- 2021-04-15 发布 |
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文档介绍
高考化学实验题复习方略+复习模拟试题大全集
高考化学实验题复习方略+复习模拟试题大全集 高考化学实验题的答题策略(附参考答案) （一）解题思路及方法 1、思考问题的顺序 （1）围绕主要问题思考：如选择适当的实验路线、方法；所用药品、仪器简单易得；实验过程快速、安 全；实验现象明显。 （2）思考有关物质的制备、净化、吸收和存放等有关问题：如制取在空气中易水解的物质（如 Al2S3、AlCl3、 Mg3N2等）及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防止空气中水蒸气进入。 （3）思考实验的种类及如何合理地组装仪器，并将实验与课本实验比较、联靠。（如涉及到气体的制取和 处理，对这类实验的操作程序及装置的连接顺序大体可概括为： 发生 除杂质 干燥 主体实验 尾气处理。 2、仪器连接的顺序 （1）所用仪器是否恰当，所该仪器是全用还是选用； （2）仪器是否齐全，如制有毒气体及涉及有毒气体的实 验是否有尾气的吸收装置； （3）安装顺序是否合理，如是否遵循“自上而下，从左 到右”；气体净化装置中不应先经干燥，后又经过水溶液 洗气； （4）仪器间连接顺序是否正确。如洗气时“长进短出”，干燥管除杂质时“大进小出”，排水量气时“短 进气，长出水”等。 3、实验操作的顺序 （1）连接仪器，根据实验目的，注意事项，安全问题等，按气体流动顺序连接好实验仪器； （2）检查气密性，在整套仪器连接完毕后，应先检查装置的气密性，然后装入药品。检查装置气密性的 方法要依装置而定；如 1~6 的产气装置： （3）装药品进行实验操作。 二）解题时，应全方位思考的问题 1、检查气体的纯度。点燃或加热通有可燃性气体（H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等）的装置前，必须检查气 体的纯度。例如用 H2、CO等气体还原金属氧化物时，需要加热金属氧化物，在操作中，不能先加热，后 通气，应当先通入气体，将装置内的空气排干净后，检查气体是否纯净（验纯），待气体纯净后，再点燃 酒精灯加热金属氧化物。 2、加热操作先后顺序选择。若气体产生需加热，应先用酒精灯加热产生气体的装置，等产生气体后，再 给实验需要加热的固体物质加热。例如用浓硫酸和甲酸共热产生 CO，再用 CO 还原 Fe2O3，实验时应首先 点燃 CO 发生装置的酒精灯，生成的 CO赶走空气后，再点燃 Fe2O3的酒精灯，而熄灭酒精灯的顺序则相反， 原因是：在还原性气体中冷却 Fe 可防止灼热的 Fe 再被空气中的 O2氧化并防石灰水倒吸。 3、冷凝回流的问题。有的易挥发的液体反应物，为了避免反应物损耗和充分利用原料，要在发生装置设 计冷凝回流装置。如在发生装置安装长玻璃管等。 4、冷却问题。有的实验为防止气体冷凝不充分而损失， 需用冷凝管或用冷水或冰水冷凝气体（物质蒸气），使 物质蒸气冷凝为液态便于收集。 5、防止倒吸问题。在某些实验中，由于吸收液的倒吸，会对实验产生不良的影响，如玻璃仪器的炸裂， 反应试剂的污染等，因此，在有关实验中必须采取一定的措施防止吸收液的倒吸。防止倒吸一般采用下列 措施： （1）切断装置：将有可能产生液体倒吸的密闭装置系统切断，以防止液体倒吸，如实验室中制取氧气、 甲烷时，通常用排水法收集气体，当实验结束时，必 须 先从水槽中将导管拿出来，然后熄灭酒精灯。 （2）设置防护装置 ①倒立漏斗式：如图（2）甲所示，这种装置可以增大 气 体与吸收液的接触面积，有利于吸收液对气体的吸收。 当 易溶性气体被吸收液吸收时，导管内压强减少，吸收 液 上升到漏斗中，由于漏斗容积较大，导致烧杯中液面下降， 使漏 斗口脱离液面，漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回 烧瓶 内，从而防止吸收液的倒吸。 ②肚容式：如图（2）乙所示，当易溶于吸收液的气体由 干燥 管末端进入吸收液被吸收后，导气管内压强减少，使吸收 液倒 吸进入干燥管的吸收液本身质量大于干燥管内外压强差， 吸收 液受自身重量的作用又流回烧杯内，从而防止吸收液的倒 吸。这种装置与倒置漏斗很类似。 ③蓄液式：如图（2）丙所示，当吸收液发生倒吸时，倒 吸进来的吸收液被预先设置的蓄液装置贮存起来，以防止 吸收液进入受热仪器或反应容器。这种装置又称安全瓶。 ④平衡压强式：如图（2）丁所示，为防止反应体系中压 强减少，引起吸收液的倒吸，可以在密闭装置系统中连接 一个能与外界相通的装置，起着自动调节系统内外压强差 的作用，防止溶液的倒吸。 6、具有特殊作用的实验改进装置。 ①防堵塞安全装置：如图（3）所示，为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置 （见恒压式）；为防止粉末或糊状物堵塞导气管，可将棉花团置于导管口处（见防阻式（I、II）。 ②液封装置：如图（3），为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套住一只小试管（见 液封式）③防污染安全装置：如图（4）所示，灼烧式可用于除尾气 CO；吸收式可用于除 Cl2、H2S 等；收 集式可用于防止有毒气体进入空气中。 7、拆卸时的安全性和科学性。实验仪器的拆卸要注意安全性和科学性，有些实验为防止“爆炸”或“氧 化”，应考虑停止加热或通气的顺序，如对有尾气吸收装置的实验，必须将尾气导管提出液面后才能熄灭 酒精灯，以免造成溶液倒吸；用氢气还原氧化铜的实验应先熄灭加热氧化铜的酒精灯，同时继续通氢气， 待加热区冷却后才能停止通氢气，这是为了避免空气倒吸入加热区使铜氧化，或形成可爆气；拆卸用排水 法收集需加热制取气体的装置时，需先把导气管从水槽中取出，才能熄灭酒精灯，以防止水倒吸；拆卸后 的仪器要清洗、干燥、归位。 8、常见废液的处理方法 废 液 处理方法 注意事项 酸或碱 中和法 分别收集，混合无危险时，将废酸、废 碱混合 氧化剂还原剂 氧化还原法 分别收集，查明废液性质，将其中一种 废液分次少量加入另一种废液中 含重金属离子废液 氢氧化物沉淀法硫化物共沉 淀法 用过滤或倾析法将沉淀分离，滤液不含 重金属离子再排放 含 Ba2＋ 沉淀法 加入 Na2SO4溶液，过滤，除去沉淀，不 可排放 有机物 焚烧法有机溶剂萃取回收利 用 生成水、CO2等不污染环境；用溶剂萃 取分液，分馏后回收利用 9、常见意外事故的处理 意外事故 处理方法 洒在桌面的酒精燃烧 立即用湿抹布扑盖 酸洒在皮肤上 立即用较多的水冲洗(皮肤上不慎洒上浓 H2SO4，不得先用水 冲洗而要根据情况迅速用布擦去，再用水冲洗)，再涂上 3%～5%的 NaHCO3溶液 碱洒在皮肤上 用较多的水冲洗，再涂上硼酸溶液 液溴、苯酚洒在皮肤上 用酒精擦洗 水银洒在桌面上 洒上硫粉进行回收 酸液溅到眼中 立即用水冲洗，边洗边眨眼睛 酒精等有机物在实验台上着火 用湿抹布、石棉或砂子盖灭，火势较大时，可用灭火剂扑救 四、例题分析 例 1、（06 年全国理综Ⅰ卷 28. 15 分） 在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化纳作为供氧剂。请选 用 适当的化学试剂和实验用品、用上图中的实验装置进行 实 验，证明过氧化钠可作供氧剂。 （1）A 是制取 CO；的装置。写出 A 中发生反应的化学 方 程式： 。（2）填写表中空格： 仪器 加入试剂 加入该试剂的目的 B 饱和 NaHCO3溶液 C D (3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式： 。 (4)试管 F 中收集满气体后，下一步实验操作是： 。 【分析】 本题用给定的实验装置进行实验，证明过氧化钠可以用作供氧剂。题中包含对部分试剂的 选择、实验基本操作的考查，最后考生还应想到，需要证明实验中收集到的气体是氧气，该实验才能圆满 结束。由此进一步考查考生的实验基本功及对实验原理和实验目的的理解。题中明确指出实验装置中 A 是 制取 CO2的装置，考生熟悉的方法是，在锥形瓶中加入适量大理石(或石灰石)，自分液漏斗中滴入稀盐酸 发生反应，其反应方程式为 CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。 反应产生的 CO2气体，连同水气、酸雾(HCl)一起进入洗气瓶 B 中，B 中加有饱和 NaHCO3溶液，其主要作 用是除去 CO2气体中的酸雾：NaHCO3+HCI═NaCl+H2O+ CO2 ↑ 同时 CO2在其中的溶解度比在水中小得多。c 中加有 Na2O2和石棉绒的混合物(加石棉绒的目的是防止气流 阻塞)，CO2和水气在这里与 Na2O2，发生反应产生 O2。反应方程式为：2Na2O2+2 CO2═Na2CO3+ O2 2 Na2O2+2 H2O═4NaOH+ O2↑ 从 U 型管 c 出来的气体中，除 O2外，还有没反应的 CO2，如不除去这部分 CO2，它会与 O2一同收集在试 管 F 中，这将会对 O2的验证实验造成影响，因此在洗气瓶 D中应加入 NaOH 溶液，其目的是吸收未反应的 CO2。 在实验室制取气体时，除要选择适当的反应和合适的实验装置外，更重要的一点是，最后需要验证所 制得的气体，这一点考生应该是清楚的。本题虽然不是制备气体的实验，但它是要通过 Na2O2能与 CO2发 生反应产生 O2的实验来证明 Na2O2可以作为供氧剂。如果考生对本实验的目的比较明确，应该知道在试管 F 中集满气体后，还应证明试管 F 中收集的气体是 O2。正确的操作是：先把 E 中的导管移出水面，然后关 闭分液漏斗的活塞；用拇指堵住试管口，取出试管。立即把带火星的木条伸人试管口内，木条复燃则证明 试管中收集的气体是氧气。 参考答案：（1）CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2＋H2O （2）B：除去 CO2中混入的 HCl C：过氧化钠 与 CO2 和、H2O 反应产生 O2 D：NaOH 溶液吸收未反应的 CO2 （3）2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2 （4）把 E中的导管移出水面，关闭分液漏斗活塞，用拇指堵住试管 口，取出试管，立即把带火星的木条伸入试管口内，木条复燃，证 明 试管中收集的气体是氧气。 例 2、（05 年全国理综Ⅰ卷 28. 