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专题10·化学实验状元纠错
【1】 下列实验操作正确的是（ ）
A.将氢氧化钠固体放在滤纸上称量
B.用10ml量筒量取8.58ml蒸馏水
C.制取氯气时，用二氧化锰与浓盐酸在常温下反应，并用排水集气法收集
D.配制氯化铁溶液时，将一定量氯化铁溶解在较浓的盐酸中，再用水稀释到所需浓度。
【错误分析】本题多数同学易错选B项，原因是对量筒的精确度把握不够。也有同学会误选A项，主要是没考虑到氢氧化钠在空气中易潮解且有腐蚀性。
【答案】本题的正确选项为D。
【状元纠错】本题考查的是实验的基本操作，做好这类题要掌握如下一些知识点:
1.几个“先后 ”加热操作、制取气体操作、收集气体、中和滴定、焰色反应等。
2.几个“零”滴定管的零刻度、量筒及容量瓶没有零刻度、托盘天平、温度计等。
3.几个“数据”几种仪器的精确度如托盘天平、滴定管、量筒等。
选项A中正确的做法是将氢氧化钠放在玻璃器皿（如烧杯中）称量。选项B可以用移液管或滴定管能实现。选项C. 是浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应，用排空气法或排饱和食盐水法收集。
【2】下列实验中所选用的仪器合理的是（ ）
A.用200ml量筒量取5.2ml稀硫酸
B.用250ml容量瓶配制250ml0.2mol/L的氢氧化钠溶液
C.用托盘天平称量11.7克氯化钠晶体
D.用碱式滴定管量取25.1ml溴水
【错误分析】这是一道考查称量仪器使用的题目。容易误选A,因为A项量筒的精确度正确。
但选用量筒时应注意选合适规格，量5.2ml稀硫酸要用10ml量筒，所以A不正确。选取仪器时，除了考虑所选仪器的规格，还要考虑到所选仪器的匹配性。
【答案】BC
【状元纠错】滴定管量取液体时应精确到0.01ml，所以D不正确。托盘天平可称量精确到0.1克，一般配制多大体积的溶液就选用多大体积的容量瓶。对于仪器的正确使用我们还要夯实基础：
（1）容器与反应器中
能直接加热的： 试管、蒸发皿、坩埚、燃烧匙
垫石棉网加热的 ：烧杯、烧瓶、锥形瓶
不能加热的： 集气瓶、广口瓶、启普发生器、容量瓶、量筒、滴定管
（2）长期存放药品的仪器 ： 广口瓶、细口瓶、烧杯
（3）加热仪器 ： 酒精灯、喷灯、水浴装置
（4）计量仪器： 温度计、天平、滴定管、量筒、容量瓶、移液管
（5）干燥仪器 ： 干燥管、干燥器、洗气瓶
（6）夹持仪器试管夹：铁架台、镊子、坩埚钳、铁圈、三脚架、泥三角、铁夹、滴定架
【3】下列实验装置图正确的是
【错误分析】此类题为经典题型，错选的原因是搞不清每个制备装置中仪器的作用，平常训练要认真注意课本中的每个演示实验和学生实验。
【答案】B
【状元纠错】A项中制乙烯的温度计应插入液面以下以测溶液的温度；C项中没有除杂装置；D项收集乙酸乙酯时导管不能插入液面以下。
【4】下列实验操作或事故处理中，正确的做法是（ ）
A.银镜反应实验后附有银的试管，可用稀H2SO4 清洗
B.在中学《硫酸铜晶体里结晶水含量测定》的实验，称量操作至少需要四次
C.不慎将浓H2SO4 沾在皮肤上，立即用NaOH溶液冲洗
D.在250ml 烧杯中，加入216g水和24g NaOH固体，配制10% NaOH溶液
【错误分析】误选D.此题考查了实验操作的基本方法及事故处理方法。要掌握此类题的解法，必须正确掌握意外事故的处理方法，还有要掌握易变质和具危险性药品的特性及保存方法。
【答案】B
【状元纠错】A、银不溶于稀硫酸，A、错误。浓硫酸沾在皮肤上应先用干布擦净再用大量水冲洗。NaOH溶液有强腐蚀性，所以C错误。D中配制溶液约216ml 用250ml烧杯过小，一般配制溶液所选的容量约为所制溶液体积的2倍，所以D错误。B项先称坩埚的质量，然后用坩埚准确称取2.0g硫酸铜晶体（已研碎），加热失水后冷却称量，再加热再称量，到连续两次质量差不超过0.1g为止。最少四次称量。
【4】现有一定量含有Na2O杂质的Na2O2试样，请从图中选用适当的实验装置，设计一个最简单的实验，测定Na2O2试样的纯度（可供选用的反应物只有CaCO3固体，6mol／L盐酸和蒸馏水）。
请填写下列空白：
　　（1）写出在实验中Na2O2和Na2O分别发生反应的化学方程式______。
　　（2）应选用的装置是（只要求写出图中装置的标号）_____。
　　（3）所选用装置的连接顺序是（填各接口的字母，连接胶管省略）______。
【答案】 （1）2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ Na2O+H2O=2NaOH
　　 （2）应选用的装置是⑤①④
　　 （3）连接顺序应是GABF。
【解析】 明确实验目的——测定Na2O2试样的纯度；从比较Na2O2与Na2O不同化学性质入手，选择测定Na2O2含量的方法，其中Na2O2能分别与H2O、CO2作用生成O2是一明显特点，能测出产生的O2就能测出Na2O2的量；按实验要求，只能选择最简单的实验（同时考虑所供试剂），蒸馏水与试样反应符合题意。此外，需注意的是，因是排水测量O2的体积，所以制得的O2不需干燥，且接口时要短管进长管出，与洗气装置相区别。
【状元纠错】考查有关实验装置的选用及连接的知识。
【5】1，2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂，常温下它是无色液体，密度2.18g·cm-3，沸点131.4℃，熔点9.79℃，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验室中可以用图2-1-7所示装置制备1，2-二溴乙烷。其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液，试管d中装有液溴（表面覆盖少量水）。
