶”在三种不同气温下的结晶情况,下列说法不正确的是( )
A.甲瓶一定是饱和溶液
B.乙瓶溶质的质量分数大于丙瓶
C.采用降温结晶法可以回收樟脑晶体
D.若要长期使用该“天气瓶”,应将其密封保存
【解答】解:A、乙、丙中有樟脑晶体存在,说明是瓶内溶液一定为相应气温下的饱和溶液,甲没有樟脑晶体存在,可能是饱和溶液,也可能是不饱和溶液,故A错误;
B、由图示可知,乙、丙中有樟脑晶体存在,乙中的固体少于丙,所以乙瓶溶质的质量分数大于丙瓶,故B正确;
C、由图示可知,“天气瓶”在降温时,瓶内会出现晶体,温度越低,析出的晶体越多,樟脑在酒精溶液中的溶解度随温度升高而增大,采用降温结晶法可以回收樟脑晶体,故C正确;
D、要保证该“天气瓶”的使用时长,该“天气瓶”应该为密封装置,故D正确。
故选:A。
10. (2025•温岭市二模)如图是硫酸铜晶体的制备和生长实验过程。
(1)按照物质的组成分类,硫酸铜饱和溶液属于 。
(2)硫酸铜饱和溶液在温度下降析出晶体的过程中,溶质质量分数 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)在冷却至室温后,通过 法硫酸铜晶体继续生长。
【解答】解:(1)硫酸铜饱和溶液中含有硫酸铜和水,是由多种物质组成,属于混合物;
(2)降低温度,溶解度变小,晶体析出,溶质的质量减小,水的质量不变,溶质的质量分数减小;
(3)蒸发结晶,水的质量减小,溶解的硫酸铜减少,硫酸铜析出附着在晶体表面,晶体继续生长。
故答案为:(1)混合物;
(2)变小;
(3)蒸发结晶。
11. (2025•萧山区校级一模)天富北监盐场在宋代名声较大,制盐过程主要有:刮取海滩咸泥(取含盐泥土)、海水浇淋咸泥(溶解)、摊平暴晒、盐卤煎盐(结晶)过程。
(1)依据盐(氯化钠)的溶解度特点,盐卤煎盐是利用 (选填“蒸发结晶”或“冷却热饱和溶液结晶”)。
(2)盐场经上述过程制得的盐是 (选填“纯净物”或“混合物”)。
(3)小锦同学用提纯得到的精盐配制100克溶质质量分数为16%的氯化钠溶液。经检验所配制的溶液溶质质量分数偏小,其原因可能是 。
A.盛装溶液的试剂瓶用蒸馏水润洗
B.量取水读数时俯视
C.称量精盐时误将精盐放在右盘
【解答】解:(1)氯化钠的溶解度受温度的影响变化不大,盐卤煎盐是利用蒸发结晶的原理;
(2)盐场经上述过程制得的盐中还含有可溶性杂质,属于混合物;
(3)A、盛装溶液的试剂瓶用蒸馏水润洗,溶剂多了,溶质质量分数偏小,故正确;
B、量取水读数时俯视,溶剂少了,溶质质量分数偏大,故错误;
C、称量精盐时误将精盐放在右盘,氯化钠少了,溶质质量分数偏小,故正确。
故选:AC。
故答案为:(1)蒸发结晶;
(2)混合物;
(3)AC。
12. (2024•浙江模拟)如图所示是对20℃一定质量的物质甲的溶液进行恒温蒸发结晶的实验过程,下列分析正确的是( )
A.20℃一定质量的物质甲的溶液是饱和的
B.20℃物质甲的溶解度是50g
C.物质甲的溶解度随温度升高而增大
D.n=6
【解答】解:A、第一次蒸发10g水,析出1g甲,所得溶液为该温度下的饱和溶液;第二次恒温蒸发10g水,共析出6g甲,即第二次蒸发10g水,析出了5g甲,说明该温度下的饱和溶液,蒸发10g水,析出5g甲,则20℃一定质量的物质甲的溶液是不饱和的,故选项说法错误。
B、20℃甲的饱和溶液,蒸发10g水,析出5g甲,即该温度下,100g水中最多能溶解50g甲,则20℃物质甲的溶解度是50g,故选项说法正确。
C、由于实验过程中温度不变,无法确定物质甲的溶解度是否随温度升高而增大,故选项说法错误。
D、说明该温度下的饱和溶液,蒸发10g水,析出5g甲,第三次再蒸发10g水时,应再析出5g甲,n=6+5=11,故选项说法错误。
故选:B。
题型八.蒸发与蒸馏操作
13. (2025•拱墅区一模)蒸馏法是酿酒工艺中用于分离提纯酒精的关键步骤,其原理如图所示。烧瓶内盛有含酒精和水的酒糟,通过加热控制温度进行蒸馏。关于此过程的叙述,正确的是( )
A.加热温度需始终高于水的沸点以确保分离效率
B.冷却水应从甲处通入以增强冷却效果
C.在烧瓶内,酒精吸热升华
D.酒精蒸气在冷凝器内液化时,内能保持不变
【解答】解:A、加热温度需始终高于酒精的沸点,低于水的沸点以确保分离效率,故A说法错误;
B、冷却水应从甲处通入以增强冷却效果,故B说法正确;
C、在烧瓶内,酒精吸热汽化,故C说法错误;
D、酒精蒸气在冷凝器内液化时,内能降低,故D说法错误。
故选:B。
14. (2025•浙江二模)解放战争时期,为红军运送食盐的老百姓将“土盐”全部溶解成盐水,再将浸有盐水的棉袄带到根据地,以此躲过敌人的盘查。
(1)为了将“土盐”快速溶于水中,可采用的方法是 (写出一种即可)。
(2)老百姓将棉袄中的液体挤出,再将液体置于铁锅中煎煮得盐,“煎煮”类似于下图中的操作 (填字母)。
(3)“土盐”因含有较多的MgCl2而口感苦涩,若要除去“土盐”中的MgCl2可使用适量的 。
【解答】解:(1)搅拌可以加快溶质在溶剂中的溶解速率,将“土盐”放入水中不断搅拌,能够使“土盐”快速溶于水中;升高温度,一般情况下物质的溶解度增大,溶解速率也会加快,所以用热水溶解“土盐”也能使其快速溶解;将“土盐”研细,增大了“土盐”与水的接触面积,同样可以加快溶解速率。故可采用的方法是搅拌(或用热水溶解、将“土盐”研细等)。故答案为:搅拌(答案不唯一)。
(2)老百姓将棉袄中的液体挤出,再将液体置于铁锅中煎煮得盐,这个过程是将盐水加热,使水蒸发,从而得到盐,这属于蒸发操作。观察可知,A操作是蒸发,B操作是溶解,C操作是过滤。所以“煎煮”类似于图中的操作A。故答案为:A;
(3)要除去“土盐”中的MgCl2,可以加入适量的氢氧化钠溶液,因为氯化镁能与氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,过滤后就可以除去氢氧化镁沉淀,从而得到较纯净的“土盐”(主要成分是氯化钠)。故答案为:氢氧化钠(NaOH)溶液。
15. (2025•温州三模)如图是某兴趣小组设计的一款自动控制酒精灯火焰大小的蒸馏装置示意图,当金属管内气体温度升高,管内气压增大到一定值时,推动活塞向下运动,使连杆B端下降、A端上升,拉动进气口的挡板上升,从而控制酒精灯火焰的大小。
(1)蒸馏的原理是根据液体的 不同将酒精分离出来。
(2)当金属管内气体温度升高,推动活塞向下运动过程中,发生的能量转化是 。
(3)当拉动挡板上升,酒精灯火焰变小的原因是 。
【解答】解:(1)蒸馏的原理是根据液体的沸点不同将酒精分离出来;故答案为:沸点;
(2)当金属管内气体温度升高,推动活塞向下运动过程中,发生的能量转化是内能→机械能;故答案为:内能→机械能;
(3)当拉动挡板上升,酒精灯火焰变小的原因是助燃剂不足或空气进入量减小;故答案为:助燃剂不足或空气进入量减小。
