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化学实验（二）——综合实验
【难点解析】
1．混合物的分离与提纯的区别
混合物的分离指的是将混合物中各成分分开，并保持原状，一般采用物理或化学方法进行．物理方法如：过滤、蒸发、结晶等．而提纯则是把所需的物质提取出来，其他物质不必考虑．
2．几种干燥剂
干燥指的是将物质中的水分吸收，特别是气体中的水蒸气，所以要保证气体不参与反应．例如：浓H2SO4可干燥CO2、SO2、HCl、H2、O2、CO等，而不能干燥NH3；碱石灰可干燥H2、O2、CO、NH3等，而不能干燥CO2、SO2、HCl．反之，吸收剂则指能使气体与之反应而被吸收．
3．几种常见离子的检验
离子 所用试剂 现 象 化学方程式
H＋ 紫色石蕊试液 变红
OH－ 紫色石蕊试液或无色酚酞试液 紫色石蕊变蓝；无色酚酞变红
Cl－ 硝酸银溶液和稀硝酸 有白色沉淀生成且不溶于稀硝酸 HCl＋AgNO3===AgCl↓＋HNO3
NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3
SO 氯化钡溶液和稀硝酸 有白色沉淀生成且不溶于稀硝酸 H2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl
Na2SO4＋BaCl2===BaSO4↓
＋2NaCl
CO 盐酸、石灰水 有无色气体产生，逸出的气体使澄清石灰水变浑浊 CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
CO2＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2O
NH 氢氧化钠溶液，红色石蕊试纸 加热后，逸出有刺激性气味的气体，使湿润的石蕊试纸变蓝 NH4Cl＋NaOH NH3↑＋H2O＋
NaCl
物质的检验与鉴别不同，物质的检验是根据一种物质的特性，用化学方法确定它是不是某种物质；物质的鉴别是根据几种物质的不同特性来区别它们各是什么物质．
4．实验设计题中的几个问题
（1）完整的实验设计，应考虑实验目的，实验用品及装置，实验步骤和实验结论，可采用实验报告形式，也可采用流程图或语言描述形式，一般的实验设计题是根据所学实验知识进行迁移、扩展．
（2）对已有的实验进行补全、改造的实验题，就限制了设计方式，必须按照设计者的意图去完成实验、联想物质的性质、组成、制取、鉴别等基础知识，灵活、创造性地解决问题．
（3）实验装置的装配
一套完整的实验装置应由以下四个部分组成：发生装置 净化装置 性质实验装置 尾气处理装置．
干燥装置：除去水蒸气的干燥装置，一般在除杂装置之后，是为了避免除杂后带出水蒸气影响实验．
除杂装置注意“大进小出”或“长进短出”的安装顺序．
（4）怎样解析实验设计题
实验设计题是集实验基本操作、基本原理、实验方案、实验装置连接、实验现象分析、实验数据处理于一体的综合性习题，它不仅可以考查学生基础知识和基本技能的掌握情况，而且能考查学生分析、推理和综合运用知识的能力．解析这类习题首先要弄清相关物质的性质、制取、反应现象等基础知识；其次，要熟悉常用仪器的功能和使用注意事项，从而弄清实验中这种仪器的作用；对实验数据要从物质之间的质量关系着手进行计算、讨论，对不正确的操作引起的实验误差进行分析．
【例题精讲】
例1 除去N2中混有的少量H2、CO2、水蒸气，采用的操作顺序是：
①通过浓硫酸；②通过灼热氧化铜粉末；③通过氢氧化钠溶液；④通过浓盐酸
A．①③② B．③②① C．②③④ D．④①③
解析：这是气体的除杂问题．除去水蒸气实质上就是气体的干燥．能用来做干燥剂的物质有浓硫酸、氢氧化钠固体、碱石灰（氢氧化钠和氧化钙的混合物）等．酸性气体（HCl、CO2、SO2等）不能用碱性的干燥剂来干燥，碱性气体（NH3等）不能用酸性的干燥剂来干燥．在同时要求除杂和干燥的实验中，应先除杂后干燥，有毒的气体应先除去．