15 分）已知某纯碱试样中含有 NaCl 杂 质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用下图中的装置进行实验。 主要实验步骤如下：① 按图组装仪器，并检查装置的气密性 ② 将 a g 试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液 ③ 称量盛有碱石灰的 U 型管的质量，得到 b g ④ 从分液漏斗滴入 6 mol·L1的硫酸，直到不再产生气体时为止 ⑤ 从导管 A 处缓缓鼓入一定量的空气 ⑥ 再次称量盛有碱石灰的 U 型管的质量，得到 c g ⑦ 重复步骤⑤和⑥的操作，直到 U 型管的质量基本不变，为 d g 请填空和回答问题： （1）在用托盘天平称量样品时，如果天平的指针向左偏转，说明 （2）装置中干燥管 B 的作用是 （3）如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测试的结果 （填偏高、偏低或不变） （4）步骤⑤的目的是 （5）步骤⑦的目的是 （6）该试样中纯碱的质量分数的计算式为 （7）还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数。请简述一种不同的实验法。 【分析】 托盘天平是中学化学实验的基本仪器之一，按照规范操作，使用托盘天平时应当“左物，右码”， 如果所加砝码的质量与被称量物的质量相等，则天平两边达到平衡，其指针处于中央零点位置；如果天平 的指针向左偏转，则说明被称量物的质量大于所加砝码的质量，天平没有达到平衡。 本题的实验原理是：纯碱样品与足量稀 H2SO4反应释放出 CO2，U 型管中的碱石灰吸收 CO2后增重，测 量 U 型管增重，经换算可求得纯碱的质量分数。因此，在实验装置中，NaOH 溶液的作用是吸收自导管 A 处鼓入的空气中的 CO2；浓 H2SO4的作用是吸收反应产生的 CO2气体中的水蒸气；干燥管 B 的作用是防止 空气中的 CO2和水蒸气进入 U 型管中，这些措施都是为了保证测试的准确，使 U 型管的增重完全是由于吸 收纯碱试样与稀 H2SO4反应放出的 CO2而引起。若用相同浓度的盐酸替换分液漏斗中的稀 H2SO4，则在发生 的 CO2气体中必然会混有 HCl 气体，它不会被浓 H2SO4吸收，而是与 CO2一起被 U 型管中的碱石灰吸收， 这势必导致测试结果偏高。在实验中自导管 A 处缓缓鼓入空气，有助于使反应产生的 CO2全部逸出。在步 骤⑤中，第一次称重得到的质量 c g，并不能保证反应产生的 CO2已全部被 U 型管中的碱石灰吸收。在实 验中一般要多次重复步骤⑤和⑥的操作，直到恒重，即连续两次称量得到的 U 型管的质量基本不变，才能 说明 CO2已全部被吸收，实验可以结束。最终得到 U型管的质量为 d g。从 U 型管反应前后的增重(d-b)g， 可得到 n(CO2)= a bd 44 )( mol=n(Na2CO3)，所以试样中纯碱的质量分数的计算式为 %100 44 )(106 a bd 本题还可以有其他实验方法，例如： 方法一：将 a g 试样溶于适量蒸馏水中配制成溶液，向其中加入过量 BaCl2溶液，得到 BaCO3沉淀，Ba2++ CO3 2- = BaCO3 ↓ 。 过 滤 ， 洗 涤 沉 淀 ， 干 燥 后 称 量 得 到 b g Ba CO3 ， 则 样 品 中 n(BaCO3)= )BaCO( 3M b mol=n(Na2CO3)，样品中纯碱的质量分数表达式为： aM b )BaCO( 106 3 ×100％。 方法二：将 a g 试样溶于适量蒸馏水中配制成溶液，向其中加入过量稀硝酸，充分搅拌至不再有气泡 产生，向溶液中加入 AgNO3 溶液至沉淀完全。过滤，洗涤沉淀，干燥后称量得到 c g AgCl，则 n(AgCl)= )AgCl(M c mol=n(NaCl)，样品中 NaCl 杂质的质量分数表达式为： aM c )AgCl( M(NaCl) ×100％，所以纯碱的质量 分数表达式为：(1 一 aM c )AgCl( M(NaCl) )×100％。 参考答案：（1）样品重，砝码轻（2）防止空气中的 CO2和水气进入 U 型管中（3）偏高（4）把反应产 生的 CO2全部导入 U 型管中 （5）判断反应产生的 CO2是否全部排出，并被 U 型管中的碱石灰吸收 （6） %100 44 )(106 a bd （7）答案略。 例 3、下图中的实验装置可用于制取乙炔。请填空： （1）图中，A 管的作用是 。制取乙炔的化学方程式是 。 （2）乙炔通入 KMnO4酸性溶液中观察到的现象是 ，乙炔发生了 反应。 （3）乙炔通入溴的 CCl4溶液中观察到的现象是 ，乙炔发生了 反应。 05MCE228 （4）为了安全，点燃乙炔前应 ，乙炔燃烧时的实验现象是 。 【分析】 本题的第(1)小题考查乙炔的制备。乙炔俗称电石气，因为在实验室里，乙炔是通过电石(碳化钙)和水 反应来制取的。反应方程式如下 CaC2十 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2 可以采用不同的仪器来组装制备乙炔的实验装置，但每一种装置都必须保证能有效地控制水和电石的 反应。教科书绘制的装置将电石放在平底烧瓶内，水放在分液漏斗中，通过控制水的滴加来控制反应的发 生和停止。本试题绘制的装置将电石放置在玻管中的铁丝网上，将水放在玻管的下半部，并用橡胶管与另 一装水的玻管连接，组成一个能调节水面高度的连通器，以此来控制电石和水反应的发生和停止。从外形 看，这两种装置是不相同的，但从控制反应进程而言，这两种装置的作用是一样的。因此，本试题不仅考 查了制备乙炔的反应、制备乙炔的实验方法和相关知识，也考查了考生迁移知识的能力。 本题的第(2)小题考查乙炔的性质。乙炔在分子结构上类似于乙烯，分子中含有碳碳三键，碳碳三键中 有两个键较易断裂，因此乙炔在化学性质上也和乙烯类似，易被高锰酸钾氧化，从而使高锰酸钾的紫色褪 去；易发生加成反应，例如乙炔和溴加成能使溴的红色褪去。反应式如下． 上述两种反应都伴随有明显的现象变化，因 此常常用来鉴别碳碳不饱和键。(2)(3)小题的 考核内容和教科书中的基本内容相同，题目 并不难。但题目以乙炔为典型化合物，反映了炔类化合物的通性，题目以乙炔和高锰酸钾的反应和乙炔和 溴水的反应为例，突出了仔细观察实验现象的重要性。重视基础知识的教学、重视举一反三能力的培养和 重视认真观察事物变化的习惯的养成都是教学工作中的基本要素。 本题的第(4)小题强调了安全操作。乙炔和空气(或氧气)的混合物遇火时可能会发生爆炸，乙炔在空气 中的爆炸极限是含乙炔体积分数 2·5％～80％，因此在点燃乙炔前，必须先检查其纯度。实际上，安全操 作在化学工作中是相当重要的，在接触或使用一个化合物时，都应该先查阅相关书籍或手册，了解它的各 种性能如毒性、可燃性、可爆性等，以便采用规范的安全的操作方法来开展工作。有机化合物易燃，含碳 量高的有机物燃烧时因碳燃烧不完全常常会产生浓的黑烟，乙炔的成分里含碳量很大，所以燃烧时会发出 明亮而带浓烟的火焰。这也是乙炔的一个特性。 参考答案： 1 CaC2＋2H2O Ca(OH)2＋C2H2 2 KMnO4溶液褪色； 氧化 3 溴的四氯化碳溶液褪色； 加成 4 检查乙炔的纯度；火焰明亮并伴有浓烈的黑烟 例题 4.(2003年春北京，26)为了检验 Pb(NO3)2热分解的产物，有人用示意图中的装置进行实验。(图中铁 架台、铁夹和加热设备均略去) 实验时在试管中放入研细的 Pb(NO3)2晶体；实验结束后，试管中得到黄色粉末(PbO)，U型管下部有 少量液体 X，集气瓶中收集到无色气体 Y。(如图) 回答下面问题： (1)在装置中试管和 U型管上的橡皮塞最好用锡箔包住，用橡皮管连接的两玻璃管口要相互紧靠，原因 是 。(2)液体 X可能是 ；气体 Y可能是 。 (3)导管口不再有气泡冒出时，停止反应，这时在操作上应注意 ，理由是 。 (4)用简单的实验证实(2)中的判断①对 X的判断 ②对 Y的判断 (要求：怎样从水槽中取出集气瓶、实验方法、现象、结论) 解析：解此题的两个关键知识点是：①2Pb(NO3)2 2PbO+4NO2+O2，②2NO2===N2O4。由此可知 X 为 N2O4，Y为 O2。 参考答案：(1)NO2气体会腐蚀橡胶 (2)N2O4(答液态的 NO2同样给分) O2 (3)先把导气管移出水面，然后熄灭火焰 防止水槽中的水反吸到 U型管中。 (4)①在通风橱中取下 U型管放置，观察到 U型管中液体迅速消失，管中充满红棕色气体，证明 X是 液态 N2O4。(其他合理答案同样给分) ②在水槽中，用玻璃片盖住集气瓶口，按住玻璃片，小心把集气瓶移出水面，正放在桌上，用带火星 的木条插入瓶口，木条迅速燃烧，证明 Y是 O2。 例题 5.(2002年上海,26) 为探究乙炔与溴的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：先取一定量工业 用电石与水反应，将生成的气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙炔与溴水发生了加成反应。 乙同学发现甲同学实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙炔中还有可能含有少 量还原性的杂质气体，由此他提出必须先除去 之，再与溴水反应。 请回答问题：(1)写出甲同学实验中两个主 要的化学方程式 。 (2)甲同学设计的实验 (填能或不 能 )验证乙炔与溴发生加成反应，其理由 是 。 (a)使溴水褪色的反应，未必是加成反应 (b) 使溴水褪色的反应，就是加成反应 (c)使溴水褪色的物质，未必是乙炔 (d)使溴水褪色的物质，就是乙炔 (3)乙同学推测此乙炔中必定含有的一种杂质气体是 ，它与溴水反应的化学方程式 是 。验证过程中必须全部除去。 (4)请你选用上列四个装置(可重复使用)来实现乙同学的实验方案，将它们的编号填入方框，并写出装 置内所放的化学药品。 (5)为验证这一反应是加成而不是取代，丙同学提出可用 pH 试纸来测试反应后溶液的酸性，理由 是 。 解析：(1)本小题是按实验目的，写出实验原理的有关化学反应式，只要基础扎实，很容易写出化学方 程式，见答案。(2)根据“乙同学发现甲同学实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙 炔中还有可能含有少量还原性的杂质气体”，因此可得出“使溴水褪色的物质，未必是乙炔；使溴水褪色 的反应，未必是加成反应”的结论。故甲同学设计的实验不能证明乙炔与溴水发生了加成反应。