化学实验基础知识是高考中的重要考点,通常以常见仪器的选用、实验基本操作为中心,围绕是什么、为什么和怎么做来重点考查实验基本操作的规范性和准确性,涉及利用图表在选择题中考查仪器的识别、使用和选择,物质的检验、分离提纯方法及基本操作等。近几年通常会设置一些重要物质的性质考查,也会以教材中物质的制备或性质来考查实验综合知识。要重点掌握常见气体实验室制法的反应原理,气体的净化、干燥、收集、尾气吸收,气密性检查等,注重萃取、分液、过滤、蒸发等基本操作、仪器选择、分液漏斗、容量瓶、滴定管等重要仪器用法的规范性,加强对离子、气体、有机物等检验方法及操作的记忆,时刻注意实验中的细节问题。
角度一 识别化学实验基本操作陷阱
1.牢记三类常考仪器
(1)四种“定量”仪器的刻度及精确度
量筒 精确度:0.1 mL;选取原则:大而近
托盘天平 精确度:0.1 g
滴定管(移液管) 精确度:0.01 mL
容量瓶 无零刻度线,有 100 mL、250 mL、500 mL、1 000 mL 等规格
(2)四种可“直接加热”的仪器——试管、坩埚、蒸发皿和燃烧匙,三种可“垫石棉网”加热的仪器——烧瓶、烧杯、锥形瓶。
(3)三种使用前需检查是否“漏水”的仪器:分液漏斗、容量瓶、酸式(碱式)滴定管。
2.熟悉常见试剂的保存
3.基本实验操作中应注意的问题归纳
(1)碱式滴定管装碱性溶液,酸式滴定管可以装酸性及氧化性溶液。
(2)容量瓶不能长期存放溶液,更不能作为反应容器,也不可加热,瓶塞不可互换。
(3)用 pH试纸检测溶液时不能先润湿,不能用试纸直接蘸取待测液。试纸检验气体前需先润湿,试纸不能直接用手拿,要用镊子夹取。
(4)药品不能入口和用手直接接触,实验剩余药品不能放回原处(K、Na等除外),不能随意丢弃,要放入指定容器中。
(5)中和滴定实验中锥形瓶不能用待测液润洗。
(6)温度计不能代替玻璃棒用于搅拌,测液体温度时不能与容器内壁接触。
(7)量筒不能用来配制溶液或用作反应容器,更不能用来加热或量取热的溶液。
4.熟记典型的实验操作
(1)测定溶液pH的操作
将一小块pH试纸放在干燥洁净的表面皿上,用洁净干燥的玻璃棒蘸取少量待测液点到pH试纸中央,待变色稳定后再和标准比色卡对照,读出对应的pH。
(2)滴定管赶气泡的操作
①酸式滴定管:右手将滴定管倾斜30°左右,左手迅速打开活塞使溶液冲出,从而使溶液充满尖嘴。
②碱式滴定管:将胶管弯曲使玻璃尖嘴向上倾斜,用两指捏住胶管,轻轻挤压玻璃珠,使溶液从尖嘴流出,即可赶出碱式滴定管中的气泡。
(3)萃取分离操作
关闭分液漏斗活塞,将混合液倒入分液漏斗中,塞上塞子,用右手食指顶住塞子,左手握住活塞部分,将分液漏斗倒置振荡,振荡后打开活塞,使漏斗内气体放出,静置、分层,在漏斗下面放一个小烧杯,先打开上口塞子再打开分液漏斗活塞,使下层液体从下口沿烧杯壁流下,下层液体流出后,关闭活塞,上层液体从上口倒出。
1.(2021·江苏1月适应性考试,6)实验室制取NH3时,下列装置能达到相应实验目的是( )
答案 B
解析 实验室用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物的方法制取少量氨气,制取装置中试管口应该略向下倾斜,防止水倒流引起试管炸裂,故A错误;碱性气体选用碱性干燥剂,可用碱石灰干燥氨气,故B正确;氨气的密度比空气小,应该用向下排空气法,故C错误;氨气极易溶于水,装置图中导管不能直接插入水中,否则会引起倒吸,故D错误。