答案：B
例2 草酸（H2C2O4）是一种无色固体，实验室常用其加热分解制取CO气体．反应的化学方程式为：H2C2O4 CO↑＋CO2↑＋H2O．设法将生成的CO2和水蒸气除去，即得到较纯净的CO气体．
（1）有下列仪器：①试管②烧杯③蒸发皿④酒精灯⑤铁架台（带铁夹）⑥带导管的橡皮塞，在加热草酸制取CO气体的发生装置中需要的仪器是
A．①④⑤ B．②④⑤ C．③④⑤ D．①④⑤⑥
（2）下图是先分别除去草酸分解产物中的CO2、水蒸气，得到CO，然后用CO还原CuO的实验装置．回答下列问题：在甲洗气瓶中所盛的溶液是__________；在乙洗气瓶中盛的溶液是__________；在丁洗气瓶中观察到的现象是____________________________________．
（3）CuO全部被还原后，停止实验操作的步骤有：①停止通气体；②熄灭酒精灯；③拆下实验装置；④继续通CO直到玻璃管丙冷却，其正确的操作顺序是____________．
A．④②①③ B．①②③ C．②④①③ D．②④③
解析：（1）CO气体制取需加热，其反应物H2C2O4是固体，应选用制取O2的仪器与装置．（2）要除去CO2和水蒸气，应选用NaOH溶液和浓H2SO4，先用NaOH溶液除去CO2，后用浓H2SO4除去水蒸气才能保证制得的CO中无水蒸气．（3）联想H2还原CuO的实验操作，完成此题．
答案：（1）D （2）NaOH溶液 浓H2SO4 白色沉淀 （3）C
例3 考古兴趣小组为研究南京长江大桥工地的出土文物，取某文物的表面物质11.1 g，放入下图所示A中进行系列实验．
请你根据实验结果，填写下列空格（此题不必用相对原子质量算）．
（1）B中部分变蓝，且增重0.9 g，是__________的质量．C中变浑浊，C、D两装置共增重2.2 g，是____________的质量，C和D两装置的共同作用是__________，C装置还有另一个作用是__________．A中样品最后全变成黑色粉末，D装置的出气导管无气体产物流出．则A中残留黑色粉末的质量为____________g．
（2）再将A中残留的黑色固体在加热条件下用H2还原，黑色粉末全部变成红色，同时有水生成．由此判断，此文物表面物质的组成元素是（填元素符号）__________．其化学式可能是____________．
解析：由B增重的质量，可知道生成H2O的质量为0.9 g．由C、D共增重2.2 g．由C、D共增重2.2 g，可知生成CO2的质量为2.2 g．根据质量守恒定律及（2）中现象知，黑色粉末为CuO，其质量为：11.1 g－0.9 g－2.2 g=8 g．即11.1 g未知物分解生成CuO、CO2、H2O的质量之比为8∶2.2∶0.9，据已学知识，Cu2（OH）2CO3分解能生成上述三种物质，且生成物的质量之比与8∶2.2∶0.9刚好吻合，故可确定未知物可能的化学式．
答案：（1）H2O CO2 吸收CO2 检验生成物CO2 8 （2）Cu、H、C、O Cu2（OH）2CO3
【同步达纲练习】
一、选择题
1．含有CO、N2、CO2和水蒸气的混合气，依次通过NaOH溶液，灼热的氧化铜、浓硫酸，最后剩余的气体是
A．N2 B．N2和CO2 C．N2和CO D．N2和H2
2．检验碳酸盐最简易的方法是
A．加入氯化钡溶液，产生白色沉淀
B．加入石灰水产生无色气体
C．加入稀盐酸，产生使石灰水变浑浊的气体
D．放入水中，不溶解的是碳酸盐
3．某工厂排出的废水pH＜7并含有较多的Hg2＋、Cu2＋，对农作物和人畜有害．从回收利用、保护环境的角度考虑，较切合实际的治理方案是加入
A．Na2SO4和MgCl2 B．NaCl和HCl