填写下列空白：
（1）写出本题中制备1，2-二溴乙烷的两个化学反应方程式。
__________________________________________________
__________________________________________________
（2）安全瓶b可以防止倒吸，并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞。请写出发生堵塞时瓶b中的现象。__________________。
（3）容器c中NaOH溶液的作用是：____________________。
（4）某学生在做此实验时，使用一定量的液溴，当溴全部褪色时，所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量，比正常情况下超过许多。如果装置的气密性没有问题，试分析其可能的原因。
CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br
（2）b中水面会下降，玻璃管中的水柱会上升，甚至溢出。
（3）除去乙烯中带出的酸性气体。或答除去CO2、SO2。
（4）原因：①乙烯发生（或通过液溴）速度过快；②实验过程中，乙醇和浓硫酸的混合液没有迅速达到170℃（答“控温不当”亦可）。
【解析】 观察在实验室里制备1，2-二溴乙烷的装置，其连接顺序是：制取乙烯装置→安全瓶b→气体净化装置→乙烯与溴加成的反应器→尾气处理装置。头脑中立即浮现气体综合实验的知识框架：
二者的差别有两点：第一，前者新增加了安全瓶b，题目明示，它的作用是防止倒吸，并可以检查实验进行时试管d是否发生堵塞。第二，乙烯与液溴（表面覆盖少量水）反应，不需要将乙烯干燥。通过仔细阅读题目要求，迅速从大脑中提取下列知识：①两个化学方程式：乙醇分子内脱水生成乙烯；乙烯与溴加成。②在制取乙烯的实验中，由于控温不当，若不能迅速达到170℃，可能有乙醚生成；若温度过高，乙醇与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫、水蒸气和炭黑，使烧瓶中液体变黑。③乙醇制乙烯时，反应速率很快。④混在乙烯气体中的CO2，SO2，可用NaOH溶液洗气除去。以便应用这些知识回答有关问题。对安全瓶b的作用，题目已经给出，要求叙述d堵塞时，瓶b中的现象，可按支管锥形瓶中气体无法进入c瓶来分析，便知b瓶中气体压强增大，致使b中水面下降，水被气体压入竖直的玻璃管中，甚至溢出。
【状元纠错】
第（2）问：①液面下降，水柱上升，水被压出瓶b。②c中NaOH倒流入b，使液面上升，c中气体倒流造成b压强增大，长导管倒吸。③液面沿玻璃棒上升；液面沿玻璃试管上升；液面沿温度计上升；④产生红棕色气体。
第（3）问：①去杂，除气。②去除H2SO4，HBr，乙酸，Br2等。③去除H2SO4分解或蒸发出的SO2，SO3。④干燥，吸水。
第（4）问：①只答“有副反应进行，生成乙醚”。②装置不当，造成乙烯逸出，不能与溴充分反应，如乙烯的导管未插入液溴中。③液溴中有水，使浓度变稀，故与乙烯反应不完全。④乙烯与水反应生成乙醇而消耗。⑤温度过高，乙醇挥发。
第（1）问：出现①误区，是由于未注明反应温度是170℃，CH2=CH2是气体，未标“↑”符号，导致失误。出现②误区，是由于标明的温度不对，140℃乙醇发生分子间脱水，生成乙醚，得不到乙烯，导致失误。另一个失误是C2H4是乙烯的分子式，乙烯的结构简式为CH2=CH2，希望引起大家的重视，严格区分结构简式和分子式。出现③误区，是由于出现了“水浴”这两个字，导致失误。众所周知，沸水浴温度为100℃，达不到170℃。出现④误区，是由于标明的“ ”可逆号所致。看起来是“画蛇添足”，究其原因，是由于不清楚此反应不是可逆反应，导致失误。出现⑤误区，是由于未记清反应条件所致。出现⑥误区，是由于不清楚加成反应的实质所致。出现⑦误区，是由于化学键的连接不对，表示方法有误所致。
第（2）问：出现①误区，是由于未答出什么地方液面下降？什么地方水柱上升？属于文字表达不准确所致。出现②误区，是由于不会运用已有知识分析安全瓶b的作用，不知道当d堵塞时，支管锥形瓶中的气体无法进入c瓶，导致b瓶中气体压强增大，使b中水面下降，水被气体压入竖直的玻璃管中，甚至从玻璃管上端溢出，导致失误。出现③误区，是由于看不懂题意，误将直立的玻璃管看成了玻璃棒、玻璃试管、温度计。说明有些同学不懂反应原理，不会分析安全瓶内的压强变化，导致失误。出现④误区，是由于不知道溴在水封时，是难于挥发，也难于逆向而行的，导致失误。
第（3）问：出现①误区，是由于未能指明是酸性气体，回答不确切所致。出现②误区，是由于对H2SO4的性质、CH3CH2OH与浓H2SO4反应可能发生的副反应不清楚，导致失误。出现③误区，与②误区原因相似，这里要提醒大家的是H2SO4是高沸点酸，在170℃不会挥发，也不会分解。出现④误区，是由于不懂c装置的作用，不知道NaOH溶液不可能用来干燥气体，造成失误。
第（4）问：出现①误区，是由于未答出根本原因是“控温不当”，且漏答了另一个原因是“产生乙烯的速率过快”，不能通过对一整套实验的综合分析推理，解释实验中的异常情况，导致失误。出现②误区，是由于未审明题意，本题一整套装置设计严谨，不存在“装置不当”问题，导致失误。出现③误区，是由于不懂得液溴中水封的作用所致。出现④误区，是由于忽略了乙烯与水加成的条件，不能抓住“控温不当”和“速率”快慢两个要点对实验中的异常情况做出解释，造成失误。出现⑤误区，是由于未答出温度过高，使乙醇炭化，消耗了乙醇，造成失误。
