高考必会实验题 12页

一 制备 1、氢气制备：工业：电解水、氯碱工业；实验室：锌与稀盐酸（稀硫酸） 2、CO：碳与二氧化碳（注意碳与水的水煤气制取的反应） 3、CO2：大理石与稀盐酸（思考为什么不用稀硫酸）；工业：煅烧大理石 4、CH4：醋酸钠与碱石灰共热（简单了解就行） 5、乙烯：乙醇的消去反应（浓硫酸 170 度；140 度生成副产品乙醚） 6、乙炔：电石（CaC2）与水的反应（用饱和食盐水代替水以减缓反应速率防止炸裂仪器或者堵塞导气管； 制取的乙炔中常混有硫化氢杂质） 7、氨气：工业：合成氨；实验室：氯化铵与氢氧化钙固体混合加热（可以用铵盐溶液与碱溶液共热或者加 热氨水制取；注意不能用氯化铵固体分解制取） 8、NO：工业：氨气的催化氧化；实验室：铜与稀硝酸反应 9、NO2：铜与浓硝酸 10、O2：工业：分离空气或者电离水；实验室：1）、高锰酸钾受热分解；2）、氯酸钾受热分解（二氧化 锰作催化剂）；3）、双氧水分解（二氧化锰作催化剂） 11、H2S：硫化亚铁与盐酸（最好能够知道） 12、SO2：工业：磺铁矿（FeS2）的燃烧；实验室：铜与浓硫酸；亚硫酸钠与浓硫酸（这个方法更好） 13、SO3：二氧化硫与氧气的反应（接触室中进行） 14、Cl2：二氧化锰（可用高锰酸钾、氯酸钾代替）与浓盐酸（不能用稀盐酸）反应；工业：氯碱工业 15、HCl：工业：氢气与氯气反应：实验室：氯化钠固体与浓硫酸反应；简易方法：浓盐酸滴入浓硫酸 16、HBr、HI：实验室用溴化钠（碘化钠）固体与浓磷酸反应（浓硫酸有强氧化性，发生氧化还原反应，所 以不用） 二 除杂 1、氢气中混有氯化氢：碱石灰 2、氢气中混有水蒸气：浓硫酸/碱石灰 3、一氧化碳中混有二氧化碳：碱石灰 4、二氧化碳中混有一氧化碳：灼热的氧化铜 5、二氧化碳中混有盐酸：饱和的碳酸氢钠溶液 6、乙烷中混有乙烯：溴水 7、乙炔中混有硫化氢：硫酸铜溶液 8、氨气中混有水蒸气：碱石灰 9、一氧化氮中混有二氧化氮：水 10、二氧化碳中混有二氧化硫：饱和碳酸氢钠溶液或者酸性高锰酸钾 11、二氧化硫中混有氯化氢：饱和的亚硫酸氢钠溶液 12、硫化氢中混有氯化氢：饱和的硫氢化钠 13、二氧化硫中混有水蒸气：浓硫酸 14、硫化氢中混有水蒸气：无水氯化钙 15、二氧化硫中混有三氧化硫：饱和的亚硫酸氢钠溶液 16、氯气中混有氯化氢：饱和食盐水或者水 17、氯气中混有水蒸气：浓硫酸 18、溴化氢或者碘化氢中混有水：无水氯化钙 【总结】1、浓硫酸不能干燥碱性气体（氨气）和还原性气体（硫化氢、溴化氢、碘化氢等） 2、碱性气体不能干燥酸性气体 3、两种酸性气体的除杂一般用弱酸的饱和酸式酸盐 三 检验 1、二氧化碳：澄清石灰水 2、CO：通过灼热氧化铜再检验生成的二氧化碳 3、碳酸根：加入盐酸再检验生成的二氧化碳 4、氨气：湿润的 PH 试纸或石蕊试纸 5、铵根：加入碱加热再检验生成的氨气 6、钠钾元素：焰色反应（物理变化）钾紫钠黄 7、铝：加酸或碱，先沉淀后溶解 8、硫离子：加入酸有臭鸡蛋气味气体或者加入铜离子生成黑色沉淀 9、二氧化硫：品红 10、亚硫酸根：加入酸再检验生成的二氧化硫 11、硫酸根：盐酸酸化的氯化钡 12、二价铁：先加入 KSCN 无现象，再加入氯气溶液变红 13、三价铁：加入 KSCN 显血红色 14、水：无水硫酸铜 实验室制取甲烷（CH4）： (1)反应原理：CH3COONa＋NaOH CH4＋Na2CO3 (2)发生装置：固+固 气 (3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气） (4)收集方法：排水集气法/向下排空气法 (5)尾气处理：无 (6)检验方法：①点燃，淡蓝色火焰，燃烧产物是 H2O 和 CO2 实验室制取一氧化氮（NO）： (1)反应原理：3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (2)发生装置：固+液→气 (3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气） (4)收集方法：排水集气法 (5)尾气处理：收集法（塑料袋） (6)检验方法：无色气体，暴露于空气中立即变为红棕色 实验室制取二氧化氮（NO2）： (1)反应原理：Cu＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (2)发生装置：固+液→气 (3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气） (4)收集方法：向上排空气法 (5)尾气处理：碱液吸收 (3NO2+H2O==2HNO3+NO;NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O) 实验室制取氯化氢（HCl）： (1)反应原理：2NaCl＋H2SO4 Na2SO4＋2HCl? (2)发生装置：固＋液→气 (3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气） (4)收集方法：向上排空气法 (5)尾气处理：水（防倒吸装置） (6)检验方法：①能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②靠近浓氨水冒白烟 五水硫酸铜的制备： (1)实验原理：铜是不活泼金属，不能直接和稀硫酸发生反应制备硫酸铜，必须加入氧化剂。在浓硝酸和稀 硫酸的混合液中，浓硝酸将铜氧化成 Cu2+，Cu2+与 SO4 2-结合得到硫酸铜： Cu+2HNO3+H2SO4====CuSO4+2NO2+2H2O 未反应的铜屑（不溶性杂质）用倾滗法除去。利用硝酸 铜的溶解度在 0～100℃范围内均大于硫酸铜溶解度的性质，溶液经蒸发浓缩析出硫酸铜，经过滤与可溶性 杂质硝酸铜分离，得到粗产品。硫酸铜的溶解度随温度升高而增大，可用重结晶法提纯。在粗产品硫酸铜 中，加适量水，加热成饱和溶液，趁热过滤除去不溶性杂质。滤液冷却，析出硫酸铜，过滤，与可溶性杂 质分离，得到纯的硫酸铜。 (2)实验步骤 ①称量 1.5g 铜屑，灼烧至表面呈现黑色，冷却； ②加 5.5mL3mol/L 硫酸，2.5mL 浓硝酸，反应平稳后水浴加热，补加 2.5mL3mol/L 硫酸，0.5mL 浓硝酸； ③铜近于完全溶解后，趁热倾滗法分离； ④水浴加热，蒸发浓缩至结晶膜出现； ⑤冷却、过滤； ⑥粗产品以 1.2mL 水/g 的比例，加热溶于水，趁热过滤； ⑦滤液冷却、过滤、晾干，得到纯净的硫酸铜晶体。 ⑧称重，计算产率。 实验室制取甲烷（CH4）： (1)反应原理：CH3COONa＋NaOH CH4＋Na2CO3 (2)发生装置：固+固 气 (3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气） (4)收集方法：排水集气法/向下排空气法 (5)尾气处理：无 (6)检验方法：①点燃，淡蓝色火焰，燃烧产物是 H2O 和 CO2 实验室制取一氧化氮（NO）： (1)反应原理：3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (2)发生装置：固+液→气 (3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气） (4)收集方法：排水集气法 (5)尾气处理：收集法（塑料袋） (6)检验方法：无色气体，暴露于空气中立即变为红棕色 实验室制取二氧化氮（NO2）： (1)反应原理：Cu＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O (2)发生装置：固+液→气 (3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气） (4)收集方法：向上排空气法 (5)尾气处理：碱液吸收 (3NO2+H2O==2HNO3+NO;NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O) 实验室制取氯化氢（HCl）： (1)反应原理：2NaCl＋H2SO4 Na2SO4＋2HCl? (2)发生装置：固＋液→气 (3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气） (4)收集方法：向上排空气法 (5)尾气处理：水（防倒吸装置） (6)检验方法：①能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②靠近浓氨水冒白烟 实验室制取硫化氢（H2S）： (1)反应原理：FeS＋2HCl→H2S↑＋FeCl2 (2)发生装置：固+液→气（启普发生器） (3)净化方法：饱和 NaHS（除 HCl），固体 CaCl2（除水蒸气） (4)收集方法：向上排空气法 (5)尾气处理：CuSO4 溶液或碱液吸收（H2S+2NaOH==Na2S+H2O 或 H2S+NaOH==NaHS+H2O） (6)检验方法：①湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②湿润的醋酸试纸黑 例题 根据要求完成下列各小题的实验目的，a、b 为活塞，加热及固定装置已略去。 (1)验证碳、硅非金属性的相对强弱。 ①连接仪器、 、加药品后，打开 a，关闭 b，然后滴入浓硫酸，加热。 ②铜与浓硫酸反应的化学方程式是____________________________________________， 装置 A 中的试剂是 。 ③能说明碳的非金属性比硅的非金属性强的实验现象是 。 (2)验证 SO2 的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。 ①(1)中①操作改为打开 b，关闭 a，其他不变。 ②H2S溶液中有浅黄色浑浊出现，其化学反应方程式是 。 ③BaCl2 溶液中无明显现象，将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生的沉淀的化学式填入表中相应 位置。 滴加的溶液 氯水 氨水 沉淀的化学式 写出其中 SO2 显还原性生成沉淀的离子方程式：________________________________。 答案： ①检查装置气密性 ②Cu＋2H2SO4(浓)===== △ CuSO4＋SO2↑＋2H2O 酸性 KMnO4 溶液 ③A 中酸性 KMnO4 溶液颜色变浅，盛有 Na2SiO3 溶液的试管中出现白色沉淀 (2)②2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O ③BaSO4 BaSO3 Ba2＋＋SO2＋Cl2＋2H2O===BaSO4↓＋4H＋＋2Cl－ 练习题 .TiO2 既是制备含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料。 实验室利用反应 TiO2（s）+ CCl4（g） TiCl4（g）+ CO2（g），在无水无氧条件下制备 TiCl4，实验 装置示意图如下： 有关物质的性质如下表： 物质 熔点/℃ 沸点/℃ 其它 CCl4 -23 76 与 CCl4 互溶 TiCl4 -25 136 遇潮湿空气产生白雾 仪器 A 的名称是 。装置 E 中的试剂是 。反应开始前依次进行如下操作： 组装仪器、 、加装药品，通 N2 一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的操作包括： ①停止通 N2②熄灭酒精灯③冷却至室温。正确的顺序为 （填序号）。欲分离 D 中的液态混合物，所 采用操作的名称是 。 干燥管 浓硫酸 检验装置的气密性 ②③① 蒸馏 1.某课外活动小组将下图所示装置按一定顺序连接，在实验室里制取一定量的 FeCl3（所通气体过量并充分反应）。 请回答下列问题： (1)A 中发生反应的化学方程式为____________________ (2)各装置的正确连接顺序为（填写装置代号）A→_______→ ________→_______→D。 (3)装置 C 的作用是____________________写出装置 D 中反应的离子方程式_____________________ (4)反应开始后，B 中硬质玻璃管内的现象为________________可以检验生成物中含有 Fe3+的试剂是_______ (5)该小组欲用下图所示装置收集尾气，并测量多余气体的体积。 ①若下图所示量气装置由于燥管、乳胶管和 50 mL 滴定管改造后组装而成，此处所用滴定管是______（填“酸 式”或“碱式”）滴定管。 ②为提高测量的准确性，下图装置中的液体可用____，收集完气体后，读数前应进行的操作是____。 ③如果开始读数时操作正确，最后读数时俯视右边滴定管液面，会导致所测气体的体积____（填“偏大”“偏小” 或“无影响”） 1. (1)4HCl(浓)+MnO2 MnCl2+Cl2↑+2H2O (2)E；C；B (3)干燥 Cl2，防止 FeCl3 的水解；Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O (4)棕（红）色的烟；硫氰化钾 (5)①碱式；②饱和 NaCl 溶液；上下移动滴定管，使左右两边液面相平；③偏大 2.某研究性学习小组将一定浓度的 Na2CO3 溶液滴入 CuSO4 溶液中得到蓝色沉淀。 甲同学认为两者反应只生成 CuCO3 一种沉淀； 乙同学认为这两者相互促进水解，只生成 Cu(OH)2 一种沉淀； 丙同学认为生成了 CuCO3 和 Cu(OH)2 两种沉淀。