2023届高考化学二轮复习专题六实验原理与方法选择题突破十化学实验基础学案

专题六　实验原理与方法

选择题突破十　化学实验基础

实验仪器使用与装置的评价

1.(2022·海南卷,3)下列实验操作规范的是(　B　)

解析:过滤时,漏斗下端应紧靠烧杯内壁,A操作不规范;CO2的密度大于空气的,可用向上排空气法收集CO2,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。

2.(2021·山东卷,3)关于下列仪器使用的说法错误的是(　A　)

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

解析:①是锥形瓶,②是酸式滴定管,③是蒸馏烧瓶,④是容量瓶,⑤是梨形分液漏斗。锥形瓶可以加热,但需要加石棉网,容量瓶不能加热,A项错误;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,都不能作反应容器,B项正确;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项正确;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项正确。

实验基本操作及其评价

1.(2022·广东卷,8)实验室用MnO2和浓盐酸反应生成Cl2后,按照净化、收集、性质检验及尾气处理的顺序进行实验。下列装置(“→”表示气流方向)不能达到实验目的的是(　D　)

解析:浓盐酸易挥发,制备的氯气中含有HCl,可用饱和食盐水除去HCl,Cl2可用浓硫酸干燥,故A不符合题意;氯气的密度大于空气的密度,可用向上排空气法收集,故B不符合题意;湿润的红布条褪色,干燥的红布条不褪色,可验证干燥的氯气不具有漂白性,故C不符合题意;氯气在水中的溶解度较小,应用NaOH溶液吸收尾气,故D符合题意。

2.(2021·河北卷,3)下列操作规范且能达到实验目的的是(　A　)

解析:用NaOH标准溶液测定醋酸浓度时,NaOH标准溶液放于碱式滴定管中,醋酸放于锥形瓶中,由于两者反应生成的CH3COONa溶液显碱性,故用酚酞作指示剂,A符合题意;测定中和热时,大、小烧杯口应相平,减小热量损失,B不符合题意;不能在容量瓶中稀释浓硫酸,C不符合题意;分液时,分液漏斗下端管口应紧靠烧杯内壁,D不符合题意。

3.(2020·山东卷,1)实验室中下列做法错误的是(　D　)

A.用冷水贮存白磷

B.用浓硫酸干燥二氧化硫

C.用酒精灯直接加热蒸发皿

D.用二氧化碳灭火器扑灭金属钾的燃烧

解析:白磷着火点比较低,为防止其自燃,通常将其贮存在冷水中,A项正确;浓硫酸具有吸水性,且不与SO2反应,可用于干燥SO2,B项正确;蒸发皿可直接用酒精灯加热,C项正确;金属钾燃烧生成的K2O2、KO2等产物均能和CO2反应并放出O2,O2又能促进金属钾的燃烧,因此不能用二氧化碳灭火器扑灭金属钾的燃烧,可直接用干燥的沙土盖灭,D项错误。

以仪器装置图或表格的形式,考查常见仪器的正确使用,化学实验基本操作,常见物质(气体)的制备,性质探究实验的原理以及仪器、试剂的选择,物质的分离提纯操作等基础实验知识,以及基本实验的设计评价能力。进而检测考生在证据推理与模型认知、科学探究与创新意识维度上的学科素养水平。

常用仪器及组合装置

1.常用玻璃仪器的使用

2.常用实验装置的注意点

基本实验操作

1.药品的取用

2.试纸的使用

3.物质的溶解

(1)固体的溶解:一般在烧杯中进行,为了加速溶解,常采用研细、搅拌、振荡或加热等措施。

(2)液体的稀释:一般先用量筒分别量取一定量的溶质和溶剂(水),然后先后倒入烧杯里搅拌而稀释。但对于浓H2SO4的稀释,一定要将浓H2SO4沿烧杯内壁缓缓倒入水中,并边倒边搅拌。