【6】用4种溶液进行实验，下表中“操作及现象”与“溶液”对应关系错误的是（ ）
选项 操作及现象 溶液
A 通入CO2，溶液变浑浊。再升高至65℃以上，溶液变澄清。 C6H5ONa溶液
B 通入CO2，溶液变浑浊。继续通CO2至过量，浑浊消失。 Na2SiO3溶液
C 通入CO2，溶液变浑浊。再加入品红溶液，红色退去。 Ca(ClO)2溶液
D 通入CO2，溶液变浑浊。继续通CO2至过量，浑浊消失。再加入足量NaOH溶液，又变浑浊。 Ca(OH)2溶液
【答案】B
【解析】将CO2通入C6H5ONa溶液中会发生CO2＋H2O＋C6H5ONaC6H5OH＋NaHCO3反应，生成的苯酚的溶解度在温度低于65℃时较小。所以观察到溶液变混浊，当温度高于65℃时，苯酚能以任意比例溶于水，因此溶液又变澄清，故A选项正确。将CO2通入Na2SiO3溶液中会发生CO2＋2H2O＋Na2SiO3=H4SiO4↓＋Na2CO3反应生成白色沉淀，CO2过量时沉淀不会溶解，所以B选项错误。将CO2通入Ca(ClO)2溶液中会发生CO2＋Ca(ClO)2＋H2O=CaCO3↓＋2HClO反应生成的HClO具有强氧化性，因此在向溶液中滴加品红溶液时，红色将退去，所以C选项正确。将CO2通入Ca(OH)2溶液中会发生CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O反应生成白色沉淀，继续通入CO2至过量后发生CO2＋H2O＋CaCO3=Ca(HCO3)2，此时沉淀消失溶液又变澄清，若向溶液中加NaOH溶液，又会发生Ca(HCO3)2＋2NaOH=CaCO3↓＋Na2CO3＋2H2O反应生成白色沉淀，溶液又变混浊，所以D选项正确。
【状元纠错】化学试验题目的形式多样，可以是选择题，也可以是推断题、实验简答题；考查点也比较灵活，可以是粒子的检验、物质的检验，也可以以元素化合物的性质为基础，以化学试验为基本操作对材料的组织和语言表达能力为主线进行考查。特别要关注操作步骤及实验现象。
【7】下图所示为常见气体制备、分离、干燥和性质验证的部分仪器装置（加热设备及夹持固定装置均略去），请根据要求完成下列各题（仪器装置可任意选用，必要时可重复选择，ａ、ｂ为活塞）。
（1）若气体入口通入ＣＯ和ＣＯ2的混合气体，Ｅ内放置ＣｕＯ，选择装置获得纯净干燥的ＣＯ，并验证其还原性及氧化产物，所选装置的连接顺序为　　　　　　（填代号）。能验证ＣＯ氧化产物的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）停止ＣＯ和ＣＯ2混合气体的通入，Ｅ内放置Ｎａ2Ｏ2，按Ａ→Ｅ→Ｄ→Ｂ→Ｈ装置顺序制取纯净干燥的Ｏ2，并用Ｏ2氧化乙醇。此时，活塞ａ应　　　　　，活塞ｂ应　　　，需要加热的仪器装置有　　　　　（填代号），ｍ中反应的化学方程式为：　　　　　　。
（3）若气体入口改通空气，分液漏斗内改加浓氨水，圆底烧瓶内改加ＮａＯＨ固体，Ｅ内放置铂铑合金网，按Ａ→Ｇ→Ｅ→Ｄ装置顺序制取干燥的氨气，并验证氨的某些性质。
①装置Ａ中能产生氨气的原因有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②实验中观察到Ｅ内有红棕色气体出现，证明氨气具有　　　　性。
【答案】（1）ACBECF AB之间的C装置中溶液保持澄清，EF之间的C装置中溶液变浑浊。
（2）关闭 打开 k和m 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(3) ①氢氧化钠溶于水放出大量热，温度升高，使氨的溶解度降低而放出；氢氧化钠吸水，促使氨气放出；氢氧化钠电离出的OH-增大了氨水中的OH-浓度，使氨的电离平衡左移，促使氨气放出。②还原
【解析】【解析】本题为开放的综合性设计实验，综合考查了物质的分离提纯、物质的制备及性质验证实验。（1）选择仪器时应该考虑实验目的和有关物质的性质。该实验时将CO分离并提纯，然后验证其还原性和氧化产物。根据实验要求，A装置中通入的气体为CO和CO2的混合气，在A中，CO2 被氢氧化钠吸收，若要获得纯净干燥的CO，需要选取装置C，证明CO2 被除尽，然后通过盛有浓硫酸的B除去水蒸气，要验证CO的还原性，需要装有CuO的装置E，验证CO的氧化产物CO2 ，还需要装置C，最后需要用点燃法除去未反应的CO(尾气处理)。所选装置的连接顺序是ACBECF，能验证CO的氧化产物的实验现象是：AB之间的C装置中溶液保持澄清，EF之间的C装置中溶液变浑浊。（2）该实验续接实验（1），因为要用过氧化钠制取氧气，必须用水或者CO2,而由题目选择装置顺序看，只能提供CO2，所以联想（1）中的CO2与NaOH反应生成了碳酸盐，又由于A装置提供了硫酸，所以利用强酸制取弱酸，此时a活塞关闭，b活塞打开；氧气氧化乙醇的条件是需要加热且有铜做催化剂，因此需要加热k使乙醇挥发，并且加热m，使氧气与乙醇蒸气反应生成乙醛。（3）该实验是制取氨气并验证氨气的还原性，从题目中的铂铑合金即可得出。该题目的关键就是在与语言的组织，能用该方法制取氨气的原因有三个，必须描述完整。氢氧化钠固体易吸水并且在溶于水时放出大量的热，氢氧化钠溶于水后溶液中的OH—的浓度增大，这些因素均能促使浓氨水中的氨气放出。根据常识可以判断出在E中出现的红棕色气体应该是NO2 ，由氨气和NO2中氮元素的化合价可以判断氨气被氧化生成NO2 氨气体现出的是还原性。