故答案为:(1)沸点;
(2)内能→机械能;
(3)助燃剂不足或空气进入量减小。
题型九.仪器的连接与装置气密性的检查
16. (2025•浙江二模)实验室制取二氧化碳的有关操作如下图,正确的是( )
A.检查装置气密性 B.制气
C.收集 D.检验二氧化碳
【解答】解:A、关闭止水夹,向漏斗中加水至漏斗末端导管口被水浸没,若一段时间后,液面高度差保持不变,说明装置气密性良好,故正确;
B、硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水,硫酸钙附着在石灰石表面,使硫酸和碳酸钙隔离,反应停止,故不能用石灰石和稀硫酸反应制取二氧化碳,故错误;
C、二氧化碳的密度比空气的大,收集二氧化碳时,气体应从长管进,图中从短管进入,故错误;
D、检验二氧化碳应该用澄清石灰水,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,澄清石灰水是氢氧化钙的水溶液,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水,故错误。
故选:A。
17. (2025•绍兴三模)实验室制取氧气时,下列相关操作正确的是( )
A.检查气密性 B.装试剂
C.制备氧气 D.收集氧气
【解答】解:A、检查装置气密性的方法:把导管的一端浸没在水里,双手紧贴容器外壁,若导管口有气泡冒出,装置不漏气,故A图中所示操作正确;
B、取用粉末状试剂,试管横放,用药匙或纸槽把试剂送到试管底部,故B图中所示操作不正确;
C、加热固体试剂时,试管口略向下倾斜,防止冷凝水倒流使试管炸裂,故C图中所示操作不正确;
D、氧气的密度大于空气,用向上排空气法收集,导管应伸入到集气瓶底部,排净瓶内的空气,故D图中所示操作不正确;
故选:A。
18. (2024•浙江模拟)规范的操作是实验素养的基本要求,分析下列实验操作正确的是( )
A.检查装置气密性 B.制作血涂片
C.称量NaOH固体 D.溶解
【解答】解:A.检查装置的气密性正确,故正确;
B.制作血涂片是将装片向右移动,如图操作会是血细胞破裂,故错误;
C.称量NaOH固体不能放在白纸上,应该放在烧杯中,故错误;
D.溶解在烧杯中操作,不能在量筒中操作,故错误;
故选:A。
题型十.气体的发生与收集
19. (2025•上城区一模)实验室常用分解过氧化氢的方法制取氧气。图甲中A、B是两种氧气收集装置。
(1)装置B采用向上排空气法收集氧气,原因是 。
(2)图甲中的装置A、B各有优缺点。选择其中一种并说明所选装置的优点: 。
(3)实验中,为加快过氧化氢的分解,往往会加入MnO2。此时,制得的氧气中的氧元素来源于 (填化学式)。
(4)过氧化氢的分解速率受多种因素影响,某项目小组探究过氧化氢溶液浓度及反应中液体是否搅动对反应速率的影响,实验如下。
【实验步骤】选用不同浓度过氧化氢溶液,放入相同质量的MnO2,分别测定在液体搅动及不搅动情况下收集1L氧气所需的时间。
【实验结果】实验数据如图乙所示。若要在1﹣2分钟内收集1L氧气,则在液体不搅动时,适合选用的过氧化氢溶液浓度为 。
A.2%
B.5%
C.10%
D.15%
【解答】解:(1)氧气的密度比空气略大,且不与空气中的成分反应,所以可以采用向上排空气法收集。
(2)装置A排水法:优点是收集到的氧气比较纯净,因为排水法收集时,氧气在水中溶解量较少,且能将集气瓶内原有的空气排出,减少杂质气体混入;还能通过观察集气瓶口有大气泡冒出,直观判断氧气是否收集满。装置 B向上排空气法:优点是操作相对简便,不需要像排水法那样预先在集气瓶中装满水等复杂操作;且收集速度相对较快,能较快收集到一定量氧气。
(3)过氧化氢分解生成水和氧气,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,所以制得的氧气中的氧元素来源于H2O2。
(4)由图乙可知,在液体不搅动时,收集1L氧气所需时间在1−2分钟的是过氧化氢溶液浓度为15%时,所以答案选 D。
20. (2024•鹿城区校级一模)一个集气瓶、一个双孔塞、一长短的两个导管,组合成科学实验中经常使用的仪器—“万用瓶”。下列“万用瓶”不能达到实验目的是( )
A.检测O2流速 B.收集O2
C.吸收CO2 D.收集H2
【解答】解:A、通过产生气泡的快慢,可以判断气体流速,进气管是长导管,图中所示操作正确,能达到实验目的;
B、氧气不易溶于水,用图中装置收集氧气时,长导管是出水管,短导管是进气管,图中所示操作正确,能达到实验目的;
C、CO2能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,图中装置起洗气功能时进气管与出气管的方向是“长进短出”,图中所示操作正确,能达到实验目的;
D、H2密度比空气小,用图中装置收集H2时,长导管是出气管,短导管是进气管,图中所示操作错误,不能达到实验目的;
故选:D。
21. (2024•诸暨市二模)请根据图示回答下列问题:
(1)实验室常用稀盐酸和石灰石反应制CO2,也可用加热碳酸氢钠固体分解来制取CO2。若用分解碳酸氢钠来制取,则应选用气体发生装置是 (选填“A”或“B”)。
(2)若用C收集CO2气体,则气体应从导管 端进入。(选填“a”或“b”)。
(3)若用稀盐酸和石灰石反应制CO2,实验过程中,所选图中装置内碳酸钙的质量随时间变化的大致趋势如图D,请结合图像分析,t0时装置内的溶液中Ca2+与Cl﹣的个数比 (选填“等于”或“小于”)1:2。
【解答】解:(1)用加热碳酸氢钠固体分解来制取CO2,属于固体加热型,应该选用的发生装置是B。故答案为:B;
(2)二氧化碳密度比空气大,若用C收集CO2气体,则气体应从导管a端进入。故答案为:a;
(3)实验室制取二氧化碳使用石灰石和稀盐酸,发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;由图像可知,t0时碳酸钙质量不变,说明反应结束了,碳酸钙质量大于0,说明碳酸钙有剩余,盐酸完全反应,此时溶液中的溶质为氯化钙,故t0时装置内的溶液中Ca2+与C1﹣的个数比为1:2。故答案为:等于。
22. (2024•拱墅区校级三模)归纳与演绎是重要的科学方法,也是常用的科学学习方法。实验室制取气体的发生装置和收集装置如图所示。
(1)我们已经学过实验室制取O2、H2、CO2三种气体的反应原理、制取与收集方法,请你归纳出实验室制取这三种气体的反应的共同点是 (填字母,可多选)。
A.需要加热 B.需用催化剂
C.没有气体参加反应 D.生成的气体只有一种
(2)某同学选用氯酸钾晶体和二氧化锰混合制氧气,请写出发生反应的化学方程式: 。该同学选择上述A装置作为制氧气的发生装置,他选择的理由是 。