(3)根据褪 色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，可推知是硫，说明乙炔气体中含有硫化氢杂质，所发生的反应式是 Br2+H2S===S↓+2HBr。产生硫化氢的原因是电石中含有硫化钙杂质，发生的反应是 CaS+2H2O===H2S↑+Ca(OH)2。 (4)由于乙炔中含有硫化氢杂质，首先可利用 CuSO4溶液除去 H2S，然后再用 CuSO4溶液检验 H2S有无除 净，只有无 H2S存在方可根据溴水的褪色来验证乙炔与溴水是发生了加成反应。(5)用 pH试纸是验证溶液 的酸碱性的，实际上暗示“若发生取代反应，必定生成 HBr”的结论，因此可用 pH试纸检验溶液酸性有 无明显增强，即可得出结论。 参考答案：(1)CaC2+2H2O C2H2↑+Ca(OH)2 HC≡CH+Br2 CH(Br)== CH(Br)［或 HC≡CH+2Br2 CH(Br)2—CH(Br)2］ (2)不能 (a)(c) (3)H2S Br2+H2S===S↓+2HBr (4)c b (CuSO4溶液) (CuSO4溶液) (5)如若发生取代反应，必定生成 HBr，溶液酸性将会明显增强，故可用 pH试纸来验证 一、导气管的连接 一般应遵循装置的排列顺序。对于吸收装置，若为洗气瓶则应“长”进（利于杂质的充分吸收）“短”出 （利于气体导出）；若为盛有碱石灰的干燥管吸收水分和 ，则应“粗”进（同样利用 和水蒸气的充分 吸收）“细”出（利于余气的导出）；若为了排水量气时，应“短”进“长”出，被排出水的体积即为生成 气体的体积。 二、仪器的连接 根据实验原理选择仪器和试剂，根据实验的目的决定仪器的排列组装顺序，一般遵循气体制取→除杂→干 燥→主体实验→实验产品的保护与尾气处理。其中除杂与干燥的顺序，若采用溶液除杂则应先净化后干燥。 尾气处理一般用溶液吸收或将气体点燃。 三、气密性的检查 制气装置一般都存在气密性检查问题。关键是何时进行气密性检查？如何进行气密性检查？显然应在仪器 连接完之后，添加药品之前进行气密性检查。气密性检查的方法虽多种多样，但总的原则是堵死一头，另 一头通过导管插入水中，再微热（用掌心或酒精灯）容积较大的玻璃容器，若水中有气泡逸出，停止加热 后导管中有一段水柱上升，则表示气密性良好，否则须重新组装与调试。 四、防倒吸 用溶液吸收气体或排水集气的实验中都要防倒吸。防倒吸一般可分为两种方法：一是在装置中防倒吸（如 在装置中加安全瓶或用倒扣的漏斗吸收气体等）；二是在加热制气并用排水集气或用溶液洗气的实验中， 实验结束时，应先取出插在溶液中的导管，后熄灭酒精灯以防倒吸。 五、实验方案的评价 对实验方案的评价应遵循以下原则：①能否达到目的；②所用原料是否常见易得、廉价；③原料的利用率 高低；④过程是否简捷优化；⑤有无对环境污染；⑥ 实验的误差大小等等。能达到上述六点要求的实验 方案应该说不失为最优实验方案。最优方案的设计应遵循上述实验方案评价的六原则。方案确定后，为确 保实验目的实现，必须选择简捷而正确的操作程序。 六、实验结果的分析 实验是手段，要达到目的的还需对实验现象、实验数据进行科学的分析、处理，去伪存真，由表及里，剥 去假像方能识得庐山真面目。实验是培养学生科学品质与各种能力的有效手段和途径。一般从以下四方面 考虑：①方案是否合理，这是决定实验成败的关键；②操作不当引起的误差；③反应条件不足可导致反应 不能发生或反应速率过慢引起实验误差；④所用试剂不纯，杂质甚至参与反应均可导致实验误差等等。 高考化学实验题的答题策略(附参考答案) （一）解题思路及方法 1、思考问题的顺序 （1）围绕主要问题思考：如选择适当的实验路线、方法；所用药品、仪器简单易得；实验过程快速、安 全；实验现象明显。 （2）思考有关物质的制备、净化、吸收和存放等有关问题：如制取在空气中易水解的物质（如 Al2S3、AlCl3、 Mg3N2等）及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防止空气中水蒸气进入。 （3）思考实验的种类及如何合理地组装仪器，并将实验与课本实验比较、联靠。（如涉及到气体的制取和 处理，对这类实验的操作程序及装置的连接顺序大体可概括为： 发生 除杂质 干燥 主体实验 尾气处理。 2、仪器连接的顺序 （1）所用仪器是否恰当，所该仪器是全用还是选用； （2）仪器是否齐全，如制有毒气体及涉及有毒气体的实 验是否有尾气的吸收装置； （3）安装顺序是否合理，如是否遵循“自上而下，从左 到右”；气体净化装置中不应先经干燥，后又经过水溶液 洗气； （4）仪器间连接顺序是否正确。如洗气时“长进短出”，干燥管除杂质时“大进小出”，排水量气时“短 进气，长出水”等。 3、实验操作的顺序 （1）连接仪器，根据实验目的，注意事项，安全问题等，按气体流动顺序连接好实验仪器； （2）检查气密性，在整套仪器连接完毕后，应先检查装置的气密性，然后装入药品。检查装置气密性的 方法要依装置而定；如 1~6 的产气装置： （3）装药品进行实验操作。 二）解题时，应全方位思考的问题 1、检查气体的纯度。点燃或加热通有可燃性气体（H2、CO、CH4、C2H4、C2H2等）的装置前，必须检查气 体的纯度。例如用 H2、CO等气体还原金属氧化物时，需要加热金属氧化物，在操作中，不能先加热，后 通气，应当先通入气体，将装置内的空气排干净后，检查气体是否纯净（验纯），待气体纯净后，再点燃 酒精灯加热金属氧化物。 2、加热操作先后顺序选择。若气体产生需加热，应先用酒精灯加热产生气体的装置，等产生气体后，再 给实验需要加热的固体物质加热。例如用浓硫酸和甲酸共热产生 CO，再用 CO 还原 Fe2O3，实验时应首先 点燃 CO 发生装置的酒精灯，生成的 CO赶走空气后，再点燃 Fe2O3的酒精灯，而熄灭酒精灯的顺序则相反， 原因是：在还原性气体中冷却 Fe 可防止灼热的 Fe 再被空气中的 O2氧化并防石灰水倒吸。 3、冷凝回流的问题。有的易挥发的液体反应物，为了避免反应物损耗和充分利用原料，要在发生装置设 计冷凝回流装置。如在发生装置安装长玻璃管等。 4、冷却问题。有的实验为防止气体冷凝不充分而损失， 需用冷凝管或用冷水或冰水冷凝气体（物质蒸气），使 物质蒸气冷凝为液态便于收集。 5、防止倒吸问题。在某些实验中，由于吸收液的倒吸， 会对实验产生不良的影响，如玻璃仪器的炸裂，反应试剂的污染等，因此，在有关实验中必须采取一定的 措施防止吸收液的倒吸。防止倒吸一般采用下列措施： （1）切断装置：将有可能产生液体倒吸的密闭装置系统切断，以防止液体倒吸，如实验室中制取氧气、 甲烷时，通常用排水法收集气体，当实验结束时，必 须 先从水槽中将导管拿出来，然后熄灭酒精灯。 （2）设置防护装置 ①倒立漏斗式：如图（2）甲所示，这种装置可以增大 气 体与吸收液的接触面积，有利于吸收液对气体的吸收。 当 易溶性气体被吸收液吸收时，导管内压强减少，吸收 液 上升到漏斗中，由于漏斗容积较大，导致烧杯中液面下降， 使漏 斗口脱离液面，漏斗中的吸收液受自身重力的作用又流回 烧瓶 内，从而防止吸收液的倒吸。 ②肚容式：如图（2）乙所示，当易溶于吸收液的气体由 干燥 管末端进入吸收液被吸收后，导气管内压强减少，使吸收 液倒 吸进入干燥管的吸收液本身质量大于干燥管内外压强差， 吸收液受自身重量的作用又流回烧杯内，从而防止吸收液 的倒吸。这种装置与倒置漏斗很类似。 ③蓄液式：如图（2）丙所示，当吸收液发生倒吸时，倒 吸进来的吸收液被预先设置的蓄液装置贮存起来，以防止吸收液进入受热仪器或反应容器。这种装置又称 安全瓶。 ④平衡压强式：如图（2）丁所示，为防止反应体系中压强减少，引起吸收液的倒吸，可以在密闭装置系 统中连接一个能与外界相通的装置，起着自动调节系统内外压强差的作用，防止溶液的倒吸。 6、具有特殊作用的实验改进装置。 ①防堵塞安全装置：如图（3）所示，为防止分液漏斗中的液体不能顺利流出，用橡皮管连接成连通装置 （见恒压式）；为防止粉末或糊状物堵塞导气管，可将棉花团置于导管口处（见防阻式（I、II）。 ②液封装置：如图（3），为防止气体从长颈漏斗中逸出，可在发生装置中的漏斗末端套住一只小试管（见 液封式）③防污染安全装置：如图（4）所示，灼烧式可用于除尾气 CO；吸收式可用于除 Cl2、H2S 等；收 集式可用于防止有毒气体进入空气中。 7、拆卸时的安全性和科学性。实验仪器的拆卸要注意安全性和科学性，有些实验为防止“爆炸”或“氧 化”，应考虑停止加热或通气的顺序，如对有尾气吸收装置的实验，必须将尾气导管提出液面后才能熄灭 酒精灯，以免造成溶液倒吸；用氢气还原氧化铜的实验应先熄灭加热氧化铜的酒精灯，同时继续通氢气， 待加热区冷却后才能停止通氢气，这是为了避免空气倒吸入加热区使铜氧化，或形成可爆气；拆卸用排水 法收集需加热制取气体的装置时，需先把导气管从水槽中取出，才能熄灭酒精灯，以防止水倒吸；拆卸后 的仪器要清洗、干燥、归位。 8、常见废液的处理方法 废 液 处理方法 注意事项 酸或碱 中和法 分别收集，混合无危险时，将废酸、废 碱混合 氧化剂还原剂 氧化还原法 分别收集，查明废液性质，将其中一种 废液分次少量加入另一种废液中 含重金属离子废液 氢氧化物沉淀法硫化物共沉 淀法 用过滤或倾析法将沉淀分离，滤液不含 重金属离子再排放 含 Ba2＋ 沉淀法 加入 Na2SO4溶液，过滤，除去沉淀，不 可排放 有机物 焚烧法有机溶剂萃取回收利 用 生成水、CO2等不污染环境；用溶剂萃 取分液，分馏后回收利用 9、常见意外事故的处理 意外事故 处理方法 洒在桌面的酒精燃烧 立即用湿抹布扑盖 酸洒在皮肤上 立即用较多的水冲洗(皮肤上不慎洒上浓 H2SO4，不得先用水 冲洗而要根据情况迅速用布擦去，再用水冲洗)，再涂上 3%～5%的 NaHCO3溶液 碱洒在皮肤上 用较多的水冲洗，再涂上硼酸溶液 液溴、苯酚洒在皮肤上 用酒精擦洗 水银洒在桌面上 洒上硫粉进行回收 酸液溅到眼中 立即用水冲洗，边洗边眨眼睛 酒精等有机物在实验台上着火 用湿抹布、石棉或砂子盖灭，火势较大时，可用灭火剂扑救 四、例题分析 例 1、（06 年全国理综Ⅰ卷 28. 15 分） 在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化纳作为供氧剂。请选 用 适当的化学试剂和实验用品、用上图中的实验装置进行 实 验，证明过氧化钠可作供氧剂。 （1）A 是制取 CO；的装置。写出 A 中发生反应的化学 方 程式： 。（2）填写表中空格： 仪器 加入试剂 加入该试剂的目的 B 饱和 NaHCO3溶液 C D (3)写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式： 。 (4)试管 F 中收集满气体后，下一步实验操作是： 。 【分析】 本题用给定的实验装置进行实验，证明过氧化钠可以用作供氧剂。题中包含对部分试剂的 选择、实验基本操作的考查，最后考生还应想到，需要证明实验中收集到的气体是氧气，该实验才能圆满 结束。由此进一步考查考生的实验基本功及对实验原理和实验目的的理解。题中明确指出实验装置中 A 是 制取 CO2的装置，考生熟悉的方法是，在锥形瓶中加入适量大理石(或石灰石)，自分液漏斗中滴入稀盐酸 发生反应，其反应方程式为 CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。 反应产生的 CO2气体，连同水气、酸雾(HCl)一起进入洗气瓶 B 中，B 中加有饱和 NaHCO3溶液，其主要作 用是除去 CO2气体中的酸雾：NaHCO3+HCI═NaCl+H2O+ CO2 ↑ 同时 CO2在其中的溶解度比在水中小得多。c 中加有 Na2O2和石棉绒的混合物(加石棉绒的目的是防止气流 阻塞)，CO2和水气在这里与 Na2O2，发生反应产生 O2。反应方程式为：2Na2O2+2 CO2═Na2CO3+ O2 2 Na2O2+2 H2O═4NaOH+ O2↑ 从 U 型管 c 出来的气体中，除 O2外，还有没反应的 CO2，如不除去这部分 CO2，它会与 O2一同收集在试 管 F 中，这将会对 O2的验证实验造成影响，因此在洗气瓶 D中应加入 NaOH 溶液，其目的是吸收未反应的 CO2。 在实验室制取气体时，除要选择适当的反应和合适的实验装置外，更重要的一点是，最后需要验证所 制得的气体，这一点考生应该是清楚的。本题虽然不是制备气体的实验，但它是要通过 Na2O2能与 CO2发 生反应产生 O2的实验来证明 Na2O2可以作为供氧剂。如果考生对本实验的目的比较明确，应该知道在试管 F 中集满气体后，还应证明试管 F 中收集的气体是 O2。正确的操作是：先把 E 中的导管移出水面，然后关 闭分液漏斗的活塞；用拇指堵住试管口，取出试管。立即把带火星的木条伸人试管口内，木条复燃则证明 试管中收集的气体是氧气。 参考答案：（1）CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2＋H2O （2）B：除去 CO2中混入的 HCl C：过氧化钠 与 CO2 和、H2O 反应产生 O2 D：NaOH 溶液吸收未反应的 CO2 （3）2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2 （4）把 E中的导管移出水面，关闭分液漏斗活塞，用拇指堵住试管 口，取出试管，立即把带火星的木条伸入试管口内，木条复燃，证 明 试管中收集的气体是氧气。 例 2、（05 年全国理综Ⅰ卷 28. 15 分）已知某纯碱试样中含有 NaCl 杂质，为测定试样中纯碱的质量分数， 可用下图中的装置进行实验。 主要实验步骤如下：① 按图组装仪器，并检查装置的气密性 ② 将 a g 试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液 ③ 称量盛有碱石灰的 U 型管的质量，得到 b g ④ 从分液漏斗滴入 6 mol·L1的硫酸，直到不再产生气体时为止 ⑤ 从导管 A 处缓缓鼓入一定量的空气 ⑥ 再次称量盛有碱石灰的 U 型管的质量，得到 c g ⑦ 重复步骤⑤和⑥的操作，直到 U 型管的质量基本不变，为 d g 请填空和回答问题： （1）在用托盘天平称量样品时，如果天平的指针向左偏转，说明 （2）装置中干燥管 B 的作用是 （3）如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测试的结果 （填偏高、偏低或不变） （4）步骤⑤的目的是 （5）步骤⑦的目的是 （6）该试样中纯碱的质量分数的计算式为 （7）还可以用其他实验方法测定试样中纯碱的质量分数。请简述一种不同的实验法。 【分析】 托盘天平是中学化学实验的基本仪器之一，按照规范操作，使用托盘天平时应当“左物，右码”， 如果所加砝码的质量与被称量物的质量相等，则天平两边达到平衡，其指针处于中央零点位置；如果天平 的指针向左偏转，则说明被称量物的质量大于所加砝码的质量，天平没有达到平衡。 本题的实验原理是：纯碱样品与足量稀 H2SO4反应释放出 CO2，U 型管中的碱石灰吸收 CO2后增重，测 量 U 型管增重，经换算可求得纯碱的质量分数。因此，在实验装置中，NaOH 溶液的作用是吸收自导管 A 处鼓入的空气中的 CO2；浓 H2SO4的作用是吸收反应产生的 CO2气体中的水蒸气；干燥管 B 的作用是防止 空气中的 CO2和水蒸气进入 U 型管中，这些措施都是为了保证测试的准确，使 U 型管的增重完全是由于吸 收纯碱试样与稀 H2SO4反应放出的 CO2而引起。若用相同浓度的盐酸替换分液漏斗中的稀 H2SO4，则在发生 的 CO2气体中必然会混有 HCl 气体，它不会被浓 H2SO4吸收，而是与 CO2一起被 U 型管中的碱石灰吸收， 这势必导致测试结果偏高。在实验中自导管 A 处缓缓鼓入空气，有助于使反应产生的 CO2全部逸出。在步 骤⑤中，第一次称重得到的质量 c g，并不能保证反应产生的 CO2已全部被 U 型管中的碱石灰吸收。在实 验中一般要多次重复步骤⑤和⑥的操作，直到恒重，即连续两次称量得到的 U 型管的质量基本不变，才能 说明 CO2已全部被吸收，实验可以结束。最终得到 U型管的质量为 d g。从 U 型管反应前后的增重(d-b)g， 可得到 n(CO2)= a bd 44 )( mol=n(Na2CO3)，所以试样中纯碱的质量分数的计算式为 %100 44 )(106 a bd 本题还可以有其他实验方法，例如： 方法一：将 a g 试样溶于适量蒸馏水中配制成溶液，向其中加入过量 BaCl2溶液，得到 BaCO3沉淀，Ba2++ CO3 2- = BaCO3 ↓ 。 过 滤 ， 洗 涤 沉 淀 ， 干 燥 后 称 量 得 到 b g Ba CO3 ， 则 样 品 中 n(BaCO3)= )BaCO( 3M b mol=n(Na2CO3)，样品中纯碱的质量分数表达式为： aM b )BaCO( 106 3 ×100％。 方法二：将 a g 试样溶于适量蒸馏水中配制成溶液，向其中加入过量稀硝酸，充分搅拌至不再有气泡 产生，向溶液中加入 AgNO3 溶液至沉淀完全。过滤，洗涤沉淀，干燥后称量得到 c g AgCl，则 n(AgCl)= )AgCl(M c mol=n(NaCl)，样品中 NaCl 杂质的质量分数表达式为： aM c )AgCl( M(NaCl) ×100％，所以纯碱的质量 分数表达式为：(1 一 aM c )AgCl( M(NaCl) )×100％。 参考答案：（1）样品重，砝码轻（2）防止空气中的 CO2和水气进入 U 型管中（3）偏高（4）把反应产 生的 CO2全部导入 U 型管中 （5）判断反应产生的 CO2是否全部排出，并被 U 型管中的碱石灰吸收 （6） %100 44 )(106 a bd （7）答案略。 例 3、下图中的实验装置可用于制取乙炔。请填空： （1）图中，A 管的作用是 。制取乙炔的化学方程式是 。 （2）乙炔通入 KMnO4酸性溶液中观察到的现象是 ，乙炔发生了 反应。 （3）乙炔通入溴的 CCl4溶液中观察到的现象是 ，乙炔发生了 反应。 05MCE228 （4）为了安全，点燃乙炔前应 ，乙炔燃烧时的实验现象是 。 【分析】 本题的第(1)小题考查乙炔的制备。乙炔俗称电石气，因为在实验室里，乙炔是通过电石(碳化钙)和水 反应来制取的。反应方程式如下 CaC2十 2H2O = C2H2 + Ca(OH)2 可以采用不同的仪器来组装制备乙炔的实验装置，但每一种装置都必须保证能有效地控制水和电石的 反应。教科书绘制的装置将电石放在平底烧瓶内，水放在分液漏斗中，通过控制水的滴加来控制反应的发 生和停止。本试题绘制的装置将电石放置在玻管中的铁丝网上，将水放在玻管的下半部，并用橡胶管与另 一装水的玻管连接，组成一个能调节水面高度的连通器，以此来控制电石和水反应的发生和停止。从外形 看，这两种装置是不相同的，但从控制反应进程而言，这两种装置的作用是一样的。因此，本试题不仅考 查了制备乙炔的反应、制备乙炔的实验方法和相关知识，也考查了考生迁移知识的能力。 本题的第(2)小题考查乙炔的性质。乙炔在分子结构上类似于乙烯，分子中含有碳碳三键，碳碳三键中 有两个键较易断裂，因此乙炔在化学性质上也和乙烯类似，易被高锰酸钾氧化，从而使高锰酸钾的紫色褪 去；易发生加成反应，例如乙炔和溴加成能使溴的红色褪去。反应式如下． 上述两种反应都伴随有明显的现象变化，因 此常常用来鉴别碳碳不饱和键。(2)(3)小题的 考核内容和教科书中的基本内容相同，题目 并不难。但题目以乙炔为典型化合物，反映了炔类化合物的通性，题目以乙炔和高锰酸钾的反应和乙炔和 溴水的反应为例，突出了仔细观察实验现象的重要性。重视基础知识的教学、重视举一反三能力的培养和 重视认真观察事物变化的习惯的养成都是教学工作中的基本要素。 本题的第(4)小题强调了安全操作。乙炔和空气(或氧气)的混合物遇火时可能会发生爆炸，乙炔在空气 中的爆炸极限是含乙炔体积分数 2·5％～80％，因此在点燃乙炔前，必须先检查其纯度。实际上，安全操 作在化学工作中是相当重要的，在接触或使用一个化合物时，都应该先查阅相关书籍或手册，了解它的各 种性能如毒性、可燃性、可爆性等，以便采用规范的安全的操作方法来开展工作。有机化合物易燃，含碳 量高的有机物燃烧时因碳燃烧不完全常常会产生浓的黑烟，乙炔的成分里含碳量很大，所以燃烧时会发出 明亮而带浓烟的火焰。这也是乙炔的一个特性。 参考答案： 1 CaC2＋2H2O Ca(OH)2＋C2H2 2 KMnO4溶液褪色； 氧化 3 溴的四氯化碳溶液褪色； 加成 4 检查乙炔的纯度；火焰明亮并伴有浓烈的黑烟 例题 4.(2003年春北京，26)为了检验 Pb(NO3)2热分解的产物，有人用示意图中的装置进行实验。(图中铁 架台、铁夹和加热设备均略去) 实验时在试管中放入研细的 Pb(NO3)2晶体；实验结束后，试管中得到黄色粉末(PbO)，U型管下部有 少量液体 X，集气瓶中收集到无色气体 Y。(如图) 回答下面问题： (1)在装置中试管和 U型管上的橡皮塞最好用锡箔包住，用橡皮管连接的两玻璃管口要相互紧靠，原因 是 。(2)液体 X可能是 ；气体 Y可能是 。 (3)导管口不再有气泡冒出时，停止反应，这时在操作上应注意 ，理由是 。 (4)用简单的实验证实(2)中的判断①对 X的判断 ②对 Y的判断 (要求：怎样从水槽中取出集气瓶、实验方法、现象、结论) 解析：解此题的两个关键知识点是：①2Pb(NO3)2 2PbO+4NO2+O2，②2NO2===N2O4。由此可知 X 为 N2O4，Y为 O2。 参考答案：(1)NO2气体会腐蚀橡胶 (2)N2O4(答液态的 NO2同样给分) O2 (3)先把导气管移出水面，然后熄灭火焰 防止水槽中的水反吸到 U型管中。 (4)①在通风橱中取下 U型管放置，观察到 U型管中液体迅速消失，管中充满红棕色气体，证明 X是 液态 N2O4。(其他合理答案同样给分) ②在水槽中，用玻璃片盖住集气瓶口，按住玻璃片，小心把集气瓶移出水面，正放在桌上，用带火星 的木条插入瓶口，木条迅速燃烧，证明 Y是 O2。 例题 5.(2002年上海,26) 为探究乙炔与溴的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：先取一定量工业 用电石与水反应，将生成的气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙炔与溴水发生了加成反应。 乙同学发现甲同学实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙炔中还有可能含有少 量还原性的杂质气体，由此他提出必须先除去 之，再与溴水反应。 请回答问题：(1)写出甲同学实验中两个主 要的化学方程式 。 (2)甲同学设计的实验 (填能或不 能 )验证乙炔与溴发生加成反应，其理由 是 。 (a)使溴水褪色的反应，未必是加成反应 (b) 使溴水褪色的反应，就是加成反应 (c)使溴水褪色的物质，未必是乙炔 (d)使溴水褪色的物质，就是乙炔 (3)乙同学推测此乙炔中必定含有的一种杂质气体是 ，它与溴水反应的化学方程式 是 。验证过程中必须全部除去。 (4)请你选用上列四个装置(可重复使用)来实现乙同学的实验方案，将它们的编号填入方框，并写出装 置内所放的化学药品。 (5)为验证这一反应是加成而不是取代，丙同学提出可用 pH 试纸来测试反应后溶液的酸性，理由 是 。 解析：(1)本小题是按实验目的，写出实验原理的有关化学反应式，只要基础扎实，很容易写出化学方 程式，见答案。(2)根据“乙同学发现甲同学实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙 炔中还有可能含有少量还原性的杂质气体”，因此可得出“使溴水褪色的物质，未必是乙炔；使溴水褪色 的反应，未必是加成反应”的结论。故甲同学设计的实验不能证明乙炔与溴水发生了加成反应。(3)根据褪 色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，可推知是硫，说明乙炔气体中含有硫化氢杂质，所发生的反应式是 Br2+H2S===S↓+2HBr。产生硫化氢的原因是电石中含有硫化钙杂质，发生的反应是 CaS+2H2O===H2S↑+Ca(OH)2。 (4)由于乙炔中含有硫化氢杂质，首先可利用 CuSO4溶液除去 H2S，然后再用 CuSO4溶液检验 H2S有无除 净，只有无 H2S存在方可根据溴水的褪色来验证乙炔与溴水是发生了加成反应。(5)用 pH试纸是验证溶液 的酸碱性的，实际上暗示“若发生取代反应，必定生成 HBr”的结论，因此可用 pH试纸检验溶液酸性有 无明显增强，即可得出结论。 参考答案：(1)CaC2+2H2O C2H2↑+Ca(OH)2 HC≡CH+Br2 CH(Br)== CH(Br)［或 HC≡CH+2Br2 CH(Br)2—CH(Br)2］ (2)不能 (a)(c) (3)H2S Br2+H2S===S↓+2HBr (4)c b (CuSO4溶液) (CuSO4溶液) (5)如若发生取代反应，必定生成 HBr，溶液酸性将会明显增强，故可用 pH试纸来验证 一、导气管的连接 一般应遵循装置的排列顺序。对于吸收装置，若为洗气瓶则应“长”进（利于杂质的充分吸收）“短”出 （利于气体导出）；若为盛有碱石灰的干燥管吸收水分和 ，则应“粗”进（同样利用 和水蒸气的充分 吸收）“细”出（利于余气的导出）；若为了排水量气时，应“短”进“长”出，被排出水的体积即为生成 气体的体积。 二、仪器的连接 根据实验原理选择仪器和试剂，根据实验的目的决定仪器的排列组装顺序，一般遵循气体制取→除杂→干 燥→主体实验→实验产品的保护与尾气处理。其中除杂与干燥的顺序，若采用溶液除杂则应先净化后干燥。 尾气处理一般用溶液吸收或将气体点燃。 三、气密性的检查 制气装置一般都存在气密性检查问题。关键是何时进行气密性检查？如何进行气密性检查？显然应在仪器 连接完之后，添加药品之前进行气密性检查。气密性检查的方法虽多种多样，但总的原则是堵死一头，另 一头通过导管插入水中，再微热（用掌心或酒精灯）容积较大的玻璃容器，若水中有气泡逸出，停止加热 后导管中有一段水柱上升，则表示气密性良好，否则须重新组装与调试。 四、防倒吸 用溶液吸收气体或排水集气的实验中都要防倒吸。防倒吸一般可分为两种方法：一是在装置中防倒吸（如 在装置中加安全瓶或用倒扣的漏斗吸收气体等）；二是在加热制气并用排水集气或用溶液洗气的实验中， 实验结束时，应先取出插在溶液中的导管，后熄灭酒精灯以防倒吸。 五、实验方案的评价 对实验方案的评价应遵循以下原则：①能否达到目的；②所用原料是否常见易得、廉价；③原料的利用率 高低；④过程是否简捷优化；⑤有无对环境污染；⑥ 实验的误差大小等等。能达到上述六点要求的实验 方案应该说不失为最优实验方案。最优方案的设计应遵循上述实验方案评价的六原则。方案确定后，为确 保实验目的实现，必须选择简捷而正确的操作程序。 六、实验结果的分析 实验是手段，要达到目的的还需对实验现象、实验数据进行科学的分析、处理，去伪存真，由表及里，剥 去假像方能识得庐山真面目。实验是培养学生科学品质与各种能力的有效手段和途径。一般从以下四方面 考虑：①方案是否合理，这是决定实验成败的关键；②操作不当引起的误差；③反应条件不足可导致反应 不能发生或反应速率过慢引起实验误差；④所用试剂不纯，杂质甚至参与反应均可导致实验误差等等。 常见金属及其化合物(附参考答案) 一、选择题(每小题 5分，共 50分) 1．(2011·福建质检)合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合 而成的具有金属特性的物质。分析下表中的数据，不能形成合金的是( ) Na[来源:Zxxk.Com] Cu Al Fe 熔点/℃ 97.8 1 083 660[来源:学科网] 1 535 沸点/℃ 883 2 567 2 467 2 750 A.Cu和 Al B．Fe和 Cu C．Fe和 Na D．Al和 Na 解析：要形成合金必须满足：形成合金的金属能同时处在液态。Cu 和 Al 在 1 083℃～2 467℃之间都是液态，Fe和 Cu在 1 535℃～2 567℃之间都是液态， Al 和 Na在 660℃～883℃之间都是液态，可以构成合金。而 Fe到达熔点时 Na 已经变为气态，不能形成合金，故选 C。[来源:学科网 ZXXK] 答案：C 2．(2011·郑州调研)在铁与铜的混合物中，加入一定量的稀硝酸，充分反应 后剩余金属 m1g，再向其中加入一定量的稀硫酸，充分振荡后，剩余金属 m2g， m1与 m2的关系是( ) A．m1一定大于 m2 B．m1可能等于 m2 C．m1一定等于 m2 D．m1可能大于 m2 解析：由题意知剩余金属可能为 Cu或 Cu与 Fe，但不论哪种情况，再加入 稀硫酸后，相当于加入稀硝酸(因溶液中含有 NO－ 3，再加入硫酸引入 H＋ 后，则 溶液中就相当于存在 HNO3)，都可以使金属再溶解，所以 m1一定大于 m2。 答案：A 3．(2011·马鞍山二模)为测定某镁铝合金样品中铝的含量，进行了下列实验： 取一定量合金，加入 100 mL 0.3 mol·L－1稀硫酸，合金完全溶解，产生的气体在 标准状况下体积为 560 mL；再加入 0.2 mol·L－1NaOH溶液至沉淀质量恰好不再 变化，用去 350 mL NaOH溶液。则所取样品中铝的物质的量为( ) A．0.005 mol B．0.01 mol C．0.025 mol D．0.03 mol 解析：镁铝合金溶于稀硫酸生成氢气 560 mL，即 0.025 mol H2，而硫酸为 0.03 mol，说明酸过量，余下 0.005 mol。合金反应后加入氢氧化钠溶液，沉淀不 再变化，铝变为 NaAlO2，镁变为Mg(OH)2。设 n(Al)＝x mol，n(Mg)＝y mol， 列式：1.5x＋y＝0.025,4x＋2y＝0.07－0.005×2，解得 x＝0.01。 答案：B 4．(2011·惠州高三调研)Fe2O3、ZnO、CuO的固体混合粉末 a g，在加热条 件下用足量 CO还原，得到金属混合物 4.82 g，将生成的 CO2气体用足量的澄清 石灰水吸收后，产生 10.00 g白色沉淀，则 a的数值为( ) A．14.82 B．4.92 C．6.42 D．7.18 解析：金属氧化物与 CO反应生成金属单质和 CO2，根据反应前后氧原子变 化，CO2为 0.1 mol，则金属氧化物中氧原子为 0.1 mol，金属氧化物的质量等于 金属的质量加上氧原子的质量。 答案：C 5．某稀溶液中均含有 1 mol的 ZnSO4、Fe2(SO4)3、H2SO4、CuSO4，向其中 逐渐加入铁粉，溶液中 Fe2＋的物质的量(纵坐标/mol)和加入铁粉的物质的量(横坐 标/mol)之间的关系为( ) 解析：与铁反应的离子有 2 mol Fe3＋、2 mol H＋ 、1 mol Cu2＋，又因为氧化 性 Fe3＋>Cu2＋>H＋ ，故加入铁粉时先后发生的反应为 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋； Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋；2H＋ 2 mol 1 mol 3 mol 1 mol 1 mol 1 mol 2 mol ＋Fe===Fe2＋＋H2↑，A正确。 1 mol 1 mol 答案：A 6．铝、铍(Be)及其化合物具有相似的化学性质。已知反应：BeCl2＋Na2BeO2 ＋2H2O===2NaCl＋2Be(OH)2↓能完全进行，则下列推断正确的是( ) A．Na2BeO2溶液的 pH>7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物为 BeO B．