C．NaOH和Ag D．CaO和Fe粉
4．下面检验气体的实验方法：①用燃着的木条检验；②只用澄清石灰水检验；③只用紫色石蕊试液检验；④只用氯化钠试液检验；⑤只用Ba（OH）2溶液检验；⑥只用稀盐酸检验．其中能够区别氧气和二氧化碳两种气体的方法是
A．①②③④ B．①②③⑥
C．①②③⑤ D．①③④⑤
5．四位学生在检验同一含三种溶质的无色溶液时，得出下列四种不同的答案．其中正确的是
A．KNO3、BaCl2、NaCl B．CaCl2、Na2SO4、HNO3
C．MgSO4、Ba（NO3）2、KOH D．FeCl2、AgNO3、NaOH
6．在AgNO3、KNO3、Cu（NO3）2的混合溶液中，加入一定量的铁粉．充分反应后过滤、洗涤．将滤渣放入盐酸中有气泡产生．滤液中大量存在的阳离子是
A．只有Cu2＋ B．只有Fe2＋
C．Fe2＋和K＋ D．只有K＋
7．要验证镁、铁、铜三种金属的活动性顺序，下列设计方案可行的是
A．Cu、FeCl2溶液、MgCl2溶液 B．Fe、Cu、MgCl2溶液
C．Mg、CuO、FeCl2溶液 D．Fe、MgCl2溶液、CuCl2溶液
8．对下列实验过程的评价，正确的是
A．某固体中加入稀盐酸，产生了无色气体，证明该固体一定含有CO
B．某溶液中滴加BaCl2，生成不溶于稀HNO3的白色沉淀，该溶液中一定含SO
C．某无色溶液滴入酚酞试液显红色，该溶液不一定是碱溶液
D．验证烧碱溶液中是否含Cl－，先加稀盐酸除去OH－，再加AgNO3溶液，有白色沉淀出现，证明含Cl－
9．某溶液中存在Mg2＋、Ag＋、Ba2＋三种离子，现用NaOH、Na2CO3和NaCl三种溶液使它们转化为沉淀并分离出来．要求每次只加一种溶液，滤出一种沉淀，则所加溶液顺序正确的是
A．NaCl、NaOH、Na2CO3 B．Na2CO3、NaCl、NaOH
C． NaOH、NaCl、Na2CO3 D．NaCl、Na2CO3、NaOH
10．下列试管内部的物质能用括号内所给的试剂除去的是
A．盛石灰水后留下的固体（氢氧化钠）
B．用足量H2还原CuO后留下的光亮红色固体（稀盐酸）
C．盛过植物油的试管（热碱液）
D．氯化铁溶液和氢氧化钠溶液反应后留下的固体（水）
11．如图所示，广口瓶中盛有气体X，胶头滴管中盛有液体Y，若挤压胶头滴管使液体滴入瓶中，振荡，一段时间后可见小气球a膨胀鼓起．下表中的各组物质不出现上述现象的是
12．若允许反应得到的生成物作为试剂使用，下面各组试剂经合理使用后仍不能确定Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序的是
A．铁钉、铜片、硝酸银
B．铁钉、硝酸铜、硝酸银
C．银片、硫酸亚铁、硝酸铜
D．铜片、硝酸银、硫酸亚铁
13．市面上出售的“小壶一次净”能较好地除去水壶中的水垢，为确定它的成分和使用范围，某同学通过以下实验进行探究：
（1）取少量样品加入锌粒后，有气泡产生，生成的气体可燃烧并产生淡蓝色火焰．
（2）另取少量样品滴加硝酸银后，出现白色沉淀，再滴加稀硝酸沉淀不消失．
经实验，该同学关于“水壶一次净”的下列结论与推断中合理的是
A．主要成分是盐酸，实验（1）多余
B．主要成分是盐酸，实验（2）多余
C．主要成分是盐酸，对金属无腐蚀作用，可放心使用
D．主要成分是盐酸，对金属有腐蚀作用，应适量使用
14．有四瓶无色试剂，已知它们是碳酸钠溶液、氯化钡溶液、硝酸镁溶液和稀硫酸，因标签腐蚀无法使用．为区分它们，将其编号为①、②、③、④进行两两实验，实验现象记录如下：
编号 ①＋② ①＋④ ②＋③ ③＋④
实验现象 白色沉淀 无色气泡 无明显现象 白色沉淀
由此可知，按①②③④排列的四种物质的顺序应该是
A．Na2CO3 BaCl2 Mg（NO3）2 H2SO4
B．H2SO4 BaCl2 Mg（NO3）2 Na2CO3