【解答】解:(1)实验室用双氧水制取氧气时不需要加热,实验室用高锰酸钾制取氧气时不需要催化剂,实验室制取氢气(活泼金属和酸反应)和二氧化碳(石灰石和稀盐酸反应)均不需要加热和催化剂;
(2)氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氯化钾和氧气,化学方程式为:2KClO32KCl+3O2↑;该同学选择上述A装置作为制氧气的发生装置,他选择的理由是:反应物都是固态,且反应需要加热。
故答案为:
(1)CD;
(2)反应物都是固态,且反应需要加热。
23. (2024•临海市二模)如图是几种制取气体的发生装置和收集装置。
(1)实验室可用双氧水与二氧化锰制取氧气,应选择的发生装置是 。
(2)用C装置收集氧气时,正确的操作顺序为 →c。
a.将装满水的集气瓶倒置在水槽中
b.当气泡连续均匀冒出时,将导管伸入集气瓶口
c.当瓶口有气泡冒出时,用毛玻璃片盖上瓶口,将集气瓶移出水面正放
(3)制取二氧化碳时,为了探究影响实验室制取二氧化碳的因素,同学们进行了以下实验:
实验编号
甲
乙
丙
丁
大理石(m克)
块状
块状
粉末状
粉末状
盐酸(V毫升)
5%盐酸
10%盐酸
5%盐酸
10%盐酸
若探究盐酸浓度对反应快慢的影响,可选择 (填实验编号)进行实验。
【解答】解:(1)过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,该反应的反应物是固体和液体,不需加热,属于固、液混合不加热型,发生装置可用B;
(2)用C装置收集氧气,操作的正确顺序为:将装满水的集气瓶倒置在水槽中,当出现连续、均匀的气泡时,将导管伸入集气瓶口,气体进入瓶中,当气体收集满时,用毛玻璃片盖上瓶口,将集气瓶移出水面正放;
(3)根据对比实验的基本要求,变量只有一个,其他条件完全相同,变量就是实验研究的对象,若探究盐酸浓度对反应快慢的影响,对比实验应是其他条件下相同,只有盐酸浓度不同,可选择甲、乙(或丙、丁)进行实验。
题型十一.胶头滴管
24. (2025•西湖区模拟)在做有关酸的性质实验中,下列操作规范的是( )
A.滴加盐酸 B.稀释浓硫酸
C.倾倒盐酸 D.测盐酸的pH
【解答】解:A、使用胶头滴管滴加少量液体时,注意胶头滴管不能伸入到试管内或接触试管内壁,应垂直悬空在试管口上方滴加液体,防止污染胶头滴管,故选项实验操作错误。
B、稀释浓硫酸时,要把浓硫酸慢慢地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时散失;一定不能把水注入浓硫酸中,以防止酸液飞溅,故选项实验操作正确。
C、向试管中倾倒液体试剂时,瓶塞要倒放,标签要向着手心,瓶口紧挨试管口;图中瓶塞没有倒放、标签没有向着手心,故选项实验操作错误。
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,故选项实验操作错误。
故选:B。
题型十二.给试管内的固体加热
25. (2025•舟山一模)科学实验操作的规范性、安全性是实验成败的关键,同时也反映了实验者的科学素养。下列实验操作中正确的是( )
A.实验室用高锰酸钾制氧气
B.在水中溶解少量氯化钠
C.证明二氧化碳气体的密度比空气大
D.用胶头滴管取少量稀盐酸
【解答】解:A.实验室用高锰酸钾制氧气,试管口应略向下倾斜,防止冷凝水回流使试管炸裂,图中试管口向上倾斜,故A错误;
B.溶解氯化钠应在烧杯中进行,不能在量筒中溶解物质,量筒不能用于加热和配制溶液,故B错误;
C.将二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着蜡烛的烧杯中,下层蜡烛先熄灭,能证明二氧化碳气体的密度比空气大,故C正确;
D.用胶头滴管取少量稀盐酸时,应先在空气中捏紧胶帽,排出空气后再伸入试剂瓶吸取液体,图中操作错误,故D错误;
故选:C。
1. (2025•衢州三模)实验室用FeS固体和稀硫酸反应制取H2S其化学方程式为:FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑。H2S气体密度比空气大,有毒,能溶于水,其水溶液为氢硫酸。
(1)制取H2S的化学反应类型属于 (填基本反应类型)。
(2)实验室制取硫化氢气体的发生装置是 (填字母,请从图1中选择)。
(3)小龙用C、D装置组合收集H2S,虚线框内最合适的装置是 (填序号,请从图2中选择)。
(4)D装置的作用是 。
【解答】解:(1)实验室用FeS固体和稀硫酸反应制取H2S化学反应类型属于复分解反应;故答案为:复分解反应;
(2)实验室制取硫化氢气体需选择固体和液体常温型发生装置,故选A为发生装置;故答案为:A;
(3)H2S气体密度比空气大,有毒,能溶于水,不能选择排水法收集,选择排空气收集时,由于硫化氢密度比空气大,所以气体要从长导管进入,所以应选择④收集;故
答案为:④;
(4)硫化氢气体有毒,不能排放在空气中,D装置的作用是吸收尾气,防止污染空气。故答案为:吸收尾气,防止污染空气。
2. (2025•滨江区二模)化学是一门以实验为基础的科学,请完成下列实验活动。
【活动一】实验装置的选择
(1)写出仪器a的名称: ,若用氯酸钾和二氧化锰制取较干燥的氧气,则发生和收集装置应为 。
【活动二】催化剂的对比实验
小江以过氧化氢溶液为原料,探究制取氧气的适宜催化剂。实验方案如下:在吸滤瓶中加20mL5%H2O2溶液,分别取等量的K2Cr2O7、CuO、Fe2O3三种催化剂,采用如图装置进行实验,记录吸滤瓶内压强随时间变化的曲线图。
(2)检查装置甲的气密性时,将右侧导管浸入水中,用手捂住吸滤瓶,观察到 ,说明气密性良好。
(3)根据实验结果,小江认为在实验室用过氧化氢溶液制取氧气的实验中,应选择K2Cr2O7作为催化剂。你是否同意他的观点,并说明理由 。
【解答】解:(1)仪器a的名称是试管。用氯酸钾和二氧化锰制取氧气,反应物为固体且需要加热,所以发生装置应选A;要制取较干燥的氧气,氧气的密度比空气大,应用向上排空气法收集,所以收集装置应选C。故答案为:试管;AC。
(2)检查装置甲的气密性时,将右侧导管浸入水中,用手捂住吸滤瓶,瓶内气体受热膨胀,若观察到导管口有气泡冒出,说明气密性良好。故答案为:导管口有气泡冒出。
(3)不同意小江的观点。从图像可知,K2Cr2O7作为催化剂反应速率太快。故答案为:不同意,K2Cr2O7作为催化剂反应速率太快。
3. (2025•东阳市模拟)在医疗急救、工业焊接等领域需要高纯度氧气。实验室采用不同收集方式(如图所示)获得氧气,测得浓度差异如表一。为获得高浓度氧气,兴趣小组进行了“收集时长对排空气法收集所得氧气浓度的影响”的探究,实验方案如表二所示。
表一:
收集方法
浓度范围
排空气法
60%~80%
排水法
90%~95%
表二:实验方案
实验步骤
三次实验氧气体积分数(%)
平均浓度(%)