BeCl2溶液的 pH>7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物可能是 BeCl2 C．Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于 NaOH溶液 D．BeCl2水溶液的导电性强，故 BeCl2是离子化合物 解析：蒸干并灼烧 Na2BeO2溶液后得到的残留物为 Na2BeO2；BeCl2是强酸 弱碱盐，其溶液 pH<7，蒸干并灼烧该溶液可得到 BeO；Be(OH)2和 Al(OH)3性 质相似，BeCl2和 AlCl3均是共价化合物。 答案：C 7．由 Na2O2、Na2CO3、NaHCO3、Na2O、NaCl中的某几种组成的混合物， 向其中加入足量的盐酸有气体放出。将气体通入足量的 NaOH溶液，气体体积 减小。将上述混合物在空气中加热，有气体放出且固体质量增加。下列判断正 确的是( ) A．混合物中一定不含 Na2CO3、NaCl B．混合物中一定有 Na2O2、NaHCO3、Na2O C．无法确定混合物中是否含有 NaHCO3 D．混合物中一定不含 Na2O2、NaCl 解析：混合物中加盐酸产生气体，气体通入 NaOH溶液后，体积减少，可 知气体成分为 CO2和 O2，则混合物中一定有 Na2O2，至少有 Na2CO3和 NaHCO3 中的一种；混合物在空气中加热，有气体放出且固体质量增加，则混合物中一 定有 NaHCO3。NaHCO3受热分解产物 CO2和 H2O，再与 Na2O2反应的质量变化 如下： 2 mol NaHCO3――→ △ 1 mol CO2 1 mol H2O ――→ Na2O21 mol O2 固体质量减小，而题给信息是固体质量增加，故一定还有 Na2O，而 Na2CO3 和 NaCl无法确定。 答案：B 8．在 pH为 4～5的环境中，Cu2＋、Fe2＋不生成沉淀，而 Fe3＋几乎完全沉淀， 工业上制 CuCl2是将浓盐酸用蒸汽加热到 80℃左右，再慢慢加入粗氧化铜(含杂 质 FeO)，充分搅拌使之溶解。欲除去溶液中的杂质离子，下述方法正确的是 ( ) A．加入纯 Cu将 Fe2＋还原 B．向溶液中加入(NH4)2S使 Fe2＋沉淀 C．直接加水加热使杂质离子水解除去 D．在溶液中通入 Cl2，再加入 CuO粉末调节 pH为 4～5 解析：有关反应为 CuO＋2HCl=====80℃ CuCl2＋H2O，FeO＋2HCl=====80℃ FeCl2 ＋H2O，先通入氯气氧化 Fe2＋：2FeCl2＋Cl2===2FeCl3；再加入 CuO粉末，调节 pH为 4～5，使 Fe3＋转化为 Fe(OH)3沉淀。 答案：D 9．(2009·上海化学)镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生 气体的体积(V)与时间(t)关系如下图。反应中镁和铝的( ) A．物质的量之比为 3:2 B．质量之比为 3:2 C．摩尔质量之比为 2:3 D．反应速率之比为 2:3 解析：由关系式：Mg～H2,2Al～3H2，可知产生等量 H2时，消耗 Mg、Al 的物质的量之比为 3:2，故 A项正确。二者质量之比为 4:3，摩尔质量之比为 24:27 ＝8:9，反应速率之比为 3:2。 答案：A 10．(2010·安徽理综)上图是三种稀酸对 Fe－Cr合金随 Cr含量变化的腐蚀 性实验结果，下列有关说法正确的是( ) A．稀硝酸对 Fe－Cr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱 B．稀硝酸和铁反应的化学方程式是：Fe＋6NHO3(稀)===Fe(NO3)3＋3NO2↑ ＋3H2O C．Cr含量大于 13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，所以对 Fe －Cr合金的腐蚀性最强 D．随着 Cr含量增加，稀硝酸对 Fe－Cr合金的腐蚀性减弱 解析：根据图可知，Cr的含量不同，三种酸对 Fe—Cr合金的腐蚀性不同， 当 w(Cr)较小时，稀硝酸对其腐蚀性最强，A不正确；铁与稀硝酸反应生成的是 NO而不是 NO2，B错；三种酸中由于溶液密度没有给出，硫酸中氢离子浓度不 一定最大，C错；根据图中稀 HNO3的曲线变化，可知 D正确。 答案：D 二、非选择题(共 50分) 11．(15分)下图中，A到 L为常见物质或该物质的水溶液，B在 A气体中 燃烧产生棕黄色烟，B、G为中学化学中常见金属单质，I的焰色反应为黄色， 组成 J的元素原子核内只有一个质子，F为无色、有刺激性气味气体，且能使品 红溶液褪色。 回答下列问题： (1)K的电子式为________，所含的化学键有________。 (2)①若 D 的水溶液呈棕黄色，则 D的水溶液与 G反应的总离子方程式为 ________________________________________。 ②若D的水溶液呈蓝色，B与 C反应的化学方程式为___________ _________________________________。 (3)若将 F通入一定量 K的水溶液中，则所得溶液中各离子浓度一定满足的 关系式为____________________________________。 解析：(1)由 J的元素原子核内只有一个质子知 J为 H2；I的焰色反应为黄色， 所以 I含 Na元素；由金属 B在 A气体中燃烧产生棕黄色烟可知 A为 Cl2，B为 Fe或 Cu，则 D为 FeCl3或 CuCl2，且 D＋G＋H2O―→H＋I＋J，结合 I含 Na元 素知 G为金属钠，且 H2O＋G―→K＋J(H2)，所以 K为 NaOH，其电子式为 Na ＋[··O ·· ·· ··H]－，含有离子键和极性共价键。 (2)①若 D的水溶液呈棕黄色，则 D为 FeCl3，其水溶液与 Na的反应为：6Na ＋2FeCl3＋6H2O===2Fe(OH)3↓＋6NaCl＋3H2↑。 ②若 D的水溶液呈蓝色，则 D为 CuCl2，由 F为能使品红溶液褪色的无色 刺激性气体可知 F为 SO2，则 C为浓 H2SO4，B与 C的反应为： Cu＋2H2SO4(浓)=====△ CuSO4＋SO2↑＋2H2O (3)无论什么电解质溶液一定满足电荷守恒关系： c(Na＋)＋c(H＋)===c(OH－)＋c(HCO－ 3 )＋2c(SO2－3 )。 答案：(1)Na＋[··O ·· ·· ··H]－ 离子键、共价键(或极性共价键) (2)①6Na＋2Fe3＋＋6H2O===2Fe(OH)3↓＋6Na＋＋3H2↑ ②Cu＋2H2SO4(浓)=====△ CuSO4＋SO2↑＋2H2O (3)c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HCO－ 3 )＋2c(SO2－3 ) 12．(17分)(2011·重庆，26)用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、水 泥、硅铁等配制而成。 (1)Al的原子结构示意图为________；Al与 NaOH溶液反应的离子方程式为 ________。 (2)30Si原子的中子数为________；SiO2的晶体类型为________。 (3)Al3＋与 Yn－的电子数相同，Y所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性， 则该族元素的氢化物中沸点最低的是________。 (4)焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体，该气 体是________。 (5)经处理后的熔渣 36.0g(仅含 Fe2O3、Al2O3、SiO2)，加入足量稀盐酸，分 离得到 11.0 g固体；滤液中加入过量 NaOH溶液，分离得到 21.4g固体；则此熔 渣中 Al2O3的质量分数为__________________________________。 解析：(1)Al的原子结构示意图为 ，Al与 NaOH溶液反应的离子 方程式为 2Al＋2OH－ ＋2H2O===2AlO－ 2＋3H2↑；(2)30Si原子的中子数为 30－14 ＝16，SiO2的晶体类型为原子晶体；(3)“Al3＋与 Yn－的电子数相同，Y所在族的 各元素的氢化物的水溶液均显酸性”，则 Y是 F，第ⅦA族氢化物中沸点最低 的是 HCl，而不是 HF，因为 HF分子之间存在氢键。[来源:学+科+网] (4)“使金属不被氧化的气体”可由药皮的成分分析得出，大理石分解可生 成 CO2，CO2可以做保护气。 (5)“加入足量稀盐酸，分离得到 11.0 g固体”该固体为 SiO2；“滤液中加 入过量 NaOH溶液，分离得到 21.4g固体”，该固体为 Fe(OH)3，为 21.4g 107g/mol ＝ 0.2 mol，故 Fe2O3为 0.1 mol，质量为 16 g，则 Al2O3的质量为(36.0 g－11.0 g－ 16 g)＝9 g，质量分数为 9g 36g ×100%＝25%。 答案：(1) 2Al＋2OH－ ＋2H2O===2AlO－ 2＋3H2↑ (2)16 原子晶体 (3)HCl (4)CO2 (5)25% 13．(18分)(2011·福州模拟)Fe2O3和 Cu2O都是红色粉末，常用作颜料。某 校一化学实验小组通过实验来探究“红色”粉末是 Fe2O3还是Cu2O或二者混合 物。探究过程如下： [查阅资料]Cu2O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成 Cu和 CuSO4，在空气 中加热生成 CuO。 [提出假设] 假设 1：红色粉末是 Fe2O3 假设 2：红色粉末是 Cu2O 假设 3：红色粉末是 Fe2O3和 Cu2O的混合物 [设计实验]取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加 KSCN试 剂。 (1) 若 假 设 1 成 立 ， 则 实 验 现 象 是 _______________________________________________________。 (2)若滴加 KSCN试剂后溶液不变血红色，则证明原固体粉末中一定不含三 氧化二铁。你认为这种说法合理吗？________。简述你的理由(不需写出反应的 方 程 式 )__________ ______________________________________________________。 (3)若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加 KSCN试剂时溶液不变血红色， 则 证 明 原 固 体 粉 末 是 _ _______ ， 写 出 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 ________________________________________________。 [探究延伸]经实验分析，确定红色粉末为 Fe2O3和 Cu2O的混合物 。 (4)实验小组欲用加热法测定 Cu2O的质量分数。取 a g固体粉末在空气中充 分加热，待质量不再变化时，称其质量为 b g(b>a)，则混合物中 Cu2O的质量分 数为________。 (5)实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矾(CuSO4·5H2O)。经查阅资 料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使 Cu2＋、Fe2＋、Fe 3＋分别生成沉淀 的 pH如下： 物质 Cu(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 开始沉淀 pH 6.0 7.5 1.4 沉淀完全 pH 13 14 3.7 实验室有下列试剂可供选择： A．氯水 B．H2O2 C．NaOH D．Cu2(OH)2CO3 实验小组设计如下实验方案： 试回答： ①试剂 1为________，试剂 2为________(填字母)。 ②固体 X的化学式为________。 ③操作Ⅰ为______________________________________。 答案：(1)固体完全溶解，溶液呈血红色[来源:学_科_网] (2)不合理 当原固体粉末为 Fe2O3和 Cu2O 的混合物时，加入稀 H2SO4后 Cu2O生成 Cu和 CuSO4，产生的 Fe3＋与 Cu反应生成 Fe2＋，滴加 KSCN溶液后 也可能不变红色 (3)Fe2O3和 Cu2O Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O， Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O， 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋ (4)9b－a a ×100% (5)①B D ②Fe(OH)3 ③加热浓缩，降温结晶 专题 8 电化学基础(附参考答案) 一、选择题(每小题 6分，共 60分) 1．(2010·天津理综)化学已渗透到人类生活的各个方面。下列说法不正确．．．的 是( ) A．阿司匹林具有解热镇痛作用 B．可以用 Si3N4、Al2O3制作高温结构陶瓷制品 C．在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀 D．禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂，可减少汽车尾气污染 解析：阿司匹林是一种常见消炎药，A正确；Si3N4、Al2O3熔沸点高，可制 作高温结构陶瓷制品，B正确；在入海口，Fe、Cu、NaCl溶液构成原电池，Fe 作负极，加快了闸门的腐蚀，C错；四乙基铅易造成铅污染，D正确。 答案：C 2．(2011·安徽合肥高三调研)下列有关电池的说法中正确的是( )[来源:学科网] A．太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅 B．铜锌原电池工作时，电子从铜电极沿外电路流向锌电极 C．氢氧燃料电池工作时，氢气在正极被氧化 D．锌锰干电池中，锌电极是负极 解析：太阳能电池的主要材料是硅而不是二氧化硅；在原电池中，电子从 负极沿外电路流向正极，氢氧燃料电池工作时，氢气在负极失电子被氧化。 答案：D 3．(2011·安庆二模)2010 年在上海举办的世博会主打环保牌，20辆氢燃料 电池公交车、300辆氢燃料电池出租车投入运行，它们以氢气为能源，实现了真 正的零污染。氢氧燃料电池的电解液为 KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正 确的是( ) A．正极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ B．工作一段时间后，电解液中 KOH的物质的量浓度不变 C．该燃料电池的总反应方程式为：2H2＋O2===2H2O D．用该电池电解 CuCl2溶液，产生 2.24 L Cl2(标准状况)时，有 0.2 mol电 子转移 解析：该电池的总反应为：2H2＋O2===2H2O，因此电解液中 n(KOH)不变， c(KOH)减小，B错。 答案：B 4．(2010·安徽理综)某固体酸燃料电池以 CsHSO4固体为电解质传递 H＋ ，其 基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2===2H2O，下列有关说法正确 的是( ) A．电子通过外电路从 b极流向 a极 B．b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－ C．每转移 0.1 mol电子，消耗 1.12L的 H2 D．H＋ 由 a极通过固体酸电解质传递到 b极 解析：原电池反应中，正极上发生还原反应，负极上发生氧化反应，电子 从负极经外电路流向正极。H2发生氧化反应，a极为负极，b极为正极，负极反 应为：2H2－4e－===4H＋ 或 2H2―→4H＋ ＋4e－ ，正极反应为：O2＋4H＋ ＋4e－ ===2H2O或 O2＋4H＋ ＋4e－―→2H2O，故 A、B项错误；该反应中每转移 0.1 mol 电子，消耗标准状况下 1.12L H2，C项未指明标准状况，错误。 答案：D 5．(2011·浙江五校高三联考)CuI是一种不溶于水的白色固体，它可以由反 应：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2而得到。如图所示装置中，a、b都是惰性电极， 通电一段时间后，在淀粉－KI 溶液中阳极周围变蓝色，则下列说法正确的是 ( ) A．若 a极变红，则在 Pt电极上：2I－－2e－===I2 碘遇淀粉变蓝 B．若 b极变红，在 Pt电极上：4OH－ －4e－===2H2O＋O2↑O2将 I－氧化为 I2，碘遇淀粉变蓝 C．若 a极变红，在 Cu电极上：开始 Cu－2e－===Cu2＋，一段时间后 2Cu 2＋ ＋4I－===2CuI↓＋I2 碘遇淀粉变蓝 D．若 b极变红，在 Cu极上：Cu－2e－===Cu2＋ Cu2＋显蓝色 解析：电解 NaCl溶液(滴入酚酞)，阴极附近变红，若 a极变红，则 X为电 源的负极，Y为正极，故 Cu电极为阳极，则 Cu－2e－===Cu2＋或 Cu―→Cu2＋＋ 2e－，2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，碘遇淀粉变蓝；若 b极变红，则 X为正极，Pt 电极为阳极，则 2I－－2e－===I2或 2I－―→I2＋2e－，碘遇淀粉变蓝，故 C正确。 答案：C 6．(2010·福建理综)铅蓄电池的工作原理为：Pb＋PbO2＋2H2SO4=== 2PbSO4 ＋2H2O 研读下图，下列判断不正确．．．的是( ) A．K闭合时，d电极反应式： PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋ ＋SO2－4 B．当电路中转移 0.2 mol电子时， I中消耗的 H2SO4为 0.2 mol C．K闭合时，Ⅱ中 SO 2－4 向 c电极迁移 D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极 解析：由图可知，Ⅰ为原电池，a为正极，b为负极，Ⅱ为电解池，c为阴 极，d为阳极。K闭合后，d电极上发生氧化反应，A对；当电路中通过 0.2 mol 电子时，有 0.1 mol的 Pb参加反应，由题中化学方程式可知消耗 H2SO4的量为 0.2 mol，B对；在电解池中，阴离子向阳极(d极)移动，C错；K闭合一段时间 后，阳极生成 PbO2，阴极上得到 Pb，所以Ⅱ可单独作为原电池，D对。 答案：C 7．(2011·江西重点中学联考)用下图装置(X、Y是直流电源的两极)分别进行 下列各组实验，则下表中所列各项对应关系均正确的一组是( ) 选项 电源 X极 实验前 U形管中 液体 通电后现象及结论 A 正极 Na2SO4溶液 U形管两端滴入酚酞试液后， a管中呈红色 B 正极 AgNO3溶液 b 管中电极反应式是：4OH－ －4e－===2H2O＋O2↑ C 负极 KCl 和 CuCl2 混 合溶液 相同条件下，a、b 两管中产 生的气体总体积可能相等 D 负极 [来源:学*科*网 Z*X*X*K] Fe(OH)3 胶体和 b管中液体颜色加深 导电液 解析：X为正极，电解 Na2SO4溶液时，实质是电解水，a管中电极为阴极， OH－ 放电，a管中 c(H＋)>c(OH－)，滴加酚酞试液不变色，A错；X为正极，电解 AgNO3溶液时，b管中电极为阴极，电极反应式为 Ag＋ ＋e－===Ag，B错；Fe(OH)3 胶体粒子带有正电荷，X为负极时，Fe(OH)3胶体粒子向 a管移动，a管中液体 颜色加深，D错。 答案：C 8．锂钒氧化物电池的能量密度远远超过其他材料电池，其成本低，便于大 量推广，且对环境无污染。电池总反应式为 V2O5＋xLi===LixV2O5。下列说法不 正确的是( ) A．正极材料为锂，负极材料为 V2O5 B．向外供电时，锂离子在凝胶中向正极移动 C．正极的电极反应式为：xLi＋＋V2O5＋xe－===LixV2O5 D．负极的电极反应式为：xLi－xe－===xLi＋ 解析：利用化合价可知负极材料为锂，正极材料为 V2O5，A项错误；正极 的电极反应式为 xLi＋＋V2O5＋xe－===LixV2O5，负极的电极反应式为 xLi＋－xe－ ===xLi＋，C、D两项正确；放电时为原电池，根据电荷相吸原理 Li＋在凝胶中向 正极移动，B项正确。 答案：A 9．(2011·广东 A卷，12)某小组为研究电化学原理，设计如图装置。