(查阅资料知：CuCO3 和 Cu(OH)2 均不带结晶水) (1)按照乙同学的理解，向生成的沉淀中加入________试剂，若观察到________时，就说明乙同学的猜想正 确，则 Na2CO3 溶液和 CuSO4 溶液反应的离子方程式为：_______________________； (2)定量探究生成物的成分将沉淀通过_______、洗涤、_______的操作从溶液中分离出来，再低温干燥，然 后定量分析沉淀物成分。 (3)若沉淀中 CuCO3 和 Cu(OH)2 两者都有，可通过下列所示装置的连接，进行定量分析来测定其质量(设每一 装置中的反应或吸收均完全，反应前系统中存在的空气忽略不计)。 ①上述各装置连接顺序为_____→_____→_____→_____→_____； ②实验结束时要通入过量的空气，其作用是____________________； ③若沉淀样品的质量为 m 克，CO2 吸收装置质量增加了 n 克，则沉淀中 Cu(OH)2 的质量分数为：_____； ④能证明甲同学说法正确的实验现象是____________________。 自己作答 3.某研究性学习小组将一定浓度 Na2CO3 溶液滴入 CuSO4 溶液中得到蓝色沉淀。 甲同学认为两者反应生成只有 CuCO3 一种沉淀；乙同学认为这两者相互促进水解反应，生成 Cu(OH)2 一种沉淀；丙同学认为生 成 CuCO3 和 Cu(OH)2 两种沉淀。（查阅资料知：CuCO3 和 Cu(OH)2 均不带结晶水） （1）．按照乙同学的理解 Na2CO3 溶液和 CuSO4 溶液反应的化学反应方程式为 ； 在探究沉淀物成分前，须将沉淀从溶液中分离并净化。具体操作为：①过滤 ② ③干燥。 （2）．请用下图所示装置，选择必要的试剂，定性探究生成物的成分。 ①各装置连接顺序为 A → → 。 ②装置 C 中装有试剂的名称是 。 ③能证明生成物中只有 CuCO3 的实验现象是 。 （3）．若 Cu(OH)2 和 CuCO3 两者都有，可通过下列所示装置的连接，进行定量分析来测定其组成。 ①装置 A 中碱石灰的作用是 ，实验结束时通人过量的空气的作用是 。 ②取一定量沉淀样品，充分加热待样品完全分解，最后称装置 C 质量增加了 3.6 克，称装置 D 质量增加了 8.8 克，则沉淀样 品中 Cu(OH)2??与 CuCO3 的物质的量之比为 。 3.（1）．Na2CO3 +CuSO4 +H2O=Cu(OH)2↓+Na2SO4+CO2↑（2 分）； 洗涤（1 分） （2）．① →C→B（1 分） ②无水硫酸铜（1 分） ③ 装置 B 中澄清石灰水变浑浊，装置 C 中无水硫酸铜不变蓝色（2 分） （3）．① 吸收空气中的 H2O 蒸汽和 CO2（1 分）； 将装置中滞留的 H2O 蒸汽和 CO2 吹入后面的吸收装置中以完全吸收。（1 分） ② 1：1（2 分） 4. 氢化钙固体登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。 请回答下列问题： （1）请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为________（填仪器接口的字母编号） （2）根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活 塞_________（请按正确的顺序填入下列步骤的标号）。 A．加热反应一段时间 B．收集气体并检验其纯度 C．关闭分液漏斗活塞 D．停止加热，充分冷却 （3）实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚酞后显红色， 该同学据此断，上述实验确有 CaH2 生成。 ①写出 CaH2 与水反应的化学方程式 ___________________ ②该同学的判断不正确，原因是_________________ （4）请你设计一个实验，用化学方法区分钙与氢化钙，写出实验简要步骤及观察到的现象___________。 （5）登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是____________。 4.（1） , , , ( , )i e f d c j k k j a   或 （2）BADC （3）①CaH2+2H2O=Ca（OH）2+2H2↑ ②金属钙与水反应也有类似现象 （4）取适量氢化钙，在加热条件下与干燥氧气反应，将反应气相产物通过装有无水硫酸铜的干 燥管，观察到白色变为蓝色，取钙做类似实验，观察不到白色变为蓝色。 （5）氢化钙是固体，携带方便