2.(2021·江苏1月适应性考试,10)葡萄糖的银镜反应实验如下:
步骤1:向试管中加入1 mL 2% AgNO3溶液,边振荡边滴加2%氨水,观察到有白色沉淀产生并迅速转化为灰褐色。
步骤2:向试管中继续滴加2%氨水,观察到沉淀完全溶解。
步骤3:再向试管中加入1 mL 10%葡萄糖溶液,振荡,在60~70 ℃水浴中加热,观察到试管内壁形成了光亮银镜。
下列说法不正确的是( )
A.步骤1中观察到的白色沉淀为AgOH
B.步骤2中沉淀溶解是因为生成了银氨配合物
C.步骤3中产生银镜说明葡萄糖具有还原性
D.如图所示银的晶胞中有14个银原子
答案 D
解析 氨水少量时,氨水中一水合氨电离出的氢氧根离子和银离子结合生成白色的AgOH沉淀,因此步骤1中观察到的白色沉淀为AgOH,A正确;AgOH与NH3·H2O反应生成 Ag(NH3)2OH而溶解,Ag(NH3)2OH属于配合物,B正确;Ag(NH3)2OH和葡萄糖发生银镜反应生成Ag,Ag元素化合价降低,被还原,说明葡萄糖具有还原性,C正确;由均摊法可知图示银的晶胞中银原子个数为8×+6×=4,D错误。
3.(2020·江苏,5)实验室以CaCO3为原料,制备CO2并获得CaCl2·6H2O晶体。下列图示装置和原理不能达到实验目的的是( )
答案 D
解析 A对,碳酸钙与稀盐酸可制备CO2,且为固液常温型反应,装置也正确;B对,CO2密度比空气大,可以用向上排空气法收集;C对,分离固体与液体,可采用过滤的方法;D错,CaCl2·6H2O晶体可以通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤的方法制得,采用蒸发结晶法易导致CaCl2·6H2O失去结晶水。
4.(2020·江苏,13)根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
选项 实验操作和现象 结论
A 向淀粉溶液中加适量20%H2SO4溶液,加热,冷却后加NaOH溶液至中性,再滴加少量碘水,溶液变蓝 淀粉未水解
B 室温下,向0.1 mol·L-1 HCl溶液中加入少量镁粉,产生大量气泡,测得溶液温度上升 镁与盐酸反应放热
C 室温下,向浓度均为0.1 mol·L-1的BaCl2和CaCl2混合溶液中加入Na2CO3溶液,出现白色沉淀 白色沉淀是BaCO3
D 向0.1 mol·L-1 H2O2溶液中滴加0.01 mol·L-1 KMnO4溶液,溶液褪色 H2O2具有氧化性
答案 B
解析 A项,加入少量碘水,溶液变蓝,只能证明溶液中含有淀粉,但无法得出淀粉未水解的结论,可能是部分淀粉发生水解反应,错误;B项,溶液温度上升,说明该反应为放热反应,正确;C项,白色沉淀中还可能含有碳酸钙,错误;D项,反应物H2O2中-1价的O变为0价的O,H2O2失电子,说明H2O2具有还原性,错误。
5.(2021·广东,7)测定浓硫酸试剂中H2SO4含量的主要操作包括:①量取一定量的浓硫酸,稀释;②转移定容得待测液;③移取20.00 mL待测液,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定。上述操作中,不需要用到的仪器为( )
答案 B