步骤一:带火星木条放在集气瓶口,复燃时,立即停止收集并测定瓶中氧气的体积分数。
75.2
75.5
76.8
74.5
步骤二:带火星木条复燃后继续收集40秒,再停止收集并测定瓶中氧气浓度。
88.6
88.5
89.0
87.9
请回答:
(1)实验室用排水法收集氧气时,表明氧气已经集满的证据是 。
(2)按规范操作,排空气法收集氧气无法将空气排尽,所得氧气纯度相对较低,其原因是 。
(3)小组同学讨论后认为,为使该实验方案设计更严谨,应继续改变 ,重复上述实验操作。
(4)要提升排空气法获得氧气的浓度,除延长收集时间外,请再提出一种方法: 。
【解答】解:(1)在排水法收集氧气时,当集气瓶口有大气泡冒出,这就表明瓶内的水已经被排尽,氧气已经集满。故答案为:集气瓶口有大气泡冒出。
(2)氧气的密度只是略大于空气的密度,这使得在采用向上排空气法收集氧气时,氧气和空气难以彻底分离,空气不能被完全排尽,从而导致所得氧气纯度相对较低。故答案为:氧气的密度略大于空气。
(3)为了使“收集时长对排空气法收集所得氧气浓度的影响”这一实验方案设计更加严谨,应该继续改变收集时间(比如改变为其他的时长,像20秒、60秒等),重复上述实验操作,这样可以更全面地探究收集时长对氧气浓度的影响。故答案为:收集时间。
(4)要提升排空气法获得氧气的浓度,除了延长收集时间外,还可以采用改进收集装置的方法,例如使用更大容积的集气瓶,或者在集气瓶口加一个漏斗等(答案不唯一),这样能使氧气与空气更充分地分离,从而提高氧气浓度。故答案为:改进收集装置(答案不唯一)。
4. (2025•德清县二模)呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠(Na2O2)作为供氧剂。为了探究其反应原理,小明设计了如图实验装置,同时也查阅了相关资料。
资料一:过氧化钠与二氧化碳和水都能发生反应,且都放出热量。
化学方程式分别为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。
资料二:氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而降低。请根据实验装置等信息分析完成下列问题。
(1)注射器的作用类似于 (选填“长颈漏斗”或“分液漏斗”)。
(2)为了证明过氧化钠与二氧化碳反应是否产生氧气,请在F处增加一个实验操作: 。
(3)实验装置C中无水硫酸铜的作用是 。
(4)实验过程中发现D装置中的澄清石灰水变浑浊,其原因是 。
【解答】解:(1)注射器的作用类似于分液漏斗,可以控制液体的滴加的快慢;故答案为:分液漏斗;
(2)为了证明过氧化钠与二氧化碳反应是否产生氧气,在F处增加的一个实验操作是:把带火星的木条放在F处,如果带火星的木条复燃,说明反应生成了氧气,如果带火星的木条不能复燃,说明反应不能生成氧气。故答案为:把带火星的木条放在F处。
(3)实验装置中C中的无水硫酸铜的作用是检验水蒸气是否被B完全吸收。故答案为:检验水蒸气是否被B完全吸收。
(4)D装置中的澄清石灰水变浑浊的原因是:过氧化钠和二氧化碳反应放热,导致澄清石灰水温度升高,从而导致氢氧化钙溶解度减小。故答案为:过氧化钠和二氧化碳反应放热,导致澄清石灰水温度升高,从而导致氢氧化钙溶解度减小。
5. (2025•义乌市二模)利用如图放置的装置,分别用排水法收集氧气和用排空气法收集氢气时,氧气和氢气进入瓶内的导管口分别为( )
A.甲、丁 B.乙、丙 C.甲、丙 D.乙、丁
【解答】解:A.瓶内装满水,用于收集氧气时,氧气密度比水小,气体应从乙端管口通入,故选项错误;
B.该装置用于排空气法收集氢气时,氢气的密度小于空气,故气体应从丁管口通入,故选项错误;
C.瓶内装满水,用于收集氧气时,氧气密度比水小,气体应从乙端管口通入,用于排空气法收集氢气时,氢气的密度小于空气,故气体应从丁管口通入,故选项错误;
D.瓶内装满水,用于收集氧气时,氧气密度比水小,气体应从乙端管口通入,用于排空气法收集氢气时,氢气的密度小于空气,故气体应从丁管口通入,故选项正确。
故选:D。
6. (2025•宁海县校级模拟)请回答以下问题:
(1)如图装置中标“a”的仪器名称是 ;
(2)用过氧化氢和二氧化锰制取氧气时,若选择F装置收集,应将带火星的木条置于 端管口(选填“c”或“d”),如果带火星的木条复燃则表明瓶中氧气已集满;
(3)加热氢氧化钙和氯化铵的固体混合物可制取氨气,氨气是一种无色、有刺激性气味、密度比空气小、易溶于水的气体。从装置A~E中选择制取并收集氨气,应选用图中的 (填字母)。
【解答】解:(1)如图装置中标“a”的仪器名称是锥形瓶,故答案为:锥形瓶;
(2)选择F装置收集,因为氧气的密度比空气大,应从长管d管进入,将带火星的木条置于c端管口,如果带火星的木条复燃则表明瓶中氧气已集满,故答案为:c;
(3)加热氢氧化钙和氯化铵的固体混合物可制取氨气,是加热固体生成气体的反应,应选择固固加热型发生装置A,氨气易溶于水,密度比空气小,则收集氨气只能够选择向下排空气法,即装置E,故答案为:AE。
7. (2025•浙江三模)如图是实验室制取和收集气体的常用装置。请回答下列问题:
(1)甲同学用石灰石和稀盐酸来制取和收集二氧化碳气体,他应选用的实验装置是 。(填字母)
(2)乙同学用加热高锰酸钾来制取氧气,实验过程中发现装置A的试管口有少量水滴。这些水不是生成物的理由是高锰酸钾(KMnO4)不含 。
(3)能用C装置收集的气体性质是 。
【解答】解:(1)用石灰石和稀盐酸来制取和收集二氧化碳气体,他应选用固液常温型发生装置B,收集二氧化碳选向上排空气法装置D收集。故答案为:BD;
(2)乙同学用加热高锰酸钾来制取氧气,实验过程中发现装置A的试管口有少量水滴。这些水不是生成物的理由是高锰酸钾(KMnO4)不含氢元素;故答案为:氢元素;
(3)能用C装置收集的气体性质是不易溶于水且不与水反应。
8. (2025•衢州一模)如图是某学生设计的一种多功能装置。
(1)装置甲可用于排空气法收集H2,则氢气应从装置甲的 端通入。
(2)装置乙可用于除去CO2中的水蒸气,则在装置内应盛放的液体是 。
(3)装置乙也可用于贮气。若要将装置乙中储存的氧气排出进行实验,水应从 端通入。
【解答】解:(1)收集密度比空气小的气体,从短管进长管出,氢气的密度比空气小,所以氢气应从装置甲的B端通入;
(2)浓硫酸具有吸水性,装置乙可用于除去CO2中的水蒸气,则在装置内应盛放的液体是浓硫酸,长管进短管出;
(3)水的密度比氧气密度大,水应从C端通入。
故答案为:(1)B(或右);
(2)浓硫酸;
(3)C(或左)。
9. (2025•绍兴三模)如图是某学生设计的一种有洗气、检验、贮气等用途的装置。
(1)若用该装置收集气体,当收集的气体从B处导管进入,则下列气体可以用该装置收集的是 。
A.氧气
B.二氧化碳
C.氢气
