第十章 化学实验综合
第1讲 化学实验常见仪器的使用和基本操作
1.下列试剂实验室保存方法错误的是( )
A.浓硝酸保存在棕色细口瓶中
B.氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中
C.四氯化碳保存在广口塑料瓶中
D.高锰酸钾固体保存在棕色广口瓶中
【解析】C 浓硝酸见光易分解,需要避光保存,故浓硝酸需保存在棕色细口瓶中,A正确;氢氧化钠固体能与玻璃中的SiO2反应,故氢氧化钠固体需保存在广口塑料瓶中,B正确;四氯化碳是一种有机溶剂,易挥发,且能够溶解塑料,故其不能保存在广口塑料瓶中,应该保存在细口玻璃瓶中,C错误;高锰酸钾固体受热后易分解,故需在棕色广口瓶中、阴凉处密封保存,D正确。
2.下列实验所用主要仪器合理的是( )
A.除去粗盐中的少量泥沙——分液漏斗
B.实验室用自来水制取蒸馏水——冷凝管
C.配制一定质量分数的NaCl溶液——容量瓶
D.用酸性KMnO4标准溶液滴定草酸溶液——碱式滴定管
【答案】B
3.下列实验操作规范的是( )
A.过滤 B.排空气法收集CO2 C.混合浓硫酸和乙醇 D.溶液的转移
【解析】B 过滤时,漏斗下端应紧靠烧杯内壁,A操作不规范;CO2的密度大于空气且不与空气中的成分反应,可用向上排空气法收集,B操作规范;混合浓硫酸和乙醇时,应将浓硫酸缓慢倒入乙醇中,并用玻璃棒不断搅拌,C操作不规范;转移溶液时,应使用玻璃棒引流,D操作不规范。
4.(2023·福建百校联考)为完成下列各组实验,所选的玻璃仪器和试剂均正确、完整的是(非玻璃仪器任选;不考虑存放试剂的容器) ( )
选项 实验 玻璃仪器 试剂
A 食盐精制 漏斗、烧杯、玻璃棒 粗食盐水、稀盐酸、NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液
B 比较S、C、Si的非金属性强弱 蒸馏烧瓶、分液漏斗、试管、导管 稀硫酸、碳酸钠固体、硅酸钠溶液
C 喷泉实验 圆底烧瓶、胶头滴管、烧杯 NO气体、无色酚酞溶液
D 除去NaBr溶液中的少量NaI 烧杯、玻璃棒、胶头滴管 溴水、CCl4
【解析】B 食盐精制实验中粗食盐水通过题给试剂提纯后得到食盐溶液,玻璃仪器缺少酒精灯,故A错误;非金属性的强弱可以通过元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来比较,稀硫酸可以和碳酸钠反应制备二氧化碳,二氧化碳可以和硅酸钠溶液反应制备硅酸,得出酸性:H2SO4>H2CO3>H2SiO3,即非金属性:S>C>Si,故B正确;喷泉实验是利用压强差来形成的,NO不溶于水,不能形成压强差,故C错误;除去NaBr溶液中的少量NaI应加入溴水,将I-氧化为I2,再加入CCl4萃取分液,本实验缺少分液漏斗,故D错误。
5.按如图装置通入X气体,并在管口P处点燃,实验结果是澄清石灰水变浑浊,则X、Y可能是( )
A.H2和Fe2O3
B.CO和CuO
C.H2和Na2CO3
D.CO和Na2CO3
【解析】B 澄清石灰水变浑浊,说明X气体与Y反应后的产物之一为二氧化碳,结合示意图分析得出B项符合题意。
6.(2023山东青州模拟)茶叶中铁元素的检验可经过以下几步完成,各步中选用的实验仪器及用品不正确的是( )
A.将茶叶灼烧灰化,选用①②和⑨
B.用浓硝酸溶解茶叶并加蒸馏水稀释,选用④⑥和⑦
C.过滤得到滤液,选用④⑤和⑦
D.检验滤液中的Fe3+,选用③⑧和⑩
【解析】B 茶叶灼烧需要酒精灯、坩埚、三脚架和泥三角等,A正确;容量瓶是用来配制一定物质的量浓度溶液的,不能用来稀释溶液或溶解固体,B错误;过滤需要烧杯、漏斗和玻璃棒,C正确;检验Fe3+一般用KSCN溶液,因此需要试管、胶头滴管和KSCN溶液,D正确。
7.下列有关叙述不正确的是( )
A.图①:制备Fe(OH)3胶体
B.图②:可用作少量氨气的尾气吸收装置
C.图③:关闭活塞K,从a处加水可检验装置气密性
D.图④:用标准硫酸溶液滴定锥形瓶中的NaOH溶液
【解析】A 制备氢氧化铁胶体时使用的试剂为饱和氯化铁溶液,A错误;氨气极易溶于水,双球U形管可以阻止水继续倒吸,B正确;装置关闭活塞K,从a处加水,若装置气密性良好,则U形管左右两边存在液面差,过一段时间不改变,证明装置不漏气,C正确;硫酸溶液显酸性,应该盛装在酸式滴定管中,左手控制活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化,D正确。
8.已知:实验室制备乙烯的反应为CH3CH2OHCH2==CH2↑+H2O,生成的乙烯中混有CO2、SO2等杂质。实验小组用如下装置制备并收集乙烯(尾气处理略去),下列说法正确的是( )
A.配制①中混合液时,应将乙醇加入浓硫酸中
B.应先加入药品后,再检验装置的气密性、加热
C.试剂X可选择NaOH溶液
D.④和⑤均适宜作为收集装置
【解析】C 配制①中混合液时应将浓硫酸加入乙醇中,否则会发生液滴飞溅,故A错误;应在加入药品之前检验装置的气密性,故B错误;二氧化碳和二氧化硫是酸性氧化物,能溶于NaOH溶液,所以NaOH溶液可以吸收乙烯中的二氧化碳和二氧化硫等杂质,故C正确;乙烯的密度和空气接近,用排空气的方法会导致收集到的气体严重不纯,乙烯难溶于水,可用排水法收集,故D错误。