C．BaCl2 Na2CO3 Mg（NO3）2 H2SO4
D．Mg（NO3）2 H2SO4 BaCl2 Na2CO3
15．小华将一张滤纸在某指示剂中浸泡后晾干，用蘸有氢氧化钠溶液的玻璃棒在上面写“化学”两字，立刻显红色．再将其悬挂于铁架台上，并在滤纸的下方（如右图）放置一盛有某溶液的烧杯，过一会儿，发现红色的字消失，则滤纸上的指示剂和烧杯中的溶液分别是
A B C D
滤纸上的指示剂 酚酞试液 酚酞试液 石蕊试液 石蕊试液
烧杯中的溶液 浓氨水 浓盐酸 浓氨水 浓盐酸
二、填空题
16．为了用实验法验证锌、铁、银的金属活动性顺序，可选用一种单质____________，两种盐溶液______和______，将单质分别浸入两种盐溶液中，发生反应的化学方程式是________________．
17．在盛有氢氧化钠溶液的锥形瓶里，滴入几滴酚酞试液，溶液马上变红色，再用胶头滴管慢慢滴入稀盐酸，同时不断振荡，当最后滴下一滴盐酸后，红色立即褪去．在本实验中，酚酞指示剂在中和反应中的作用是____________________________．
18．在CuCl2和NaCl的混合溶液中加入过量的Zn粉，完全反应后过滤．留在滤纸上的物质是____________、____________，滤液中溶质是____________、____________．
19．已知A是一种固体，A与某物质发生化合反应可生成B；B的饱和溶液受热会变浑浊；C是一种不溶于水的白色固体；A、B、C均能与盐酸反应生成D；B和D都能跟碳酸钠溶液反应生成C；C常用于制取A．请推断并写出下列物质的化学式：A____________B________
C__________D__________．
20．如下图所示的装置打开分液漏斗的活塞，让水滴入锥形瓶，可以看到锥形瓶中出现__________________、_________________的现象，同时U型管中____________________．这个事实告诉我们：为了防止发生事故，在稀释浓硫酸时，一定要将浓硫酸沿着器壁慢慢地注入水中，并不断搅动．
21．一包固体物质，可能由CuSO4、NaCl、Na2CO3、KNO3、Na2SO4中的一种或几种混合而成，现进行如下实验：
（1）取少量固体样品，加入适量水，搅拌，得无色溶液；
（2）向实验（1）所得的溶液中加入足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，过滤；
（3）向实验（2）所得的滤液中加入足量稀硝酸，使溶液呈酸性，再滴入AgNO3溶液，有白色沉淀生成；
（4）向实验（2）所得的沉淀物中加入足量稀硝酸，白色沉淀部分溶解，并有无色气体生成．
由此判断原固体样品中一定含有________________，一定不含________________，可能含有________________．
22．目前市场上销售的饮料大多数都是碳酸饮料，其中溶有大量的二氧化碳气体，请你用所学过的知识验证打开汽水瓶盖时冒出的气泡中含有二氧化碳．将实验设计及相关内容填入表中：
实验过程 实验现象 实验结论
23．英国科学家普利斯特曾做过如下实验：在甲、乙两个密闭的玻璃容器内，甲中放一只小白鼠，乙内放了一盆绿色植物和一只小白鼠．分别给予足够的光照，发现小白鼠在乙容器中比在甲容器中的存活时间长许多．此实验说明了植物光合作用释放氧气．
（1）实验中甲是乙的对照，为使实验更为可靠，这两容器内的小白鼠应该_____________；
（2）如果用黑布将乙容器完全罩住，那么这只小白鼠存活的时间比没罩时短，这是因为__________________________________________．
24．下列实验仪器A～I可供设计制取O2、H2、CO2时选用，其中铁架台、铁夹和胶塞等省去．