(2)要除去氧气中混有的水蒸气,瓶中盛有的试剂是 ,混合气体应从 (填“A”或“B”)处导管进入。
【解答】解:(1)当收集的气体从B处导管进入时,说明该气体的密度比空气小。氧气的密度比空气大,二氧化碳的密度也比空气大,而氢气的密度比空气小。所以能用该装置收集的气体是氢气,故选:C。
(2)要除去氧气中混有的水蒸气,瓶中盛有的试剂通常是浓硫酸,因为浓硫酸具有吸水性。用该装置进行洗气时,为了让混合气体与浓硫酸充分接触,达到更好的干燥效果,混合气体应从长管A处导管进入。故答案为:浓硫酸;A。
10. (2025•诸暨市模拟)科学是一门以实验为基础的学科。如图A和B为实验室中常见的气体发生装置,请回答下列问题:
(1)实验室制取二氧化碳的发生装置可选择 (填字母)。
(2)向收集满二氧化碳的集气瓶内加入澄清石灰水(如图C),振荡后,有 现象。此时,发现该瓶口上方的玻璃片被吸住,不易滑动(如图D),其原因是 。
【解答】解:(1)实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体,反应条件是常温,因此发生装置可选择B;故答案为:B;
(2)向收集满二氧化碳的集气瓶内加入澄清石灰水(如图C),振荡后,有白色沉淀生成现象。此时,发现该瓶口上方的玻璃片被吸住,不易滑动(如图D),其原因是二氧化碳与澄清石灰水反应,使瓶内压强减小。故答案为:白色沉淀生成;二氧化碳与澄清石灰水反应,使瓶内压强减小。
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第20讲 实验基本技能与常见气体的制取和净化
实验基本技能与常见气体的制取和净化是浙江科学中考物质科学板块的核心内容,常结合实验装置、操作规范和实际问题命题,题型覆盖选择、填空、实验探究等
【考点1 常见仪器及操作】
【考点剖析】
一、常见的化学实验仪器及其使用方法
1.反应器的使用方法
仪器图形与名称
主要用途
使用方法及注意事项
试管
用作少量试剂的溶解或反应的仪器,也可收集少量气体、装配型气体发生器
可直接加热;加热固体时,管口略向下倾斜,固体平铺在管底;加热液体时,管口向上倾斜,与桌面成45°,液体量不超过容积的1/3,切忌管口向着人。
烧杯
配制、浓缩、稀释溶液,也可作反应器、水浴加热器
加热时垫石棉网,液体不超过2/3,不可蒸干。
烧瓶
用作加热或不加热条件下较多液体参加的反应容器
平底烧瓶一般不做加热仪器,圆底烧瓶加热要垫石棉网,或水浴加热。
蒸馏烧瓶
作液体混合物的蒸馏或分馏,也可装配气体发生器
加热要垫石棉网,或水浴加热。
锥形瓶
滴定中的反应器,也可收集液体,组装反应容器。
加热要垫石棉网;滴定时握住瓶颈振荡,眼睛注视瓶内溶液颜色的变化。
集气瓶
收集气体,装配洗气瓶,气体反应器、固体在气体中燃烧的容器。
不能加热,作固体在气体中燃烧的容器时,要在瓶底加少量水或一层细沙。
坩埚
用于灼烧固体使其反应。亦可用于溶液的蒸发、 或结晶。
可直火加热至高温,放在泥三角上,用坩埚钳夹取,不可骤冷。蒸发时要搅拌;将近蒸干时用余热蒸干。
2.计量仪器的使用方法
仪器图形与名称
主要用途
使用方法及注意事项
量筒
粗量取液体体积
(1)不能加热
(2)不可用于配液或作反应容器
(3)应根据量取液体的体积选用合适的规格,规则为:大而近
(4)量程刻度在上(量筒底面即为零——故不标“0”)
托盘天平(附砝码)
称量药品质量。
(1)称前先调平衡螺母。
(2)托盘上应垫纸,腐蚀性药品应盛于小烧杯内称量。
(3)左盘放物品,右盘放砝码。
(4)1 g以下用游码。
(5)天平的平衡法则:左盘中的质量=右盘中的质量+游码标示的质量。
3.加热、蒸发、蒸馏、结晶的仪器
仪器图形与名称
主要用途
使用方法及注意事项
酒精灯
作热源
(1)用火柴点燃;
(2)加热用外焰;
(3)酒精用量不能超过容积的2/3,不能少于1/4;
(4)熄灭用灯帽盖灭,不能用嘴吹;
(5)禁止向燃着的酒精灯中添加酒精;
(6)酒精洒在桌上燃烧时应用湿抹布扑盖。
表面皿、 蒸发皿
蒸发皿用于蒸发溶剂,浓缩溶液。
(1)可在三脚架上直接加热,也可用石棉网、水浴等间接加热,加热时,可用玻璃棒搅拌。
(2)不能骤冷,蒸发溶液时不能超过2/3。
(3)表面皿加热,需垫上石棉网。
蒸馏装置
对互溶的液体混合物进行分离
温度计水银球应低于支管口处,蒸馏烧瓶中应加碎瓷片或沸石以防暴沸,冷凝器下口进水,上口出水。
4.过滤、分离、注入液体的仪器
仪器图形与名称
主要用途
使用方法及注意事项
漏斗
过滤或向小口径容器注入液体。
漏斗下端紧靠烧杯内壁。
长颈漏斗
装配反应器。
下端应插入液面下,否则气体会从漏斗口跑掉。
分液漏斗
用于分离密度不同且互不相溶的液体,也可组装反应器,以随时加液体。
使用前先检查是否漏液,放液时打开上盖或将塞上的凹槽对准上口小孔,上层液体从上口倒出。
洗气瓶
除去气体中的杂质
(1)一般选择与杂质气体反应的试剂作吸收液
(2)装入液体量不宜超过容积的2/3
(3)气体的流向为:长进短出
干燥管
用于干燥或吸收某些气体,干燥剂为粒状,常用无水CaCl2、碱石灰
(1)注意干燥剂或吸收剂的选择
(2)一般为大口进气,小口出气
(二)、化学实验基本操作
1.药品的称量、取用
取用药品
固体药品
液体药品
粉末
块状
一定量
少量
多量
一定量
使用仪器
药匙(或纸槽)
镊子
用托盘天平量取
胶头滴管
用试剂瓶倾倒
量筒、滴定管
化学药品取用的基本原则:
①取用药品时要严格做到“三不”: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。
②注意节约药品。应该严格按照实验规定的用量取用药品。如果没有说明用量,一般应该按最少量取用:液体(1~2)毫升,固体只需盖满试管底部。
③取用粉末状或小颗粒状固体用药匙,若药匙不能伸入试管,可用小纸槽,把药品送入试管底部,而不能沾在管口和管壁。块状和大颗粒固体镊子夹取。
④取少量液体可用胶头滴管。取用较多的液体用倾注法,注意试剂瓶上的标签向手心。向容量瓶、漏斗中倾注液体时,要用玻璃棒引流。
⑤实验剩余的药品既不能放回原瓶,以免污染试剂;也不要随意丢弃,更不要拿出实验室,要放入指定的容器内。
2.常见指示剂(或试纸)的使用
(1)试纸种类及作用
①石蕊试纸(红、蓝色):定性检验酸、碱性。
②pH试纸:定量检验酸、碱性的强弱(粗测)。
(2)使用方法
①检验液体:取一小块试纸放在表面皿或玻璃片上,用蘸有待测液的玻璃棒(或胶头滴管吸取待测液)
点在试纸中部,观察试纸颜色变化。
②检验气体:一般先用蒸馏水把试纸润湿,粘在玻璃棒的一端,并使其接近盛气体的试管(或集气瓶)口,观察颜色变化。
3.仪器的洗涤
(1)仪器用毕应立即清洗,一般可依照倒去废物→冷却→用水冲洗→刷洗→用水冲洗的顺序进行。
(2)标准:仪器内壁附着的水既不聚集成滴,也不成股流下时,表示仪器已洗干净.