解析 实验过程中,①量取一定量的浓硫酸并稀释,所需仪器为量筒、烧杯、玻璃棒;②转移定容得待测液,所需仪器为烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管;③移取20.00 mL待测液,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定,所需仪器为酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶。选项中A为容量瓶,B为分液漏斗,C为锥形瓶,D为碱式滴定管,上述操作中,不需要用到的仪器为分液漏斗。
6.(2021·广东,12)化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是( )
选项 操作或做法 目的
A 将铜丝插入浓硝酸中 制备NO
B 将密闭烧瓶中的NO2降温 探究温度对平衡移动的影响
C 将溴水滴入KI溶液中,加入乙醇并振荡 萃取溶液中生成的碘
D 实验结束,将剩余NaCl固体放回原试剂瓶 节约试剂
答案 B
解析 将铜丝插入浓硝酸中开始会产生二氧化氮,不能达到实验目的,A不符合题意;二氧化氮气体在一定条件下存在平衡:2NO2(g)??N2O4(g),正反应为放热反应,NO2为红棕色气体,将密闭烧瓶中的NO2降温,会使该平衡向正反应方向移动,气体颜色变浅,因此可达到实验目的,B符合题意;乙醇与水互溶,不能作碘单质的萃取剂,不能达到实验目的,C不符合题意;一般情况下,剩余试剂需放到指定的容器中,不能放回原试剂瓶,以防污染原试剂,操作错误,D不符合题意。
7.(2021·河北,3)下列操作规范且能达到实验目的的是( )
A.测定醋酸浓度 B.测定中和热
C.稀释浓硫酸 D.萃取分离碘水中的碘
答案 A
解析 氢氧化钠溶液需装于碱式滴定管中,氢氧化钠溶液与醋酸溶液恰好完全反应后生成的醋酸钠溶液呈碱性,因此滴定过程中选择酚酞作指示剂,当溶液由无色变为淡红色时,达到滴定终点,故选A;测定中和热实验中温度计用于测定溶液温度,不能与烧杯底部接触,并且大、小烧杯之间用纸条填满,并使大、小烧杯杯口相平,防止热量散失,故不选B;容量瓶为定容仪器,不能用于稀释操作,故不选C;分液过程中长颈漏斗下方放液端的长斜面需紧贴烧杯内壁,防止液体流下时飞溅,故不选D。
8.(2021·湖南,3)下列实验设计不能达到实验目的的是( )
实验目的 实验设计
A 检验溶液中FeSO4是否被氧化 取少量待测液,滴加KSCN溶液,观察溶液颜色变化
B 净化实验室制备的Cl2 气体依次通过盛有饱和NaCl溶液、浓H2SO4的洗气瓶
C 测定NaOH溶液的pH 将待测液滴在湿润的pH试纸上,与标准比色卡对照
D 工业酒精制备无水乙醇 工业酒精中加生石灰,蒸馏
答案 C
解析 若Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+能与SCN-生成Fe(SCN)3,溶液变成血红色,能达到实验目的,故A不符合题意;实验室用浓盐酸和二氧化锰加热制氯气,先用饱和食盐水除去混有的氯化氢,再通过浓硫酸的洗气瓶干燥,能达到实验目的,故B不符合题意;用pH试纸测定NaOH溶液的pH,不能润湿pH试纸,否则会因浓度减小而影响测定结果,不能达到实验目的,故C符合题意;制取无水酒精时,通常把工业酒精跟新制的生石灰混合,加热蒸馏,能达到实验目的,故D不符合题意。
9.(2021·山东,3)关于下列仪器使用的说法错误的是( )
A.①、④不可加热
B.②、④不可用作反应容器
C.③、⑤可用于物质分离
D.②、④、⑤使用前需检漏
答案 A