【状元纠错】化学实验设计的一般思路① 接受信息。接受、分析、筛选信息，明确实验设计的课题、条件和要求。② 实验设计原理。通过对新旧信息的加工，实现制定的实验设计。从设计的要求及解决问题的顺序分析，大致有以下两个层次：一是实验方案的选定。二是实验装置与实验操作的设计。③ 实验现象的描述与解释。
【8】以下是某同学测定硫酸钠晶体中结晶水含量的实验方案。
实验用品：硫酸钠晶体试样、研钵、干燥器、坩埚、三脚架、玻璃棒、药匙、托盘天平
实验步骤：
① 准确称量一个干净、干燥的坩埚；
② 在坩埚中加入一定量的硫酸钠晶体试样，称重，将称量的试样放入研钵中研细，再放回到坩埚中；
③ 将盛有试样的坩埚加热，待晶体变成白色粉末时，停止加热；
④ 将步骤③中的坩埚放入干燥器，冷却至室温后，称重；
⑤ 将步骤④中的坩埚再加热一定时间，放入干燥器中冷却至室温后称量。重复本操作，直至两次称量结果不变；
⑥ 根据实验数据计算硫酸钠晶体试样中结晶水的质量分数。
分析该方案并回答下面问题：
（1）完成本实验还需要的实验用品是 ；
（2）指出实验步骤中存在的错误并改正： ；
（3）硫酸钠不能放置在空气中冷却的原因是 ；
（4）步骤⑤的目的是 ；
（5）下面的情况有可能造成测试结果偏高的是 （填序号）。
A．试样中含有加热不挥发的杂质
B．试样中含有加热易挥发的杂质
C．测试前试样已有部分脱水
D．实验前坩埚未完全干燥
E．晶体加热脱水不完全
F．加热时有晶体溅出
【答案】（1）坩埚钳、酒精灯（可以不答“火柴”）
（2）步骤②有错误 应先将试样研细，后放入坩埚称重
（3）因硫酸钠放置在空气中冷却时，会吸空气中的水分
（4）保证试样脱水完全
（5）B、D、F
【解析】对实验的基本操作不熟悉，致使第（1）题选错实验仪器，如漏填坩埚钳等。对所含结晶水的质量分数的计算式理解不透彻或不会分析，而使第（5）题多选C等。
【正确解答】本题是一个定量实验，实验的目的是测定硫酸钠晶体中结晶水的质量分数。
（1）根据实验步骤结合已经给知的实验仪器，可以得出使用坩埚时必须使用坩埚钳进行挟持。因实验需要加热坩埚，因此需要使用酒精灯、泥三角等仪器。
（2）将各步实验进行观察和分析，会发现步骤②中的称量存在问题：若先称量样品再在研钵种研细，必然会导致部分样品附着在研钵上而损失部分样品。正确的操作应为先用研钵将样品研细，再进行称量。
（3）硫酸钠晶体加热失去结晶水后生成的无水硫酸钠，若在空气中冷却又会重新吸生成硫酸钠晶体，因此应将失水后的硫酸钠放于干燥器中进行冷却。
（4）实验步骤⑤的目的是保证试样脱水完全。
（5）假设步骤①中坩埚的质量为m1，步骤②中坩埚和样品的质量为m2，步骤⑤中称量的质量为m3。则硫酸钠晶体中结晶水的质量分数为，A选项试样中含有加热不挥发的杂质，将会使m3偏大，结果偏小；B选项中试样中含有加热易挥发的杂质，将会使m3偏小，结果偏大；C选项中测试前试样已有部分脱水，将会使m2-m3的值偏小，结果偏小；D选项中实验前坩埚未完全干燥将会使m1偏大，结果偏大；E选项中晶体加热脱水不完全，将会使m3偏大，结果偏小；F选项中加热时有晶体溅出，将会使m3偏小，结果偏大。
【状元纠错】注意实验用品的选择，不多不漏，明确实验目的，实验步骤和实验现象。
【9】在实验室里可用下图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。
图中： ① 为氯气发生装置；②的试管里盛有15mL30％KOH 溶液，并置于水浴中； ③ 的试管里盛有15mL 8 % NaOH 溶液，并置于冰水浴中； ④ 的试管里加有紫色石蕊试液； ⑤ 为尾气吸收装置。
请填写下列空白：
（l）制取氯气时，在烧瓶里加入一定量的二氧化锰。通过_______________________
（填写仪器名称）向烧瓶中加入适量的浓盐酸。实验时为了除去氯气中的氯化氢气体，可在①与②之间安装盛有_____________________（填写下列编号字母）的净化装置。
A．碱石灰 B．饱和食盐水 C．浓硫酸 D．饱和碳酸氢钠溶液
（2）比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件。二者的差异是：
______________________________________________________
反应完毕经冷却后，② 的试管中有大量晶体析出。右图中符合该晶体溶解度曲线的是_________________（填写编号字母）；从②的试管中分离出该晶体的方法是________________(填写实验操作名称）。
（3）本实验中制取次氯酸钠的离子方程式_______________________ 。
（4）实验中可观察到④的试管里溶液的颜色发生了如下变化，请填写下表中的空白：
实验现象 原因
溶液最初从紫色逐渐变为____色 氯气与水反应生成的H+使石蕊变色
随后溶液逐渐变为无色
然后溶液从无色逐渐变为____色
【答案】（1）分液漏斗 B
（2）碱溶液（或反应物）的浓度不同，反应温度不同 M 过滤
（3） Cl2 + 2OH－＝ClO－ + Cl一＋H2O
（4）
红
氯气与水反应生成的HClO将石蕊氧化为无色物质
黄绿 继续通入的氯气溶于水使溶液呈黄绿色
【解析】 （1）实验室中制取氯气用的二氧化锰固体和浓盐酸，其中浓盐酸装在分液漏（4）试管④中盛的是紫色石蕊试液，因将氯气通入后会发生如下反应Cl2＋H2OHCl＋HClO，而生成的HCl和HClO均为一元酸使溶液显酸性，所以溶液由紫色变为红色，同时由于生成的HClO具有强氧化性，能将有机色质氧化为无色物质，因此变红的溶液由逐渐退为无色；当溶液中的有机色质——石蕊消耗没时，在继续通入氯气，将会使溶液达到饱和而成为饱和氯水，此时溶液的颜色为浅黄绿色。