(3)若附着不易用水洗净的物质时,应选择不同的“洗涤剂”区别对待。
待清洗仪器
污物
清洗试剂
做过KMnO4分解实验的试管
MnO2
浓盐酸
做过碘升华的烧杯
碘
酒精
长期存放FeCl3溶液的试剂瓶
Fe(OH)3
稀盐酸
4.过滤操作
①操作注意事项:一贴二低三靠。
“一贴”:滤纸紧贴漏斗的内壁。
“二低”:纸的边缘低于漏斗口;漏斗内的液面低于滤纸的边缘。
“三靠”:漏斗下端紧靠烧杯内壁;用玻璃棒引流时,玻璃棒下端轻靠在三层滤纸的一边;用玻璃棒引流时,烧杯尖嘴紧靠玻璃棒中部。
②过滤后,滤液仍然浑浊的可能原因:承接滤液的烧杯不干净;倾倒液体时液面高于滤纸边缘;滤纸破损。
5.蒸发操作
①在加热过程中,用玻璃棒不断搅拌。
作用:加快蒸发、受热均匀,防止由于局部温度过高造成液滴飞溅。
②当液体接近蒸干或出现较多固体时停止加热,利用余热将剩余水分蒸发掉,以避免固体因受热而飞溅出来。
③热的蒸发皿要用坩埚钳夹取,热的蒸发皿如需立即放在实验台上,要垫上石棉网。
6.闻气体的气味
①不能把鼻孔凑到容器口去闻药品的气味。②操作方法:扇气入鼻法。
7.装置的连接
①玻璃管与橡皮管、橡皮塞的连接:先将要插入的玻璃管的一端用水润湿,轻轻旋进。
②整套装置的连接顺序:从左向右,由下而上。
例1、(2025•滨江区一模)如图所示为杭州奥体中心游泳馆水循环系统,该系统使游泳馆实现常年“不换水”的同时水质完全符合国际赛事标准,充分体现了杭州绿色亚运的理念。如图为奥体游泳馆循环系统工作流程示意图。
(1)水经过毛发分离器和硅藻土分离器,初步完成了水体不溶性杂质的去除,此过程用到的物质分离方法为 。
(2)水循环系统中用来消毒的NaClO,用烧碱氯化法制取,其反应原理为X+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,则X的化学式为 。
(3)水经过臭氧反应罐和尿素分解罐,初步完成了水体的消毒(利用臭氧强氧化性)和有机物的去除,则此过程属于 (选填“物理”或“化学”)变化。
【考点2 常见的气体制取】
【考点剖析】
氧气
氢气
二氧化碳
反应物状态
固体粉末
固体与液体
块状固体与液体
块状固体与液体
反应条件
加热
常温
常温
常温
反应原理
发生装置
收集方法
法或 法
法或
法
法
检验方法
将带火星的木条伸入容器内,木条复燃
点燃,罩干冷小烧杯,产生淡蓝色火焰;烧杯内壁有水珠
通入澄清石灰水,石灰水变浑浊
验满方法
将带火星的木条伸到集气瓶口,木条复燃,证明已集满
—
用燃着的木条伸到集气瓶口,木条立即熄灭,证明已集满
实验操
作步骤
①检查气密性;②装入药品;③固定试管;④点燃酒精灯;⑤收集气体;⑥将导管移出水槽;⑦熄灭酒精灯
①检查气密性;②装入药品;③固定试管;④验纯;⑤收集气体
①检查气密性;②加入石灰石;③加入稀盐酸;④收集气体
注意事项
①试管口应略向下倾斜;②用加热高锰酸钾法时试管口应塞一团棉花;③排水法收集时,当气泡连续、均匀冒出时才可收集;④排水法收集后,先移出导管,再熄灭酒精灯
①长颈漏斗末端应伸入液面以下;②用向下排空气法收集时,导管应接近集气瓶底部;③不能用浓盐酸来制取氢气
①不能用稀硫酸代替稀盐酸;②长颈漏斗末端应伸入液面以下;③用向上排空气法收集时,导管应接近集气瓶底部
例2、(2024•义乌市校级三模)科学实验操作的规范性、安全性是实验成败的关键,同时也反映了实验者的科学素养、下列实验操作中错误的是( )
A.检查装置气密性
B.实验室制氧气装置
C.证明CO2密度比空气大
D.检验O2是否集满
例3、(2025•普陀区二模)氨(NH3)能是一种零碳能源。宏志学校实践小组的同学对此产生了浓厚的兴趣,对氨气的制取方法、应用优势展开了项目化探究。
(1)传统合成氨。在高温、高压下利用铁触媒制取氨气的微观反应示意图如图1。常将铁触媒制成海绵状,海绵状的结构优点是 。相同条件下,氨气的密度比空气小,若制得的氨气利用图2装置采用排空气法收集,应将气体从 (填“a”或“b”)端通入。
(2)电解合成氨。科学家最新研制了常温、常压下电解法合成氨的方法,原理如图3所示。实验测得反应实际所得到的氧气质量远大于理论值,可能的原因是 。
(3)科研人员采用氨气分级燃烧技术,反应原理示意图如图4。请结合以上信息,阐述用氨气作为零碳能源可行性的理由: 。
【考点3 常见的气体净化与干燥】
【考点剖析】
(1)气体净化和干燥的装置
洗气瓶 球形干燥管 U形干燥管 加热装置
(2)气体的净化
在实验室制备的各种气体中,常含有少量的酸雾、水蒸气和其他气体杂质,须经过干燥与净化才能得到实验所需要的纯净气体。
① 选择气体吸收剂的原则是所选吸收剂只吸收气体中的杂质,而与被提纯物质不反应,也不产生新的杂质。
② 多种气体杂质共存时,要注意试剂的选择和除杂顺序,一般水蒸气最后除去。选择“洗气瓶”等吸收装置,不仅要注意药品的名称,还要注意“长进短出”的原则,球形干燥管要“大进小出”。
③ 常见气体杂质的吸收剂见下表:
吸收剂
吸收的气体杂质
水
易溶性气体,如HCl、NH3等
碱石灰(NaOH+CaO)
CO2、H2O(气体)、H2S等
强碱溶液(NaOH)
CO2、SO2、HCl、H2S等
灼热的CuO
H2、CO
灼热的铜网
O2
(3)气体的干燥
选用干燥剂应根据气体的性质和干燥剂的性质来确定,其原则是干燥剂只能吸收气体中的水分,而不能与待干燥的气体反应。
附表:常见气体的干燥剂选择见下表:
干燥剂
可干燥的气体
不能干燥的气体
酸性
浓硫酸
H2、O2、CO2、CO、
CH4、N2、SO2、HCl
NH3
碱性
生石灰、碱石灰、固体氢氧化钠
H2、O2、CO、CH4、N2、NH3
CO2、SO2、HCl
中性
无水氯化钙
除NH3以外的所有气体
NH3
例4、(2025•舟山二模)如图是实验室制取氯气的装置,分产生、净化、收集和尾气处理四步。
(1)制取氯气的原理为:MnO2+4HCl(浓)=MnCl2+Cl2↑+2H2O。MnCl2中锰元素的化合价为 。
(2)装置B产生的氯气中常含HCl气体,其原因是浓盐酸具有 性。
(3)图中装置D的作用是 。
(4)已知氯气的密度比空气大。利用装置E采用排空气法收集氯气,请将该装置中的导管绘制完整。
【考点4 尾气的处理】
【考点剖析】
(1)用液体吸收(如图1),如CO2、SO2、HCl等可用NaOH溶液吸收,NH3可用水吸收。
(2)用点燃法处理(如图2),如CO、CH4、H2等可燃性气体可在装置末端连接一个尖嘴导管,将其点燃,如图2所示。
(3)用气球收集(如图3),如有毒的CO、H2S、Cl2等可在导管末端系上一个气球收集。
注意:对于易溶性气体(如NH3)的吸收,应加防倒吸装置,如图4所示。
图1 图2
图3 图4
例5、(2024•鹿城区校级二模)电石(主要成分为CaC2)是一种块状固体,能与水剧烈反应,生成氢氧化钙和乙炔(C2H2)气体。工业上常利用乙炔和氧气燃烧产生的高温火焰来切割、焊接金属。
(1)请从图甲中选择制取乙炔气体的发生装置 。
(2)高温火焰使金属焊接面温度升高变为液态,冷却后焊接在一起。这一过程中金属发生的物态变化有 。
(3)在焊接前,师傅将焊枪的氧气阀门调大,获得火焰2进行焊接(如图乙)。火焰相关资料如表:
乙炔燃烧
现象
生成物
火焰温度
火焰1
空气中
发出明亮的火焰,冒出黑烟
炭黑,一氧化碳和水
2100℃
火焰2
氧气中
燃烧更剧烈,发出更明亮火焰,没有黑烟
二氧化碳和水
3150℃
分析选择火焰2的优点有 。(写出两点)
题型一.常用仪器的名称
1. (2025•绍兴二模)在实验室,配制好的稀盐酸一般保存在下列哪个容器中( )
A.试管 B.试剂瓶 C.量筒 D.烧杯
题型二.加热器皿-酒精灯