解析 锥形瓶可以加热,但需要加石棉网,容量瓶不能加热,A项符合题意;酸式滴定管用于量取一定体积的溶液,容量瓶只能用于配制一定物质的量浓度的溶液,都不能用作反应容器,B项不符合题意;蒸馏烧瓶用于蒸馏操作,分离相互溶解的液体,分液漏斗用于分液操作,分离相互不溶解的液体,两者均可用于物质分离,C项不符合题意;酸式滴定管带有旋塞、容量瓶带有瓶塞、分液漏斗带有瓶塞和旋塞,使用前均需检查是否漏水,D项不符合题意。
10.(2021·山东,7)某同学进行蔗糖水解实验,并检验产物中的醛基,操作如下:向试管Ⅰ中加入1 mL 20%蔗糖溶液,加入3滴稀硫酸,水浴加热5分钟。打开盛有10% NaOH溶液的试剂瓶,将玻璃瓶塞倒放,取1 mL溶液加入试管Ⅱ,盖紧瓶塞;向试管Ⅱ中加入5滴2% CuSO4溶液。将试管Ⅱ中反应液加入试管Ⅰ,用酒精灯加热试管Ⅰ并观察现象。实验中存在的错误有几处( )
A.1 B.2 C.3 D.4
答案 B
解析 第1处错误:利用新制氢氧化铜溶液检验蔗糖水解生成的葡萄糖中的醛基时,溶液需保持弱碱性,否则作水解催化剂的酸会与氢氧化铜反应,导致实验失败,题干实验过程中蔗糖水解后溶液未冷却且未碱化;第2处错误:NaOH溶液具有强碱性,不能用玻璃瓶塞,否则NaOH与玻璃塞中SiO2反应生成具有黏性的Na2SiO3,会导致瓶盖无法打开,共2处错误。
11.(2021·山东,11改编)为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)( )
实验目的 玻璃仪器 试剂
A 配制100 mL一定物质的量浓度的NaCl溶液 100 mL容量瓶、胶头滴管、烧杯、量筒 蒸馏水、NaCl固体
B 制备Fe(OH)3胶体 烧杯、酒精灯、胶头滴管 蒸馏水、饱和FeCl3溶液
C 测定NaOH溶液浓度 烧杯、锥形瓶、胶头滴管、酸式滴定管 待测NaOH溶液、已知浓度的盐酸、甲基橙试剂
D 制备乙酸乙酯 试管、量筒、导管、酒精灯 冰醋酸、无水乙醇、饱和Na2CO3溶液
答案 B
解析 往烧杯中加入适量蒸馏水并加热至沸腾,向沸水滴加几滴饱和氯化铁溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色停止加热,得到氢氧化铁胶体,所选玻璃仪器和试剂均准确,B符合题意;用标准稀盐酸滴定待测氢氧化钠溶液可测定出氢氧化钠的浓度,取待测液时需选取碱式滴定管,酸式滴定管则盛装标准盐酸,所以所选仪器还应有碱式滴定管,C不符合题意;制备乙酸乙酯时需要用浓硫酸作催化剂和吸水剂,所选试剂中缺少浓硫酸,D不符合题意。
1.(2020·浙江1月选考,11)下列有关实验说法,不正确的是( )
A.碱液不慎溅到手上,先用大量水冲洗,再用饱和硼酸溶液洗,最后用水冲洗
B.KCl和MnO2的混合物经溶解、过滤、洗涤、干燥,可分离出MnO2
C.用容量瓶配制溶液,定容时若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余液体
D.火柴头的浸泡液中滴加AgNO3溶液、稀HNO3和NaNO2溶液,可检验火柴头是否含有氯元素
答案 C
2.(2020·山东一模)实验室提供的玻璃仪器有试管、导管、容量瓶、烧杯、酒精灯、表面皿、玻璃棒(非玻璃仪器任选),选用上述仪器能完成的实验是( )
A.粗盐的提纯
B.制备乙酸乙酯
C.用四氯化碳萃取碘水中的碘
D.配制0.1 mol·L-1的盐酸
答案 B