【状元纠错】实验题首先要明确实验目的，搞清实验原理和实验步骤的意义，特别要关注图表类、信息类实验题的考查。
【10】实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量，反应的化学方程式为
试回答：
（1）如果选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量（m（CuO）、m（H2O））时，请用下列仪器设计一个简单的试验方案。
① 仪器连接的顺序（用字母编号表示，仪器可重复使用）_________；
d中浓硫酸的作用是________，______；
实验完毕时观察到a中的现象是__________；
② 列出计算Cu的相对原子质量的表达式_________；
③ 下列情况将使测定结果偏大的是________。（以下选择填空不限1个正确答案，均用字母编号填写）
A. CuO未全部还原为Cu
B. CuO受潮
C. CuO中混有Cu
（2）如果仍采用上述仪器装置，其它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）m（H2O） D. m（NH3）和m（H2O）
【答案】 （1）①b→c→a→c→d；吸收产生的多余NH3，防止空气中H2O进入C中影响结果。黑色的CuO全部转变成红色的固体
②
　　③ A、C
　　（2）A、C
【解析】仪器连接的关键处是：b装置产生的NH3气中混有的水蒸气应先用C（碱石灰）除去，通过a（CuO）后产生的水蒸气和过量的NH3气应先通过C（碱石灰）吸收水，然后再通过d吸收多余的氨气（如先通过d对结果有何影响？）。故正确的连接顺序应为：b→c→a→c→d。d中浓硫酸的作用是吸收多余的NH3气，并防止空气中的水分进入c中影响测定结果。实验结束后a中黑色的CuO全部转变成红色的Cu。
H2+CuOCu+H2O
x+16 18
m（CuO） m（H2O）
Cu的相对原子质量x=
如CuO未被全部还原成Cu，则上式中比值比实际大，结果偏大。
如CuO受潮，则m（CuO）偏大，m（H2O）也偏大，还是变小。
如CuO中混有Cu，则m（CuO）偏大，m（H2O）不变，则偏大，结果偏大。
如仍采用上述仪器装置，其它方案可选用测定的物理量必须有CuO或Cu，故只能选择a、m（Cu）和m（CuO）或c、m（Cu）和m（H2O）
【状元纠错】关注综合性很强的实验题。
【11】 测量一定质量的铝锌合金与强酸溶液反应产生的氢气的体积，可以求得合金中铝和锌的质量分数。现有下列实验用品：中学化学实验常用仪器、800mL烧杯、100mL量筒、短颈玻璃漏斗、铜网、铝锌合金样品、浓盐酸（密度1.19g·cm-3）、水。按图2-1-2装置进行实验，回答下列问题（设合金样品全部反应，产生的气体不超过100mL）。
（1）补充下列实验步骤，直到反应开始进行（铁架台和铁夹的安装可省略）：
①将称量后的合金样品用铜网小心包裹好，放在800mL烧杯底部，把短颈漏斗倒扣在样品上面。
（2）合金样品用铜网包裹的目的是：
【答案】
（1）
②往烧杯中注入水，直至水面没过漏斗颈末端。
③在100mL量筒中装满水，倒置在盛水的烧杯中（量筒中不应留有气泡），使漏斗颈末端伸入量筒中。烧杯中水面到杯口至少保留约100mL空间。
④将长颈漏斗（或玻璃棒）插入烧杯并接近烧杯底部，通过它慢慢加入浓盐酸，直至有气体产生。
（2）使样品在反应时能保持在烧杯底适当的位置（或答避免反应时样品漂浮）。
【解析】粗读题目，对试题的整体有所了解，标出关键字词。细读题目，第（1）问要弄清以下几个问题：
1．实验目的：通过测量一定质量的铝锌合金与强酸溶液反应产生H2的体积，求得合金中铝和锌的质量分数。
2．实验用品：中学化学实验常用仪器、800mL烧杯、100mL量筒、短颈玻璃漏斗、铜网、铝锌合金样品、浓盐酸（密度1.19g·cm-3）水。
3．实验装置：按图示装置进行实验。
4．实验步骤：给出第①步，要求补充实验步骤，直到反应开始进行。
5．核心问题：完成量取气体体积的定量实验。
审清题目要求后，在“图示”的启发下，迅速联想自左而右的制气装置、集气装置，将其迁移至此，变成自下而上的制气装置、集气装置（兼量气装置），按照准备好气体发生装置和收集装置的顺序，然后加入试剂，使反应发生的思路，补充②、③、④实验步骤，问题便迎刃而解。
【状元纠错】常见错解分析： 第（1）问：①使烧杯注满浓盐酸。②烧杯注满水；烧杯注入1/2（或400mL）水；少量水，使水面浸没量筒上；使水面至漏斗口下方等。③用量筒盛满浓盐酸后，倒置在漏斗口上（先向烧杯注入2/3体积水）。④从漏斗口向漏斗里注入浓盐酸，再把量筒盛满水，拇指堵住量筒口，倒置，松开拇指，使量筒倒置在漏斗上。⑤将量筒用铁架台固定在漏斗上方，向烧杯里注满水，使水充满量筒。⑥另画一整套装置图作答，与本题给出的图示装置无关。第（2）问：①铜网包裹下，减慢速率。②因反应剧烈，合金会飞溅，冲出漏斗。③防止合金被氧化。④铜丝是催化剂。⑤形成原电池，使反应加速等。
出现①误区，是由于不明确实验目的，对实验的关键步骤不清楚，造成失误。如果真的使烧杯注满浓盐酸，合金已经与盐酸反应了，气体并未收集，无法实现实验目的。出现②误区，是由于不理解实验中加水量的关键位置是“直至水面没过漏斗颈末端”，而是主观地确定了一些加水的标准，导致失误。出现③误区，是由于这是一步危险操作，且无法实现本实验目的，导致失误。出现④误区，是由于犯了与①误区实质相同的错误，无法完成定量实验，造成失误。出现⑤误区，是由于设计不合理，对“气体是有体积的”不清楚，水无法进入倒置的充满空气的量筒中，造成失误。出现⑥误区，是由于答非所问，把题目完全理解错了，导致失误。