2. (2025•浙江模拟)某科学小组利用紫甘蓝、酒精、水和滤纸等自制了pH试纸,并用它测定溶液的pH,部分操作如下,其中正确的是( )
A.溶解紫甘蓝 B.点燃酒精灯
C.过滤 D.测定溶液pH
题型三.量筒
3. (2025•萧山区校级模拟)规范的实验操作是实验安全和成功的保证,下列图示的实验操作正确的是( )
A.量取液体 B.测溶液的pH
C.移走蒸发皿 D.过滤液体
题型四.液体药品的取用
4. (2025•柯城区校级四模)规范的实验操作是实验成功和安全的重要保证。下列操作规范的是( )
A.倾倒试剂 B.稀释浓硫酸
C.检查气密性 D.过滤液体
题型五.温度及温度的测量
5. (2025•浙江模拟)以下为某校学生进行“温度计发展史”的项目化学习的部分片段,通过查阅资料整理了温度计发展史。请完成下列问题:
(1)上述三种温度计都是利用了物质的 制成的。如上图的气体温度计,当环境温度降低时,管中水柱液面将 (选填“上升”、“下降”或“不变”)。
(2)在相同的受热条件下,将两个形状、厚度相同的铜片和铁片焊在一起就可制成上图中的固体温度计。已知铜的膨胀程度比铁大,当温度升高时,指针会偏向 侧(选填“A”或“B”)。
(3)如图甲是小黄制作的一个简易液体温度计。使用时发现该温度计管中液柱移动不明显,导致示数不够精确,对此请你提出一条改进建议 。
题型六.过滤的原理、方法及其应用
6. (2025•婺城区二模)规范的实验操作是实验成功的重要保证。下列实验操作规范的是( )
A.测溶液pH B.过滤溶液
C.干燥氢气 D.测物体质量
题型七.结晶的原理、方法及其应用
7. (2025•浙江模拟)有A、B、C三个烧杯中分别盛有质量为100克的水,在相同的温度下,向三个小烧杯中分别加入50g、40g、30g某固体物质,充分溶解后,结果如图所示。请回答:
(1)A、B两个烧杯中的溶质质量分数的大小关系是PA% PB%。
(2)C烧杯中的溶液静置一段时间后无明显现象,这说明溶液具有 的特点。
(3)若要从C烧杯的溶液中重新结晶出该固体,可采用的方法是 。
8. (2025•浙江二模)在制备硫酸铜晶体时,小金在50克的70℃热水(图甲)中,加入80克硫酸铜粉末充分溶解后现象如图乙所示,后续过程如图丙、丁所示。
(1)请判断图乙 饱和溶液。(选填“是”或“不是”)
(2)图乙中溶液的溶质质量分数 图丙的溶质质量分数。(选填“大于”“等于”或“小于”)
(3)图丙到图丁的实验过程中获得硫酸铜晶体的方法是 。
9. (2025•浙江模拟)某兴趣小组将一定质量的樟脑晶体溶解在酒精中制成简易“天气瓶”,通过观察樟脑晶体在酒精中的结晶情况检测气温的变化。如图为该“天气瓶”在三种不同气温下的结晶情况,下列说法不正确的是( )
A.甲瓶一定是饱和溶液
B.乙瓶溶质的质量分数大于丙瓶
C.采用降温结晶法可以回收樟脑晶体
D.若要长期使用该“天气瓶”,应将其密封保存
10. (2025•温岭市二模)如图是硫酸铜晶体的制备和生长实验过程。
(1)按照物质的组成分类,硫酸铜饱和溶液属于 。
(2)硫酸铜饱和溶液在温度下降析出晶体的过程中,溶质质量分数 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)在冷却至室温后,通过 法硫酸铜晶体继续生长。
11. (2025•萧山区校级一模)天富北监盐场在宋代名声较大,制盐过程主要有:刮取海滩咸泥(取含盐泥土)、海水浇淋咸泥(溶解)、摊平暴晒、盐卤煎盐(结晶)过程。
(1)依据盐(氯化钠)的溶解度特点,盐卤煎盐是利用 (选填“蒸发结晶”或“冷却热饱和溶液结晶”)。
(2)盐场经上述过程制得的盐是 (选填“纯净物”或“混合物”)。
(3)小锦同学用提纯得到的精盐配制100克溶质质量分数为16%的氯化钠溶液。经检验所配制的溶液溶质质量分数偏小,其原因可能是 。
A.盛装溶液的试剂瓶用蒸馏水润洗
B.量取水读数时俯视
C.称量精盐时误将精盐放在右盘
12. (2024•浙江模拟)如图所示是对20℃一定质量的物质甲的溶液进行恒温蒸发结晶的实验过程,下列分析正确的是( )
A.20℃一定质量的物质甲的溶液是饱和的
B.20℃物质甲的溶解度是50g
C.物质甲的溶解度随温度升高而增大
D.n=6
题型八.蒸发与蒸馏操作
13. (2025•拱墅区一模)蒸馏法是酿酒工艺中用于分离提纯酒精的关键步骤,其原理如图所示。烧瓶内盛有含酒精和水的酒糟,通过加热控制温度进行蒸馏。关于此过程的叙述,正确的是( )
A.加热温度需始终高于水的沸点以确保分离效率
B.冷却水应从甲处通入以增强冷却效果
C.在烧瓶内,酒精吸热升华
D.酒精蒸气在冷凝器内液化时,内能保持不变
14. (2025•浙江二模)解放战争时期,为红军运送食盐的老百姓将“土盐”全部溶解成盐水,再将浸有盐水的棉袄带到根据地,以此躲过敌人的盘查。
(1)为了将“土盐”快速溶于水中,可采用的方法是 (写出一种即可)。
(2)老百姓将棉袄中的液体挤出,再将液体置于铁锅中煎煮得盐,“煎煮”类似于下图中的操作 (填字母)。
(3)“土盐”因含有较多的MgCl2而口感苦涩,若要除去“土盐”中的MgCl2可使用适量的 。
15. (2025•温州三模)如图是某兴趣小组设计的一款自动控制酒精灯火焰大小的蒸馏装置示意图,当金属管内气体温度升高,管内气压增大到一定值时,推动活塞向下运动,使连杆B端下降、A端上升,拉动进气口的挡板上升,从而控制酒精灯火焰的大小。
(1)蒸馏的原理是根据液体的 不同将酒精分离出来。
(2)当金属管内气体温度升高,推动活塞向下运动过程中,发生的能量转化是 。
(3)当拉动挡板上升,酒精灯火焰变小的原因是 。
题型九.仪器的连接与装置气密性的检查
16. (2025•浙江二模)实验室制取二氧化碳的有关操作如下图,正确的是( )
A.检查装置气密性 B.制气
C.收集 D.检验二氧化碳
17. (2025•绍兴三模)实验室制取氧气时,下列相关操作正确的是( )
A.检查气密性 B.装试剂
C.制备氧气 D.收集氧气
18. (2024•浙江模拟)规范的操作是实验素养的基本要求,分析下列实验操作正确的是( )
A.检查装置气密性 B.制作血涂片
C.称量NaOH固体 D.溶解
题型十.气体的发生与收集
19. (2025•上城区一模)实验室常用分解过氧化氢的方法制取氧气。图甲中A、B是两种氧气收集装置。
(1)装置B采用向上排空气法收集氧气,原因是 。
(2)图甲中的装置A、B各有优缺点。选择其中一种并说明所选装置的优点: 。
(3)实验中,为加快过氧化氢的分解,往往会加入MnO2。此时,制得的氧气中的氧元素来源于 (填化学式)。
(4)过氧化氢的分解速率受多种因素影响,某项目小组探究过氧化氢溶液浓度及反应中液体是否搅动对反应速率的影响,实验如下。
【实验步骤】选用不同浓度过氧化氢溶液,放入相同质量的MnO2,分别测定在液体搅动及不搅动情况下收集1L氧气所需的时间。
【实验结果】实验数据如图乙所示。若要在1﹣2分钟内收集1L氧气,则在液体不搅动时,适合选用的过氧化氢溶液浓度为 。
A.2%
B.5%
C.10%
D.15%
20. (2024•鹿城区校级一模)一个集气瓶、一个双孔塞、一长短的两个导管,组合成科学实验中经常使用的仪器—“万用瓶”。下列“万用瓶”不能达到实验目的是( )
A.检测O2流速 B.收集O2
C.吸收CO2 D.收集H2
21. (2024•诸暨市二模)请根据图示回答下列问题:
(1)实验室常用稀盐酸和石灰石反应制CO2,也可用加热碳酸氢钠固体分解来制取CO2。若用分解碳酸氢钠来制取,则应选用气体发生装置是 (选填“A”或“B”)。
(2)若用C收集CO2气体,则气体应从导管 端进入。(选填“a”或“b”)。