解析 A项,粗盐提纯的操作步骤为溶解—过滤—蒸发结晶,故完成粗盐的提纯实验尚缺少的玻璃仪器是漏斗,错误;B项,有试管、导管和酒精灯三种玻璃仪器即可完成乙酸乙酯的制备实验,正确;C项,所需主要仪器为分液漏斗,缺少仪器不能完成,错误;D项,需要用胶头滴管定容、量筒量取浓盐酸,缺少仪器不能完成,错误。
3.(2020·山东二模)下列实验操作或实验仪器使用正确的是( )
A.将高锰酸钾溶液盛装在碱式滴定管中
B.容量瓶、滴定管使用前均需用蒸馏水洗净并烘干
C.用10 mL量筒量取2.5 mL浓硫酸用于配制一定浓度的稀硫酸
D.溶液蒸发浓缩时,用坩埚钳夹持蒸发皿,放在三脚架上直接加热
答案 D
解析 A项,高锰酸钾溶液具有强氧化性,会腐蚀橡胶管,因此应该盛装在酸式滴定管中,错误;B项,容量瓶、滴定管分别用来准确配制、量取一定量的溶液,二者都为玻璃制品,烘干会造成变形,影响准确度,错误;C项,为了减小误差,应该用5 mL量筒量取2.5 mL浓硫酸,错误;D项,溶液蒸发浓缩时,用坩埚钳夹持蒸发皿,放在三脚架上直接加热,正确。
4.(2020·广东汕头高三第一次模拟)下列实验操作会引起测定结果偏高的是( )
A.测定硫酸铜晶体结晶水含量的实验中,晶体加热完全失去结晶水后,将盛试样的坩埚放在实验桌上冷却
B.中和滴定用的锥形瓶加入待测液后,再加少量蒸馏水稀释
C.读取量筒中一定体积的液体时,俯视读数
D.配制一定物质的量浓度的溶液,定容时仰视刻度线
答案 C
解析 将盛试样的坩埚放在实验桌上冷却,硫酸铜会吸收空气中的水蒸气,重新生成结晶水合物,从而使加热前后固体的质量差减小,测定的结晶水含量偏低,A不符合题意;中和滴定用的锥形瓶加入待测液后,再加少量蒸馏水稀释,不影响待测液中溶质的物质的量,不产生误差,B不符合题意;读取量筒中一定体积的液体时,俯视读数,读出的数值偏高,C符合题意;配制一定物质的量浓度的溶液,定容时仰视刻度线,溶液的体积偏大,所配溶液的浓度偏低,D不符合题意。
5.下列有关实验操作的叙述错误的是( )
A.过滤操作中,漏斗的尖端应接触烧杯内壁
B.从滴瓶中取用试剂时,滴管的尖嘴可以接触试管内壁
C.滴定接近终点时,滴定管的尖嘴可以接触锥形瓶内壁
D.向容量瓶转移液体时,导流用玻璃棒可以接触容量瓶内壁
答案 B
解析 A项,过滤时为防止液体飞溅,漏斗的尖端应接触烧杯内壁,使滤液沿烧杯内壁缓缓流下,正确;B项,滴加试剂时为防止污染滴管,滴管不能接触试管内壁,错误;C项,滴定接近终点时,滴定管的尖嘴可接触锥形瓶内壁,使滴定管尖嘴残余的液体进入锥形瓶,正确;D项,向容量瓶转移液体时,为防止液体流到容量瓶外,导流用玻璃棒可以接触容量瓶内壁,正确。
6.下列实验操作规范且能达到目的的是( )
目的 操作
A 取20.00 mL盐酸 在50 mL酸式滴定管中装入盐酸,调整初始读数为30.00 mL后,将剩余盐酸放入锥形瓶
B 清洗碘升华实验所用试管 先用酒精清洗,再用水清洗
C 测定醋酸钠溶液pH 用玻璃棒蘸取溶液,点在湿润的pH试纸上
D 配制浓度为0.010 mol·L-1的KMnO4溶液 称取KMnO4固体0.158 g,放入100 mL容量瓶中,加水溶解并稀释至刻度线
答案 B
解析 A项,滴定管最大刻度至尖嘴部分液体不在刻度内,若把30 mL刻度处的液体全部放出,其放出液体体积大于20 mL,错误;B项,碘易溶于酒精,故可用酒精清洗碘升华实验所用的试管,正确;C项,pH试纸测定溶液pH时不能用水润湿,否则溶液被稀释,导致测定结果不准确,错误;D项,配制一定体积一定物质的量浓度的溶液时,应在烧杯中溶解固体,不能直接把固体放在容量瓶中溶解,错误。