【12】 A～D是中学化学实验中常见的几种温度计装置示意图（图2-1-5）。
（1）请从①～⑧中选出必须使用温度计的实验，把编号填入最适宜的装置图A～C下的空格中（多选要倒扣分）。
①酒精和浓硫酸混合加热制乙烯
②电石跟水反应制乙炔
③分离苯和硝基苯的混合物
④苯跟溴的取代反应
⑤石油分馏实验
⑥浓盐酸和二氧化锰混合加热制氯气
⑦测定硝酸钾在水中的溶解度
⑧食盐和浓硫酸混合加热制氯化氢
【解析】第（1）问：以“必须使用温度计”为“筛子”，按A～C中学实验中常见的几种温度计装置示意图，对①～⑧实验进行分析，先确定必须使用温度计的实验是①、③、⑤、⑦，然后再逐一确定应填入A～C下哪个空格中。“①酒精和浓硫酸混合加热制乙烯”，属于液—液反应，反应需在170℃进行，温度计水银球应插在液面下。故“①”应填在A下的空格中。出现①误区是由于不知道哪些反应必须使用温度计，也不知道温度计水银球的位置，造成失误。“③分离苯和硝基苯的混合物”，液—液有机物可利用沸点不同，进行分馏以分离之，温度计水银球应位于蒸馏烧瓶侧管口处。故“③”应填在B下的空格中。“⑤石油分馏实验”，与“③”相同，也应填在B下的空格中。出现②误区，是由于不掌握液态有机物利用沸点不同分离的原理所致。“⑦测定硝酸钾在水中的溶解度”，温度计是用来测水温的，温度计插入试管中，水银球浸在液面下，且试管（连水带温度计）放在烧杯里进行水浴。故“⑦”应填在C下的空格中。出现③误区，是由于不清楚C装置的原理所致。
第（2）问：可直接从头脑中调出制取硝基苯的演示实验装置，回答长玻璃管的作用。也可以将酚醛树脂学生实验装置中，长玻璃管的作用迁移至此。回答是起冷凝回流作用（或答减少苯的挥发；或答起冷凝器的作用）。
【状元纠错】 常见错解分析：第（1）问：①在A下的空格中填入了②、③、④、⑥、⑦多个序号。②在B下的空格中只填入了序号⑤，漏填了序号③。③在C下的空格中填入了①、③、④、⑤、⑦、⑧多个序号。第（2）问：①导气；减压；排气作用；用手握住玻璃管上方，使试管底部不与烧杯底接触。②冷却；降温；冷凝剂。③冷凝回流硝酸。④冷凝回流溴苯。⑤冷凝，防回流。出现①误区，是由于不知道该反应装置，没做过（或没看见老师做过）苯的硝化实验，不懂得该实验的原理，导致失误。出现②误区，是由于不能正确表达冷凝器的作用所致。出现③误区，是由于没有抓住问题的实质，不了解长玻璃管的作用是回流苯，以减少苯的挥发。出现④误区，属于答非所问。出现⑤误区，属于自相矛盾。
【13】氨跟氧化铜反应可以制备氮气（2NH3+3CuO
化镁遇水即反应生成Mg（OH）2和NH3。下面是甲、乙两位学生提出的制备氮化镁的两种实验方案示意框图（实验前系统内的空气已排除；图中箭头表示气体的流向）。
填空和回答问题：
（1）甲、乙两生提出的实验方案是否能制得氮化镁？（填“能”或“不能”）甲______乙______。
（2）具体说明不能制得氮化镁的原因（如两个方案都能制得氮化镁，此小题不用回答）。
答：______________________。
【答案】 （1）甲不能；乙能。
（2）甲方案中反应产生的NH3全部被浓H2SO4吸收，不能进行后续反应。
【解析】 题目明示两个方案都只设计到氮气与镁粉高温下反应为止，后面的设计从略。审题时，必须抓住一条主线：制取氨气→制取氮气→净化氮气→干燥氮气→氮气与镁粉反应→干燥防潮（此步不要求），对甲、乙方案每一步的可行性进行认真的分析，得出正确的判断。
第一方框，甲、乙方案设计相同，同学们根据氨气的实验室制法这一基础知识，便可确定它是正确的。甲、乙方案的第五框也相同，不同之处在于第二、三、四框，甲方案中用碱石灰干燥氨气是可行的，问题出在用了浓硫酸上，由于反应产生的氨全部被浓硫酸所吸收，使后面的反应无法进行，所以应否定甲方案。乙方案中用氨气与氧化铜反应可得到氮气，未反应完的氨气被水完全吸收，使氮气得以净化，氮气经浓硫酸干燥后，与镁粉在高温下反应是正确的，所以乙方案能制得氮化镁。
【状元纠错】常见错误分析：（1）甲能。（2）甲不能结论正确，但叙述的理由有误：①浓硫酸不可干燥氨气。②因为NH3被吸收，生成硫酸氨。化学方程式为2NH3+H2SO4=（NH3）2SO4③将经碱石灰和浓硫酸净化干燥后的氨气通入氧化铜中，反应生成了水，因而会使制得的Mg3N2水解，而得不到Mg3N2。④碱石灰吸水，同时也把氨吸收了。⑤由于浓硫酸有强氧化性，氨有还原性，二者发生氧化还原反应。⑥氨气与碱石灰中的氧化钙反应，生成氮气，氮气再通过氧化铜粉末后，不能再有N2。
第（1）问：误认为甲方案能制得氮化镁，忽略了浓硫酸将生成的NH3全部吸收了，使后续反应无法进行这一点，导致判断失误。
第（2）问：虽然判断出甲方案不能制得氮化镁，但叙述的理由陷入了误区。出现①误区，是由于词不达意所致，虽然已经接触到了问题的实质，但不能准确表达出来。出现②误区，是由于错把“铵”写成“氨”，错把（NH4）2SO4写成（NH3）2SO4，导致失误。出现③误区，是由于审题时，兴奋点在题示的干扰信息（Mg3N2水解）处，而未对各步设计的可行性做认真的分析，以致忽略了浓硫酸会吸收氨气这一重要实验事实，使评价失误。出现④误区，是由于对干燥剂能干燥气体的原理不清楚所致。出现⑤误区，是由于不懂氧化还原反应发生的条件，误认为只要是氧化剂遇到还原剂就能反应，错把简单的碱性气体与酸的反应误答成氧化还原反应，导致失误。出现⑥误区，是由于主观臆造化学反应所致。其根本原因在于不掌握有关氨的性质，无法调用与新信息有关的旧知识对设计方案进行正确的评价。