(3)气体的溶解。

气体溶解的原则:一要考虑充分吸收;二要考虑防止倒吸。

4.实验基本操作常见错误

(1)块状或颗粒状的固体药品不能直接放入竖直放置的试管或其他容器中,防止试管或容器底部被砸破。

(2)用量筒、滴定管量取液体时,不能仰视或俯视液面,要平视。

(3)进行气体的制备与性质实验前不要忘记先进行装置气密性检查。

(4)可燃性气体点燃或加热实验前要验纯。

(5)过滤操作时,玻璃棒不能放在单层滤纸处(应放在三层滤纸处)。

(6)实验剩余药品不能放回原瓶(K、Na等除外),不能随意丢弃,要放入指定容器内。

(7)配制一定物质的量浓度的溶液时,不能直接将溶液倒入容量瓶中,应该用玻璃棒引流。

制备实验、性质探究实验

1.制备实验、性质探究实验的过程设计

(1)制备实验设计思路:原料(气)的制备及净化→发生装置选择→产物的净化与收集→尾气处理(防倒吸装置)。

(2)性质探究实验设计思路:预测性质→设计实验探究→实施实验操作→记录实验现象→分析比较,得出结论。

(3)整套装置最后一个装置一方面要考虑产物可能造成的污染(尾气吸收),另一方面要考虑空气中的O2、CO2、H2O进入装置,与产品发生反应。

(4)实验前先通惰性气体是为了驱除装置中原有的空气,防止空气中的O2、CO2、H2O对实验造成影响。

2.常见气体的制备

(1)气体的发生装置。

(2)气体的净化与干燥。

 (3)尾气的处理。

①吸收溶解度较小的尾气(如Cl2等)用图A装置。

②吸收溶解度较大的尾气(如HCl、NH3等)用图B或图C装置。

③CO等气体可用点燃或收集于塑料袋(气球)中的方法处理,如图D或图E装置。

3.物质或离子的检验

(1)物质检验的基本原理。

①物理方法:通过颜色、气味、水溶性、焰色试验、溶解吸放热等运用感官感知。

②化学方法:通过物质发生化学反应产生颜色变化、气体、沉淀以及气体与沉淀颜色或其特殊性质进行检验。

　(2)常见离子检验方案。

实验仪器使用与装置的评价

1.化学实验操作是进行科学实验的基础。下列操作符合规范的是(　A　)

解析:碱式滴定管排气泡时,把橡皮管向上弯曲,尖嘴上斜,轻轻挤压玻璃珠附近的橡皮管可以使溶液从尖嘴涌出,气泡即可随之排出,A符合规范;试管夹应夹在离管口处,B不符合规范;实验室中,盐酸和NaOH要分开存放,有机物和无机物要分开存放,C不符合规范;用胶头滴管滴加溶液时,胶头滴管不能伸入试管内部,应悬空滴加,D不符合规范。

2.进行下列实验操作时,选用仪器正确的是(　D　)

解析:提取碘水中的碘应该用萃取的方法,用分液漏斗,A错误;KMnO4溶液有强氧化性,应该用酸式滴定管,B错误;玻璃中的二氧化硅可以和NaOH反应,故熔化NaOH固体时不能用玻璃烧杯,C错误;浓缩NaCl溶液用蒸发皿,D正确。

实验基本操作及其评价

1.(2022·山东济南二模)下列操作正确的是(　B　)

A.用酒精灯直接加热锥形瓶内液体

B.用纸槽向玻璃试管中加铁粉

C.用托盘天平称取4.8 g NaOH时,右盘上放2个2 g砝码并用镊子拨动游码至0.8 g处

D.苯酚不慎沾到皮肤上后,立即用抹布擦拭掉,然后再用水冲洗

解析:锥形瓶加热时需要垫石棉网,故A错误;用纸槽向试管中加粉末状固体试剂,故B正确;氢氧化钠需放在玻璃容器中称取,故C错误;苯酚易溶于酒精,苯酚不慎沾到皮肤上后,应立即用酒精洗涤,故D错误。

2.下列实验设计不能达到实验目的的是(　C　)

解析:向待测液中滴加KSCN溶液,溶液若变成红色,说明存在Fe3+,证明FeSO4被氧化,可以达到实验目的,A不符合题意;实验室利用二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气,所得气体中含有HCl,故先将所得气体通入饱和食盐水中,除去HCl,再经过浓硫酸干燥,可得纯净、干燥的氯气,可以达到实验目的,B不符合题意;测定NaOH溶液的pH时,pH试纸不能润湿,否则会稀释待测液,使溶液碱性减弱,测得的pH偏小,不能达到实验目的,C符合题意;工业酒精中含有水,先加入生石灰除去水,再进行蒸馏,可制备无水乙醇,可以达到实验目的,D不符合题意。