下列叙 述不正确的是( ) A．a和 b不连接时，铁片上会有金属铜析出 B．a和 b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋＋2e－===Cu C．无论 a和 b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色 D．a和 b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动 解析：a和 b不连接时，发生置换反应，A项正确。a和 b用导线连接，形 成原电池，铜片作正极，溶液中 Cu2＋得电子，析出铜单质，B项正确，铁片作 负极失去电子形成 Fe2＋，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色，所以 C 项正确。a 和 b 分别连接直流电源正、负极，a 作阳极，铜片失去电子形成 Cu2＋，Cu2＋向阴极 即铁电极移动，D项错误。 答案：D[来源:Zxxk.Com] 10．下列装置所示的实验不能达到实验目的的是( ) A.形成稳定电流的 装置 B.电解饱和食盐水 C.将用含有酚酞的 氯化钠溶液润湿的 滤纸铺在铂片上写 “祝你成功” D.电解精炼铝 解析：选项 A，能够形成原电池；选项 B，装置中的离子交换膜可以避免生 成的 Cl2与 NaOH溶液反应；选项 C，两电极都不参与电极反应，滤纸上的 NaCl 溶液被电解生成 NaOH、H2、Cl2，NaOH与酚酞作用出现“祝你成功”红色字 迹；选项 D，由于 AlCl3溶液中，H＋ 得电子能力大于 Al3＋，所以在纯铝电极上 得到的是 H2，而不是 Al。 答案：D 二、非选择题(共 40分) 11．(20分)(2011·北京，26)氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如上图 所示 (1)溶液 A的溶质是________； (2)电解饱和食盐水的离子方程式是____________________________ ___________________________________________________________。 (3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的 pH在 2～3，用化学平衡移动原理解释 盐酸的作用：_______________________________________________。 (4)电解所用的盐水需精制，去除有影响的 Ca2 ＋ 、Mg2 ＋ ，NH ＋ 4 ， SO2－4 [c(SO2－4 )>c(Ca2＋)]。精制流程如下(淡盐水和溶液 A来自电解池)： ①盐泥 a除泥沙外，还含有的物质是________。 ②过程Ⅰ中将 NH ＋ 4转化为 N2的离子方程式是___________________。 ③BaSO4的溶解度比 BaCO3的小。过程Ⅱ中除去的离子有________。 ④经过程Ⅲ处理，要求盐水 c中剩余 Na2SO3的含量小于 5mg /L，若盐水 b 中 NaClO的含量是 7.45 mg /L，则处理 10m3 盐水 b，至多添加 10% Na2SO3溶 液________kg(溶液体积变化忽略不计)。 解析：电解饱和食盐水时，阴极产物为 NaOH 和 H2，阳极产物是 Cl2，反 应的离子方程式是 2Cl－＋2H2O=====电解 H2↑＋Cl2↑＋2OH－ ，据此可以确定溶液 A 的溶质是 NaOH；电解时用盐酸控制阳极区溶液的 pH在 2～3的作用是促使化 学平衡 Cl2＋H2O HCl＋HClO向左移动，减少 Cl2在水中的溶解，有利于 Cl2 的逸出；根据粗盐水和淡盐水的化学成分，代入题给精制盐水的流程进行分析， 可知过程Ⅰ是将Mg2＋转化为Mg(OH)2沉淀除去，即盐泥 a除泥沙外，还含有的 物质是Mg(OH)2；将 NH ＋ 4转化为 N2的氧化剂是 Cl2，对应的离子方程式是 2NH＋ 4 ＋3Cl2＋8OH－===N2↑＋6Cl－＋8H2O；过程Ⅱ是利用沉淀溶解平衡原理，将溶 液中的 Ca2＋和 SO 2－4 分别转化为 CaCO3和 BaSO4沉淀除去；NaClO 与 Na2SO3 溶液反应的化学方程式为：NaClO＋Na2SO3===NaCl＋Na2SO4，若盐水b中NaClO 的含量是 7.45 mg/L，则处理 10 m3 盐水 b 时至少需要 10%Na2SO3 溶液 74.5 g 74.5 g·mol－1 ×126 g·mol－1× 100 10 ＝1.26 kg，若盐水 c 中剩余 Na2SO3的含量为 5 mg/L，则还需添加10% Na2SO3溶液50g÷10%＝0.5 kg，因此至多添加10% Na2SO3 溶液的质量为 1.26 kg＋0.5 kg＝1.76 kg。[来源:学。科。网Z。X。X。K] 答案：(1)NaOH (2)2Cl－＋2H2O=====电解 H2↑＋Cl2↑＋2OH－ (3)Cl2与水反应：Cl2＋H2O HCl＋HClO，增大 HCl的浓度使平衡逆向移 动，减少 Cl2在水中的溶解，有利于 Cl2的逸出 (4)①Mg(OH)2 ②2NH＋ 4 ＋3Cl2＋8OH－===N2↑＋6Cl－＋8H2O ③SO2－4 、 Ca2＋ ④1.76 12．(20分)某课外活动小组设计了如下图所示的装置，调节滑动变阻器，控 制电流强度适中的情况下用其进行缓慢电解 NaCl溶液及相关实验(此时，打开 止水夹 a，关闭止水夹 b)。由于粗心，实验并未达到预期目的，但也看到了令人 很高兴的现象(阳离子交换膜只允许阳离子和水通过)。 请帮助他们分析并回答下列问题： (1)写出 B装置中的电极反应： 阴极：_____________________________________________； 阳极：_____________________________________________。 (2)观察到 A装置中的现象是： ①__________________________________________________； ②______________________________________________ ____________________________________________________； ③_________________________________________________。 (3)当观察到 A 装置中的现象后，他们关闭止水夹 a，打开止水夹 b。再观 察 C装置，若无现象，请说明理由；若有现象，请写出有关反应的化学方程式(是 离 子 反 应 的 写 离 子 方 程 式 ) ： ______________________________________________________。 (4)若想达到电解 NaCl 溶液的目的，应如何改进装置，请提出你的意见： ______________________________________________ __________________________________________________ ________________________________________________________。 解析：(1)阴极 H＋ 放电，电极反应为：2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(2H＋ ＋2e －===H2↑)；阳极 Fe为活泼电极，故 Fe先失去电子，电极反应为：Fe－2e－===Fe2 ＋ 。 (2)由于氢气通入烧瓶后，使氨气与水接触而引发喷泉，现象有：①A烧杯 中的水倒吸并产生红色喷泉；②烧瓶中液面上升到高于左侧导管一定程度后又 逐渐下落到与导管相平；③最后 A烧杯溶液呈红色，导管有气泡溢出。 (3)关闭止水夹 a，U型管左边气体不断生成，打开止水夹 b后，U型管右边 的 FeCl2溶液压入 NaOH溶液中，生成 Fe(OH)2沉淀：Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓； Fe(OH)2不稳定，在空气中立即变成灰绿色，最后变成红褐色：4Fe(OH)2＋2H2O ＋O2===4Fe(OH)3；或写成总反应式：4Fe2＋＋8OH－ ＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓。 (4)若想达到电解 NaCl溶液的目的，则阳极应为惰性电极，可把 Fe电极换成 C、 Pt等惰性电极或将装置中两电极换位置等。 答案：(1)2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－(或 2H＋ ＋2e－===H2↑) Fe－2e－===Fe2 ＋ (2)①A烧杯中的水倒吸并产生红色喷泉 ②烧瓶中液面上升到高于左侧导 管一定程度后又逐渐下落至与导管相平 ③最后 A烧杯溶液呈红色，导管有气泡溢出 (3)Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓，4Fe(OH)2＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3或写成总 反应式：4Fe2＋＋8OH－ ＋2H2O＋O2===4Fe(OH)3↓ (4)把 Fe电极换成 C、Pt等惰性电极或将装置中两电极换位置等 专题 6 化学反应速率和化学平衡(附参考答案) 一、选择题(每小题 6分，共 48分) 1．在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的 X、Y，发生反应 mX(g) nY(g)；ΔH＝QkJ/mol。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、 气体体积的关系如下表所示： 下列说法正确的是( ) A．m>n B．Q<0 C．温度不变，压强增大，Y的质量分数减小 D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动 解析：温度不变时(假设 100℃条件下)，体积是 1L时 Y的物质的量为 1mol， 体积为 2L时，Y的物质的量为 0.75mol/L×2L＝1.5mol，体积为 4L时，Y的物 质的量为 0.53mol/L×4L＝2.12mol，说明体积越小，压强越大，Y的物质的量越 小，Y的质量分数越小，平衡向生成 X的方向进行，m查看更多