【14】 在一定条件下用普通铁粉和水蒸气反应，可以得到铁的氧化物。该氧化物又可以经过此反应的逆反应，生成颗粒很细的铁粉。这种铁粉具有很高的反应活性，在空气中受撞击或受热时会燃烧，所以俗称“引火铁”。请分别用图2-1-6中示意的两套仪器装置，制取上述铁的氧化物和“引火铁”。实验中必须使用普通铁粉和6mol/L盐酸，其他试剂自选（装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图2-1-6中均已略去）。
填写下列空白：
（1）实验进行时试管A中应加入的试剂是______；
烧瓶B的作用是____________________；
烧瓶C的作用是____________________；
在试管D中收集得到的是_______________。
（2）实验时，U型管G中应加入的试剂是____________；
长颈漏斗H中应加入___________。
（3）两套装置中，在实验时需要加热的仪器是（填该仪器对应的字母）__________。
（4）烧瓶I中发生的反应有时要加入少量硫酸铜溶液，其目的是_________。
（5）试管E中发生反应的化学方程式是_______________。
（6）为了安全，在E管中的反应发生前，在F出口处必须_____________________；
E管中的反应开始后，在F出口处应______________。
【答案】 （1）普通铁粉（或铁粉）；作为水蒸气发生器（或用来产生水蒸气）；防止水倒吸（或用作安全瓶）；氢气。
（2）固体NaOH（或碱石灰、CaO等碱性固体干燥剂）；6mol·L-1盐酸。
（3）A，B，E。
（4）加快氢气产生的速率。
（5）Fe3O4+4H2==3Fe+4H2O
（6）检验氢气的纯度；点燃氢气。
【解析】 认真读题，边读边联想有关反应的化学方程式，看完全题会得到启示。右边图比左边图更容易突破，H、I是制取H2的实验室装置，由此确定右图是Fe3O4+H2制取“引火铁”的装置图，则左图必是Fe+H2O制取Fe3O4的装置图。在稳定住大局之后，逐一回答问题就比较容易了。
（1）实验开始前试管A中应加入铁粉，实验进行时，不断通入水蒸气，以保证反应持续进行。烧瓶B的作用显然是充当水蒸气发生器，不断向A试管中提供水蒸气。烧瓶C的作用是为了防止倒吸。在D试管中收集到的是氢气。
（2）实验时，U型管G中应加入碱性固体干燥剂，如：固体氢氧化钠、碱石灰等。以吸收氯化氢酸雾和水，得到干燥、纯净的氢气。长颈漏斗H中应加入6mol·L-1的盐酸。
（3）两套装置中，在实验时需要加热的仪器是A，B，E。
（4）烧瓶I中发生的反应有时要加入少量硫酸铜溶液，其目的是加快氢气产生的速率。因为CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu，Cu与Zn形成原电池，加快了锌与盐酸反应的速率。
（5）试管E中发生反应的化学方程式是
（6）为了安全，在E管中的反应发生前，在F出口处必须检验氢气的纯度，E管中的反应开始后，在F出口处应点燃氢气。
【状元纠错】常见错解分析： 第（1）问：①第一空填入Fe2O3，NaHCO3。②第二空填入（i）盛水蒸气，收集水蒸气，水蒸气冷凝成水流下。（ii）收集“引火铁”，收集生成的Fe3O4，产生H2，使A中的反应3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2向逆反应进行，在A中生成“引火铁”。③第三空填入（i）产生水蒸气；（ii）接收水蒸气，冷凝多余的水蒸气。（iii）收集“引火铁”。④第四空填入O2，CO，HCl的水溶液。
第（2）问：①第一空填入（i）干燥剂；（ii）酸性干燥剂；（iii）NaOH水溶液；（iv）无水CuSO4。②第二空填入（i）稀H2SO4；（ii）6mol/L盐。
第（3）问：①漏答A。②漏答B。③漏答E。④误答C。⑤误答G。⑥误答I。
第（4）问：①减慢反应速率，检验是否有水生成。②控制反应进行的程度。
第（6）问：①第一空填入（i）点燃以验纯。（ii）密封，用棉花堵上，不让空气进入试管。（iii）检验气体类别。②第二空填入（i）堵住，与空气隔绝。（ii）打开。
第（1）问：出现①误区，是由于未读懂题意，出现了与铁、水蒸气无关的物质，导致失误。出现②误区中：（i）是由于误认为是Fe3O4+H2反应有水生成所致；（ii）是由于没看懂实验装置图，不知道其中发生的化学反应所致。出现③误区中：（i）是由于把B，C瓶的作用颠倒了所致；（ii）是由于未答出本质所在是防止倒吸，逆向思维能力较差，导致失误；（iii）是由于未看懂左侧装置图，不知道其中发生的化学反应所致。出现④误区，是由于未审出左侧装置图中发生的化学反应所致。
第（2）问：出现①误区中：（i）是由于未指明必须使用碱性固体干燥剂所致；（ii），（iv）是由于忽略了氯化氢气体的存在所致；（iii）是由于不懂干燥剂干燥气体的原理所致。出现②误区中：（i）是由于不符合题目限定的必须使用“6mol·L-1盐酸”的条件，导致失误；（ii）是由于笔误，丢了一个“酸”字，使面目皆非，导致失误。
第（3）问：出现①误区，是由于不知道Fe与H2O蒸气反应需要高温条件所致。出现②误区，是由于不知道B瓶的作用是充当水蒸气发生器所致。出现③误区，是由于不知道Fe3O4与H2反应需要高温条件所致。出现④误区，是由于错将C瓶作为水蒸气发生器所致。出现⑤误区，是由于错将干燥管加热所致。出现⑥误区，是由于错将氢气发生器加热所致。
第（4）问：出现①误区，是由于不懂得原电池原理所致。出现②误区，是由于化学反应速率与化学平衡的概念混淆所致。