(3)若用稀盐酸和石灰石反应制CO2,实验过程中,所选图中装置内碳酸钙的质量随时间变化的大致趋势如图D,请结合图像分析,t0时装置内的溶液中Ca2+与Cl﹣的个数比 (选填“等于”或“小于”)1:2。
22. (2024•拱墅区校级三模)归纳与演绎是重要的科学方法,也是常用的科学学习方法。实验室制取气体的发生装置和收集装置如图所示。
(1)我们已经学过实验室制取O2、H2、CO2三种气体的反应原理、制取与收集方法,请你归纳出实验室制取这三种气体的反应的共同点是 (填字母,可多选)。
A.需要加热 B.需用催化剂
C.没有气体参加反应 D.生成的气体只有一种
(2)某同学选用氯酸钾晶体和二氧化锰混合制氧气,请写出发生反应的化学方程式: 。该同学选择上述A装置作为制氧气的发生装置,他选择的理由是 。
23. (2024•临海市二模)如图是几种制取气体的发生装置和收集装置。
(1)实验室可用双氧水与二氧化锰制取氧气,应选择的发生装置是 。
(2)用C装置收集氧气时,正确的操作顺序为 →c。
a.将装满水的集气瓶倒置在水槽中
b.当气泡连续均匀冒出时,将导管伸入集气瓶口
c.当瓶口有气泡冒出时,用毛玻璃片盖上瓶口,将集气瓶移出水面正放
(3)制取二氧化碳时,为了探究影响实验室制取二氧化碳的因素,同学们进行了以下实验:
实验编号
甲
乙
丙
丁
大理石(m克)
块状
块状
粉末状
粉末状
盐酸(V毫升)
5%盐酸
10%盐酸
5%盐酸
10%盐酸
若探究盐酸浓度对反应快慢的影响,可选择 (填实验编号)进行实验。
题型十一.胶头滴管
24. (2025•西湖区模拟)在做有关酸的性质实验中,下列操作规范的是( )
A.滴加盐酸 B.稀释浓硫酸
C.倾倒盐酸 D.测盐酸的pH
题型十二.给试管内的固体加热
25. (2025•舟山一模)科学实验操作的规范性、安全性是实验成败的关键,同时也反映了实验者的科学素养。下列实验操作中正确的是( )
A.实验室用高锰酸钾制氧气
B.在水中溶解少量氯化钠
C.证明二氧化碳气体的密度比空气大
D.用胶头滴管取少量稀盐酸
1. (2025•衢州三模)实验室用FeS固体和稀硫酸反应制取H2S其化学方程式为:FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑。H2S气体密度比空气大,有毒,能溶于水,其水溶液为氢硫酸。
(1)制取H2S的化学反应类型属于 (填基本反应类型)。
(2)实验室制取硫化氢气体的发生装置是 (填字母,请从图1中选择)。
(3)小龙用C、D装置组合收集H2S,虚线框内最合适的装置是 (填序号,请从图2中选择)。
(4)D装置的作用是 。
2. (2025•滨江区二模)化学是一门以实验为基础的科学,请完成下列实验活动。
【活动一】实验装置的选择
(1)写出仪器a的名称: ,若用氯酸钾和二氧化锰制取较干燥的氧气,则发生和收集装置应为 。
【活动二】催化剂的对比实验
小江以过氧化氢溶液为原料,探究制取氧气的适宜催化剂。实验方案如下:在吸滤瓶中加20mL5%H2O2溶液,分别取等量的K2Cr2O7、CuO、Fe2O3三种催化剂,采用如图装置进行实验,记录吸滤瓶内压强随时间变化的曲线图。
(2)检查装置甲的气密性时,将右侧导管浸入水中,用手捂住吸滤瓶,观察到 ,说明气密性良好。
(3)根据实验结果,小江认为在实验室用过氧化氢溶液制取氧气的实验中,应选择K2Cr2O7作为催化剂。你是否同意他的观点,并说明理由 。
3. (2025•东阳市模拟)在医疗急救、工业焊接等领域需要高纯度氧气。实验室采用不同收集方式(如图所示)获得氧气,测得浓度差异如表一。为获得高浓度氧气,兴趣小组进行了“收集时长对排空气法收集所得氧气浓度的影响”的探究,实验方案如表二所示。
表一:
收集方法
浓度范围
排空气法
60%~80%
排水法
90%~95%
表二:实验方案
实验步骤
三次实验氧气体积分数(%)
平均浓度(%)
步骤一:带火星木条放在集气瓶口,复燃时,立即停止收集并测定瓶中氧气的体积分数。
75.2
75.5
76.8
74.5
步骤二:带火星木条复燃后继续收集40秒,再停止收集并测定瓶中氧气浓度。
88.6
88.5
89.0
87.9
请回答:
(1)实验室用排水法收集氧气时,表明氧气已经集满的证据是 。
(2)按规范操作,排空气法收集氧气无法将空气排尽,所得氧气纯度相对较低,其原因是 。
(3)小组同学讨论后认为,为使该实验方案设计更严谨,应继续改变 ,重复上述实验操作。
(4)要提升排空气法获得氧气的浓度,除延长收集时间外,请再提出一种方法: 。
4. (2025•德清县二模)呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠(Na2O2)作为供氧剂。为了探究其反应原理,小明设计了如图实验装置,同时也查阅了相关资料。
资料一:过氧化钠与二氧化碳和水都能发生反应,且都放出热量。
化学方程式分别为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。
资料二:氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而降低。请根据实验装置等信息分析完成下列问题。
(1)注射器的作用类似于 (选填“长颈漏斗”或“分液漏斗”)。
(2)为了证明过氧化钠与二氧化碳反应是否产生氧气,请在F处增加一个实验操作: 。
(3)实验装置C中无水硫酸铜的作用是 。
(4)实验过程中发现D装置中的澄清石灰水变浑浊,其原因是 。
5. (2025•义乌市二模)利用如图放置的装置,分别用排水法收集氧气和用排空气法收集氢气时,氧气和氢气进入瓶内的导管口分别为( )
A.甲、丁 B.乙、丙 C.甲、丙 D.乙、丁
6. (2025•宁海县校级模拟)请回答以下问题:
(1)如图装置中标“a”的仪器名称是 ;
(2)用过氧化氢和二氧化锰制取氧气时,若选择F装置收集,应将带火星的木条置于 端管口(选填“c”或“d”),如果带火星的木条复燃则表明瓶中氧气已集满;
(3)加热氢氧化钙和氯化铵的固体混合物可制取氨气,氨气是一种无色、有刺激性气味、密度比空气小、易溶于水的气体。从装置A~E中选择制取并收集氨气,应选用图中的 (填字母)。
7. (2025•浙江三模)如图是实验室制取和收集气体的常用装置。请回答下列问题:
(1)甲同学用石灰石和稀盐酸来制取和收集二氧化碳气体,他应选用的实验装置是 。(填字母)
(2)乙同学用加热高锰酸钾来制取氧气,实验过程中发现装置A的试管口有少量水滴。这些水不是生成物的理由是高锰酸钾(KMnO4)不含 。
(3)能用C装置收集的气体性质是 。
8. (2025•衢州一模)如图是某学生设计的一种多功能装置。
(1)装置甲可用于排空气法收集H2,则氢气应从装置甲的 端通入。
(2)装置乙可用于除去CO2中的水蒸气,则在装置内应盛放的液体是 。
(3)装置乙也可用于贮气。若要将装置乙中储存的氧气排出进行实验,水应从 端通入。
9. (2025•绍兴三模)如图是某学生设计的一种有洗气、检验、贮气等用途的装置。
(1)若用该装置收集气体,当收集的气体从B处导管进入,则下列气体可以用该装置收集的是 。
A.氧气
B.二氧化碳
C.氢气
(2)要除去氧气中混有的水蒸气,瓶中盛有的试剂是 ,混合气体应从 (填“A”或“B”)处导管进入。
10. (2025•诸暨市模拟)科学是一门以实验为基础的学科。如图A和B为实验室中常见的气体发生装置,请回答下列问题:
(1)实验室制取二氧化碳的发生装置可选择 (填字母)。
(2)向收集满二氧化碳的集气瓶内加入澄清石灰水(如图C),振荡后,有 现象。此时,发现该瓶口上方的玻璃片被吸住,不易滑动(如图D),其原因是 。
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