专项训练1　实验仪器使用与装置的评价

1.(2022·山东青岛一模)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并稀释;②转移、定容得待测液;③移取20.00 mL待测液,用0.100 0 mol/L NaOH溶液滴定。完成上述操作,下列仪器中不需要用到的有(　B　)

A.1种    B.2种    C.3种    D.4种

解析:①量取一定量的浓硫酸并稀释,需要用到量筒、烧杯、玻璃棒;②转移、定容得待测液,需要用到玻璃棒、容量瓶、胶头滴管;③用酸式滴定管移取20.00 mL待测液,用碱式滴定管装0.100 0 mol/LNaOH溶液,需要用到酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶。故完成上述操作,不需要用到的题给仪器有试管、分液漏斗,共2种。

2.(2022·山东济宁二模)关于下列仪器的使用说法正确的是(　C　)

A.①③⑥可用作反应容器

B.③④⑤常用于物质分离

C.②③使用前必须先检查是否漏水

D.①②⑥用酒精灯加热时必须垫石棉网

解析:圆底烧瓶、锥形瓶可作为反应容器,但分液漏斗不能作为反应容器,A错误;分液漏斗进行分液操作,普通漏斗进行过滤操作,但量筒不能用于物质分离,B错误;容量瓶和分液漏斗使用前必须先检查是否漏水,C正确;圆底烧瓶和锥形瓶用酒精灯加热时必须垫石棉网,而容量瓶不能加热,D错误。

3.(2022·福建龙岩三模)用下列装置进行相应实验,能达到实验目的的是(　A　)

解析:硫酸与碳酸钠反应可以生成二氧化碳,二氧化碳与硅酸钠反应可以生成硅酸,能比较非金属性S>C>Si,A正确;温度计应插在液面之下,B错误;亚铁离子容易被氧化,不能通过蒸发结晶得到FeSO4·7H2O晶体,C错误;图中气体不能通过洗气瓶,故不能除杂,D错误。

4.(2022·山东泰安一模)关于下列各实验装置及药品的叙述中,正确的是(　A　)

A.装置①可用于实验室制取少量O2

B.可用从左侧加水的方法检验装置②的气密性

C.利用装置③验证铁的析氢腐蚀

D.装置④随关随停制氨气

解析:二氧化锰催化过氧化氢制氧气为固液不加热反应,装置①可用于实验室制取少量O2,A正确;右侧为敞口体系,不能检验装置②的气密性,B错误;铁的析氢腐蚀需要较强的酸性环境,C错误;碱石灰中氢氧化钠溶于水、氧化钙和水生成粉末状氢氧化钙,隔板不起作用,

D错误。

5.(2022·河北秦皇岛二模)实验室中提取碘的流程如图所示,流程中步骤A～D对应的装置图正确的是(　D　)

解析:灼烧海藻应用坩埚,故A错误;过滤时应用玻璃棒引流且漏斗下端要紧靠烧杯内壁,故B错误;分液漏斗上端的玻璃塞应打开,且分液漏斗下端要紧靠烧杯内壁,故C错误;用蒸馏法分离碘的四氯化碳溶液,故D正确。

6.(2022·广东汕头二模)实验探究是培养化学兴趣的有效途径。下列实验药品、仪器选择正确且能达到实验目的的是(　C　)

解析:蒸发不需要坩埚,应选蒸发皿,故A错误;Cu与浓硫酸反应需要加热,图中缺少酒精灯,故B错误;酸性溶液中高锰酸钾溶液可氧化草酸根离子,可用KMnO4滴定Na2C2O4,故C正确;食盐水为中性,Fe发生吸氧腐蚀,红墨水沿导管上升可证明,故D错误。

专项训练2　实验基本操作及其评价

1.(2022·山东菏泽一模)下列说法错误的是(　A　)

A.容量瓶使用前需用蒸馏水洗净并烘干

B.蒸馏开始时应先通冷凝水再加热

C.滴瓶中的滴管用后不必清洗,直接放到滴瓶中

D.酸式滴定管查漏时发现轻微漏水,可涂抹少量凡士林

解析:容量瓶使用前需用蒸馏水洗净但不需要烘干,A错误;蒸馏开始时应先通冷凝水再加热,以防止受热的冷凝管发生炸裂,B正确;滴瓶中的滴管用后不必清洗,直接放到滴瓶中,C正确;酸式滴定管查漏时发现轻微漏水,可在其活塞上涂抹少量凡士林,D正确。