第（5）问：出现①误区，是由于未看懂右侧实验装置图，不知道E中发生了什么化学反应，导致失误。出现②误区，是由于错将Fe3O4写成Fe2O3所致。
第（6）问：出现①误区中：（i）是由于还未验纯就点燃，就失去了验纯的意义；（ii）是由于不懂得在反应发生前应排净E管中的空气，以保证纯净的H2与Fe3O4反应的实验原理，导致失误；（iii）是由于将检验H2纯度与检验气体类别混为一谈所致。出现②误区中：（i）是由于不懂得有气体参加反应的体系，最后应是开放体系的实验原理，导致失误；（ii）是由于不懂得尾气中的可燃性气体应点燃除去的道理所致。
【15】用下列仪器、药品验证由铜和适量硝酸反应产生的气体中含NO（仪器可选择使用，N2和O2的用量可自由控制）。已知：
①
　　② 气体液化温度：NO2 21℃， NO -152℃
试回答：
（1）仪器的连接顺序（按左→右连接，填各接口的编号）为____。
　　（2）反应前先通入N2，目的是______。
　　（3）确认气体中含NO的现象是________。
　　（4）装置F的作用是________。
　　（5）如果O2过量，则装置B中发生反应的化学方程式为_____。
【答案】（1）①⑤④（10）（11）（或（11）（10））⑥⑦③。
（2）驱赶装置中的空气，防止产生的NO被氧化；
（3）通入O2后装置D中有红棕色气体生成；
（4）使NO2液化（分离NO2和NO）；
（5）4NO2+O2+4NaOH=4NaNO3+2H2O
【解析】本实验的目的是验证Cu和浓HNO3反应产生的气体中的NO，即产物中一定有NO，而不是通过实验来确定是否有NO。而反应产物中NO2是一定存在的，所以要将NO2和NO分离后进行验证，如何分离？题目给出了两种气体相差甚远的液化温度，联系装置F，便知其意了。NO2和NO分离（NO2被液化）后的气体与O2作用，又出现红棕色，这个特征现象便确认了NO的存在。另外，制气前须将各装置内的空气排尽（否则会氧化NO），气体中混有的水气的吸收以及最后尾气的吸收，这些问题都要考虑。而盛酚酞的装置E便成了命题者用来干扰思维的多余装置。
【状元纠错】框图分析
【16】欲在室温和1.01×105Pa条件下测定镁的原子量。请利用图给定的仪器（盛放镁条的隔板有小孔）组装成一套实验装置（每种仪器只允许用一次）。
请回答下列问题：
（1）假设气流方向为左→右，则各仪器的接口连接的先后顺序为（用小写字母填写）______。
（2）连接好仪器后，要进行的操作有以下几步：① 待仪器B中的物质恢复至室温时，测量量简C中水的体积（若假定将测定的体积换算成标准状况下为VmL）；② 擦掉镁条表面的氧化膜，将其置于天平上称量（假定其质量为mg），并将其投入试管B中；③ 检查各装置的气密性；④ 旋开仪器A上分液漏斗的活塞，当镁条完全溶解时再关闭活塞。上述几步操作的先后顺序是______。
（3）根据实验数据可算出镁的相对原子质量，其数字表达式为________。
（4）若未将试管B冷却至室温就测量量筒C中水的体积，这将会使所测镁的相对原子质量数据（填偏高、偏低或无影响）________。
（5）若未擦净镁条表面氧化膜就进行实验，这将会使所测镁的相对原子质量数据（填偏高、偏低或无影响）_________。
【答案】 （1）a接h、g接b、c接f、e接d
（2）②③④①或③②④①
（3）
（4）偏低
（5）偏高
【解析】本题测定镁的相对原子质量的实验原理是根据已称量的mg镁产生H2的体积，来计算镁的相对原子质量。根据题目给的装置，完成此实验必须做到以下两点：一是镁跟盐酸反应要充分；二是用排水法准确量得产生H2的体积。
为此，仪器的连接顺序应为：a接h、g接b、c接f、e接d，最终使产生的H2将D中的水排入量筒中，可测得H2的体积。
根据Mg与HCl反应不难确定（设镁的相对原子质量为A）：
Mg——H2
A 22400
m V
A=
实验误差的讨论应依据上式：若B试管未冷却至室温，H2体积偏大，会造成计算结果镁原子量偏低；若镁条表面氧化膜未擦净，称量时将MgO的质量计在镁的质量上，实际收集到H2体积偏小，计算结果的相对原子质量偏高。
【状元纠错】本题考查为实现某定量测定目标设计、组装仪器和操作程序的能力，以及依据实验原理判断实验误差的能力。
【17】碱式碳酸镁有多种不同的组成，如、、等。请你设计一个测定碱式碳酸镁组成的实验方案。包括
（1）测定原理
（2）测定实验的装置图
（3）操作步骤。
可使用的仪器、试剂和用品如下：
仪器：天平（附砝码）、大试管（附带有短玻璃管的橡皮塞）、酒精灯、洗气瓶、球形干燥管（附带有短玻璃管的橡皮塞）、铁架台、铁夹、角匙。
试剂：碱式碳酸镁（粉状）、浓硫酸、石灰水、无水氯化钙、碱石灰。
其他：火柴、棉花、短橡皮管、弹簧夹。
注意：①上述仪器和试剂只需应用其中的一部分。②仪器、试剂、用品的数量不限。
【答案】 （1）通过测定MgO、CO2、H2O的物质的量之比来测定碱式碳酸镁的组成。
（2）测定实验的装置如下图所示：
① 将装置按上图连接好后，检查装置的气密性
② 称取一定量（W1g）样品于大试管中
③ 加热，至样品完全分解
④ 实验结束后，称量洗气瓶和干燥管的增重（设为W2、W3）
⑤ 计算MgO、CO2、H2O的物质的量之比为
n（MgO）：n（CO2）：n（H2O）=:: 确定碱式碳酸镁的组成。
【解析】可加热碱式碳酸镁，通过测定生成的MgO、CO2、H2O的物质的量之比来确定碱式碳酸镁的组成。用浓硫酸吸收H2O，根据浓硫酸增重的量，求出水的物质的量；用碱石灰吸收CO2，根据碱石灰的增重，确定CO2物质的量。
【状元纠错】考查测定碱式碳酸镁组成的实验方案设计。
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