9.以下是实验室常用的部分仪器,回答下列问题:
(1)仪器⑧和⑩的名称分别为________、__________。
(2)在分液操作中,必须用到上述仪器中的__________(填序号)。
(3)能作反应容器且可直接加热的仪器是上述仪器中的__________(填名称)。
(4)配制一定物质的量浓度的溶液时,需要用到的仪器是__________(填序号,下同)。
(5)仪器上标有温度的有__________。
(6)如图是温度计、量筒、滴定管的一部分,下述读数(虚线刻度)及说法正确的是__________(填字母)。
A.①是量筒,读数为2.5 mL
B.②是量筒,读数为2.5 mL
C.③是滴定管,读数为2.5 mL
D.②是温度计,读数为2.5 ℃
(7)某同学用托盘天平称量烧杯的质量,天平平衡后的状态如图。由图可以看出,该同学在操作时的一个错误是________。烧杯的实际质量为________g。
(8)指出下面三个实验中各存在的一个错误:
A:_______________________________________________________;
B:_______________________________________________________;
C:_______________________________________________________。
【答案】(1)容量瓶 (直形)冷凝管 (2)②⑥
(3)试管 (4)②④⑧⑨ (5)⑧⑨ (6)B (7)砝码放在左盘,烧杯放在右盘(或砝码和烧杯的位置放反了) 27.4 (8)胶头滴管伸入试管内 试管口向上倾斜 混合气体从短导管进入洗气瓶
【解析】(2)在分液操作中用到分液漏斗和烧杯。(4)配制一定物质的量浓度的溶液时,用到的玻璃仪器是容量瓶、量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管。(5)容量瓶、量筒上标有温度。(6)分析刻度可知①是温度计,②是量筒,读数精确到小数点后一位,③是滴定管,读数精确到小数点后两位,故选B。(7)天平使用时注意砝码放在右盘,精确度为0.1 g。烧杯的实际质量为砝码质量减去游码示数,即30.0 g-2.6 g=27.4 g。(8)向试管中滴加液体时,胶头滴管不能伸入试管内;用试管加热固体物质时,试管口应略向下倾斜;洗气时混合气体应从长导管进入洗气瓶。
10.化学兴趣小组在实验室里制备某些气体,并探究相关物质的性质,需要的仪器如下图所示,部分装置可重复选取。请回答下列问题:
(1)制备并收集纯净的氨气。
①所选装置正确的连接顺序为____________________________________(填接口编号)。
②简述检验氨气的操作方法_________________________________________。
(2)氯气的制备及性质实验。
①制备装置选择________,发生反应的离子方程式是_____________________。
②将纯净的氯气通入事先放入铁粉的硬质玻璃管中,加热制取三氯化铁(极易吸水),则在玻璃管右侧需要直接连接一个________________________装置。若将制得的三氯化铁配制成溶液,请简述操作方法:_____________________________。
③可以用E装置收集并测量氯气的体积,其操作为______________________。
【答案】(1)①b(c)→i→j→k→m→n ②将湿润的红色石蕊试纸与气体接触,若试纸变蓝说明是氨气或其他方法
(2)①C MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O ②装有碱石灰的干燥 将FeCl3固体溶解在少量浓盐酸中,然后加蒸馏水稀释至所需浓度 ③调节两侧液面相平,读数。收集结束后,再次调节两侧液面相平并读数,两次读数差值即为所收集氯气的体积
【解析】(1)①实验室制备氨气,用氯化铵固体与熟石灰加热反应或者浓氨水与生石灰反应;生成的氨气中含有水蒸气,需要用碱石灰来干燥,气体的收集方法为向下排空气法; 尾气的吸收注意防止产生倒吸。②氨气的水溶液显碱性,将湿润的红色石蕊试纸与气体接触,若试纸变蓝说明是氨气;或用蘸有浓盐酸的玻璃棒接近气体,冒白烟。
(2)①氯气的实验室制备的发生装置是固液加热型,选择C装置;发生的离子方程式:MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。②FeCl3极易吸水,玻璃管右侧需要直接连接一个装有碱石灰的干燥装置;既能吸水,又能吸收多余的氯气;FeCl3在水中易发生水解,为防止发生水解,配制FeCl3溶液时将FeCl3固体溶解在少量浓盐酸中,然后加蒸馏水稀释至所需浓度。③利用连通器原理,使用排液法收集气体,然后调节两侧液面相平,读数;收集结束后,冷却到室温,再次调节两侧液面相平并读数,两次读数差值即为所收集氯气的体积。