2.(2022·广东肇庆三模)化学仪器的规范使用是实验成功的关键。

下列对装置或仪器的使用或操作规范的是(　A　)

A.图①是振荡分液漏斗中混合液

B.图②是向容量瓶中转移溶液

C.图③是称量5.1 g固体

D.图④是煅烧石灰石

解析:振荡分液漏斗时,形成密闭体系后分液漏斗尖嘴斜向上,故A正确;向容量瓶中转移溶液时,需要用玻璃棒引流,故B错误;用托盘天平称量固体,应左盘放待称固体,右盘放砝码,故C错误;高温煅烧石灰石应使用坩埚,故D错误。

3.(2022·广东韶关二模)正确的实验操作是保证实验成功和人身安全的重要举措。下列说法不正确的是(　D　)

A.用酒精灯加热蒸馏烧瓶时需使用石棉网

B.分液漏斗和容量瓶在使用前都要验漏

C.易燃试剂与强氧化剂应分开放置并远离火源

D.金属钠着火时可用泡沫灭火器灭火

解析:蒸馏烧瓶加热需要垫石棉网,防止蒸馏烧瓶因受热不均匀而破裂,故A正确;带有活塞或瓶塞的装置使用前要检查是否漏水,因此分液漏斗和容量瓶使用前都需要检查是否漏水,故B正确;强氧化剂可作为易燃试剂发生氧化反应的氧化剂,易燃试剂在有火源的地方达到着火点就可以燃烧,所以易燃试剂与强氧化剂分开放置并远离火源,故C正确;金属钠着火生成过氧化钠,过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气,金属钠本身也能在二氧化碳中燃烧,火势更加剧烈,所以不能用泡沫灭火器灭火,可以使用沙子灭火,故D错误。

4.(2022·重庆模拟)下列实验操作、现象和结论都正确且有相关性的是(　D　)

解析:Cu只能将Fe3+还原为Fe2+,所以所得溶液中有FeCl2,A错误;HCl不是Cl元素的最高价含氧酸,比较Si和Cl的非金属性强弱需比较其最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱,B错误;苯和液溴在催化剂作用下发生取代反应生成HBr,但液溴具有挥发性,生成的HBr气体中会混有Br2,Br2也可以和硝酸银溶液反应生成淡黄色沉淀,应先除去Br2,

C错误;食盐水显中性,中性环境中Fe发生吸氧腐蚀,正极反应为O2+4e-+2H2O4OH-,所以溶液呈碱性,遇酚酞边缘出现红色,D正确。

5.(2022·福建莆田三模)温度计是中学化学实验常用仪器。已知:

实验室制备乙烯的原理是CH3CH2OH。下列实验操作中,温度计使用错误的是(　D　)

解析:碘与四氯化碳是沸点不同的互溶的液体,分离它们的混合物采用蒸馏方法,温度计水银球在蒸馏烧瓶支管口附近,用来测定馏分的温度,A正确;乙醇与浓硫酸混合加热至170 ℃发生消去反应生成乙烯和水,要使用温度计测量混合溶液的温度,因此温度计应插入液面以下,B正确;测定中和反应热时要使用温度计测量反应溶液的温度,因此温度计应插入反应溶液的液面以下,C正确;要测定CCl4的沸点,应该将温度计放入盛有CCl4液体的试管中,根据物质沸腾时的温度测定CCl4的沸点,而不能用温度计测量水温来测定CCl4的沸点,D错误。

6.(2022·福建三明三模)根据实验操作和现象所得出的结论正确的是(　B　)

解析:非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,可通过比较酸性HClO4>H2CO3说明非金属性Cl>C,将盐酸滴入NaHCO3溶液中,有气泡产生,只能说明酸性HCl>H2CO3,不能说明酸性HClO4>H2CO3,故不能说明非金属性Cl>C,A错误;HC2电离使溶液呈酸性,HC2水解使溶液呈碱性,而常温下测定0.1 mol/LNaHC2O4溶液的pH=2.7,说明溶液呈酸性,则HC2的电离程度大于HC2的水解程度,B正确;SO2、乙烯分别通入溴水中,前者发生氧化还原反应使溴水褪色,后者发生加成反应使溴水褪色,两者褪色的原理不同,C错误;用盐酸标准溶液滴定未知浓度的氨水,反应终点时溶液由碱性变为酸性,则以酚酞作指示剂,反应终点与滴定终点不重合,溶液红色恰好褪去时两者不能恰好完全反应,D错误。