（1）A的名称是____________，H的名称是____________．
（2）实验室制取O2的化学方程式是______________________．
（3）请利用以上仪器（可重复使用），设计至少两套实验室制取和收集CO2的装置，其仪器组合分别是____________、____________（填字母）．
（4）某同学设计了如下图所示的装置来制取H2（橡皮管和胶塞处不漏气）．经验纯后在尖嘴管口点燃氢气，可看到的现象是____________；然后用弹簧夹夹住橡胶管，可看到的现象是____________．
三、综合实验
25．实验探究：下列实验1和实验2反应前后天平是否平衡？请回答问题：
（1）提出假设：物质发生化学反应后，其总质量____________．
（2）实验验证及结论．
实验1（如下图）：将实验1装置放在托盘天平上称量后取下，挤压胶头滴管，待锥形瓶内反应完成后，放回托盘天平上，观察天平是否平衡？
实验2（如图）：将实验2装置放在托盘天平上称量后取下，使两种溶液混合，再放回托盘天平上并观察．请完成下表．
实验编号 实验1 实验2
实验现象
化学方程式 （1）K2CO3＋2CH3COOH===
2CH3COOK＋CO2↑＋H2O
（2）
反应前后天平是否平衡
你的结论
（3）实验分析：用原子的观点对结论的解释是__________________________________．
26．为检验二氧化碳气体中是否混有氢气和一氧化碳，某课外兴趣小组的同学设计了如下图所示的实验装置：
根据上图装置回答：
（1）实验时，在点燃C处酒精灯前必须先通一会儿气体，其目的是___________________．
（2）A装置的作用是__________________________以排除对下面实验的干扰．
（3）若实验时，需要对尾气进行处理，则处理的方法是__________________________．
（4）若实验时，观察到__________________________现象，则证明原气体中一定含有一氧化碳．
（5）若实验时，观察到__________________________现象，则证明原气体中一定含有氢气．
（6）经分析，若要同时检验出氢气和一氧化碳，需对该实验装置进行改进，请简要说明改进方案：___________________________________________________________________．
27．如下图所示，老师在课堂上演示了一个有趣的实验：在一只洁净的小烧杯A中装入30 mL蒸馏水，再滴入2～3滴石蕊试液；在小烧杯B中装入30 mL浓盐酸；用一个玻璃水槽把A、B两个烧杯罩在一起，一会儿就看到A烧杯中的溶液变成了红色．
同学们对上述现象看法不一，有以下两种猜测：
第一种：A烧杯中的蒸馏水使石蕊试液变红
第二种：B烧杯中的浓盐酸挥发出一种气体，溶解到A烧杯的溶液中，使溶液变成红色
（1）你认为哪种猜测是正确的？如果你不同意以上两种猜测，请给出你的猜测．
________________________________________________________________________
（2）请你设计实验方案，说明（1）中你的猜测．提供的实验用品：烧杯、试管、胶头滴管、滤纸；蒸馏水、石蕊试液、浓盐酸、氯化氢气体等．
实验（简述实验内容和方法） 观察到的实验现象
（3）通过实验探索，对这个趣味实验，你得出的结论是___________________________．
28．某合作学习小组以“溶液的酸碱度及其应用”为题，开展研究性学习，请你做为该小组成员来解决以下问题：
（1）某同学说：“酸溶液呈酸性，碱溶液呈碱性，则盐溶液一定呈中性．”你认为这种推理 （填“正确”或“不正确”）．
（2）从某工厂排出的废水中取出A、B两份水样，经测定，A水样的pH为4.8，B水样的pH为9.2，则A水样呈__①__性，B水样呈__②_性．已知某废水中含有少量硝酸银，为回收银单质，应加入适量的__③__．
（3）请你设计一个实验，能通过清晰可见的现象，验证氢氧化钠溶液和稀盐酸的反应，并能控制它们在恰好完全反应时停止实验．
（4）将40 g 10%的氢氧化钠溶液和60 g 20%的氢氧化钠溶液混合，所得溶液中溶质的质量分数为____________．（只写计算结果）
参考答案
一、1．B 2．C 3．D 4．C 5．A 6．C 7．D 8．C 9．A 10．C 11．A 12．C 13．D 14．C 15．B
二、16．Fe Zn（NO3）2溶液 AgNO3溶液 Fe＋2AgNO3===Fe（NO3）2＋2Ag
17．指示出盐酸与氢氧化钠刚好反应完全
18．Cu Zn NaCl ZnCl2
19．A．CaO B．Ca（OH）2 C．CaCO3 D．CaCl2
20．水浮在硫酸表面、水立刻沸腾，硫酸液滴飞溅 甲处水面下降、乙处水面上升
21．Na2CO3 Na2SO4，CuSO4 NaCl、KNO3
22．
实验过程 实验现象 实验结论
打开一瓶汽水，塞上带导管的橡皮塞，另一端伸入一支装有澄清石灰水的试管中 澄清的石灰水变浑浊 冒出的气泡中含有二氧化碳
23．（1）年龄和体型大小相同
（2）黑布罩住后，植物不能进行光合作用，不能再释放O2
24．（1）烧杯 酒精灯
（2）2KClO3 2KCl＋3O2↑（2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑）
（3）BEB,BDEB,BECI,CEB,CECI,CDEB,CDECI,BDECI（任意两种组合均可）
（4）有淡蓝色火焰（或略带黄色的淡蓝色火焰） 试管内液面下降至没有液体，最后，不再产生气泡．
三、25．（1）保持不变
（2）实验1：
实验现象：小试管中有气泡冒出；澄清石灰水变浑浊
化学方程式：CO2＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2O 平衡 反应前后物质总质量相等
实验2：
实验现象：出现蓝色沉淀
化学方程式：CuSO4＋2NaOH===Cu（OH）2↓＋Na2SO4 平衡 反应前后物质总质量相等
（3）物质发生化学反应时，反应前后原子的种类和数量都没有改变
26．（1）防止发生爆炸
（2）除去CO2
（3）点燃，使尾气燃烧
（4）Ｂ处石灰水不变浑浊，Ｅ处变浑浊
（5）C处黑色粉末变红色 E处石灰水不变浑浊
（6）在B、C间连接一干燥装置
27．（1）第二种
（2）
实验内容、方法 观察到的实验现象
实验1 用洁净的烧杯取20 mL蒸馏水，滴入2～3滴石蕊试液，观察现象．（或将该烧杯单独罩在玻璃水槽里放置一段时间） 蒸馏水不变色
实验2 ①向滤纸上滴加石蕊然后放在盛浓盐酸烧杯上方 ②或打开盛装浓盐酸的试剂瓶，观察 ③或闻B烧杯浓盐酸的气味 滤纸变红出现白雾能闻到刺激性气味
实验3 将氯化氢气体通入含有石蕊试液的蒸馏水中，观察 溶液变红
实验4 向盐酸中滴入紫色石蕊试液，观察 溶液变红
（3）结论1：盐酸能使石蕊试液变红；结论2：蒸馏水不能使石蕊试液变红；结论3：浓盐酸具有挥发性．
28．（1）不正确；
（2）①酸 ②碱 ③铁（或锌）
（3）取一只试管，倒入适量NaOH溶液，滴加几滴酚酞试液，试液变成红色，向试管中逐滴滴加稀盐酸，并不断振荡，至试液刚好变为无色时停止加盐酸．
（4）16
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发表于 2020-4-5 14:14:50
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