氣體的實驗室製取和物質性質的實驗例題

［例題

1］

仔細觀察化學實驗現象，常常會發現意想不到的現象。某同學用幹而冷的燒杯罩在甲烷（天然氣的主要成分，燃燒產物為二氧化碳和水）燃燒的火焰上方，杯壁上出現水珠，一會兒火焰逐漸微弱，移開燒杯後火焰又恢復正常。他想了想，於是用一氧化碳做了相同的實驗（一氧化碳燃燒生成二氧化碳），觀察到除杯壁上沒有水珠出現外，火焰變化的情況基本相同。

（

1

）你認為火焰變微弱的原因可能是

___________________________

。

（

2

）他用一氧化碳做相同實驗的目的是

_________________________

。

答：

（

1

）燒杯內氧氣濃度降低（或者說熱的二氧化碳聚集在燒杯內）。

（

2

）排除水蒸氣對實驗的干擾。

［例題

2

］

欲量取

10ml

液體，最好選用下列哪種量程的量筒（

）

A。 5ml B。 10ml C。 25ml D。 50ml

答：

B

［例題

3

］

某學生用量筒量取液體時，倒入液體，面對刻度，第一次仰視凹液麵最低處，讀數為

19ml

；倒出部分液體後，又俯視液麵最低處，讀數為

11ml

，該學生倒出的液體體積是（

）

A。

8ml B。 >8ml C。 <8ml D。

無法判斷

答：

B

［

例題

4

］

下列幾項操作中，正確的是（

）

A。

用氫氣還原氧化銅時，通入氫氣立即給氧化銅加熱，實驗結束時，撤掉氫氣後停止加熱。

B。

點燃氫氣前一定要檢驗氫氣的純度。

C。

製取氧氣實驗結束時，先移去酒精燈，再把導管從水槽中取出。

D。

面板上沾上濃硫酸，立即用水沖洗。

解析：

A

的操作錯誤，用氫氣還原氧化銅時，應先通入氫氣，過一會兒再給氧化銅加熱，目的是趕走試管裡的空氣，避免引起爆炸。當實驗結束時，應先停止加熱，繼續通入氫氣，使銅在氫氣流中冷卻下來，再停止通入氫氣，目的在於防止銅在高溫下重新被空氣中的氧所氧化。

B

的操作正確。因為氫氣為可燃性氣體。實驗測定，空氣裡如果混入氫氣的體積達到總體積的

4%

～

74。2%

這個範圍，點燃時就會爆炸。因此，我們在使用氫氣時，要特別注意安全。點燃氫氣前，一定要檢驗氫氣的純度。

C

的操作錯誤。實驗室製取氧氣結束時，如果先移去酒精燈，再把導管從水槽中取出，會

使水槽中的水倒吸回試管，使試管炸裂。因此，應先把導管從水槽裡拿出來，然後再撤酒精燈。

D

的操作錯誤。濃硫酸溶於水會放出大量的熱，因此面板上沾上濃硫酸，當接觸水時會放熱，進一步腐蝕面板。正確的操作是先用布試去，再用大量的水沖洗。

答案：

B

［

例題

5

］

除去下列物質中的雜質（不要求回收雜質），把適當的試劑，操作方法的序號寫在相應的括號中：

A。

加適量鹽酸，過濾

B。

加適量水，過濾，蒸發

C。

加適量水，過濾

D。

加熱（或高溫灼燒）

E。

加熱，加適量水，過濾

F。

加適量鹽酸，蒸發

①

碳酸鈣中混有少量的碳酸鈉（

）

②

氯化鉀粉末中混有少量的碳酸鉀（

）

③

氧化鈣中混有少量的碳酸鈣（

）

④

氫氧化鈉粉末中混有少量碳酸鈣（

）

⑤

炭粉中混有少量的氧化銅（

）

解析：

①

碳酸鈣難溶於水，而碳酸鈉能溶於水，根據二者溶解性不同，即採取加適量水、過濾的方法進行除雜和分離。

②

本組兩種物質均能溶於水，因此不能用上法分離，可設計將碳酸鉀轉化為氯化鉀的方法，採用加適量鹽酸、蒸發的方法除去所含有的雜質。轉化的方程式如下：

K

2

CO

3

+2HCl

＝

2KCl+CO

2

↑

+H

2

O

③

本題欲除去碳酸鈣，往往有人用溶解過濾法分離，這是不妥當的。因為氧化鈣不易溶於水，而且溶於水的部分又會轉化成氫氧化鈣，這樣無法達到除雜的目的。很顯然可以利用高溫煅燒的方法使碳酸鈣轉化為氧化鈣。其反應方程式為：

CaCO

3

CaO + CO

2

↑

④

本題可利用二者的溶解性不同來進行分離，但是僅僅採取溶於水，過濾的方法是不夠的，還必須經過蒸發得到氫氧化鈉固體。

⑤

本組若採用高溫加熱使碳還原氧化銅的方法，雖然能除去氧化銅，但是生成的銅仍混在炭粉裡，實際上是除了一種雜質又帶入了另一種雜質，這種做法是錯誤

的。可利用氧化銅能與鹽酸反應轉化為能溶於水的氯化銅，而炭粉既不溶於水也不溶於鹽酸的性質採用加適量鹽酸，過濾的方法除去雜質。其反應方程式為：

CuO+2HCl=CuCl

2

+H

2

O

答案：

C

、

F

、

D

、

B

、

A

啟示：

從上述幾組除雜題可以看出，除雜的方法可採取物理方法（即

①）也可採取化學方法進行轉化，使加入的試劑跟雜質反應與原物質不反應，使雜質轉化為氣體、沉澱或原有的物質，達到除雜的目的，但注意一定不能帶入新的雜質。

［例題6］

下列混合物可採用過濾方法分離的是（

）。

A。 KCl

和

NaNO

3

B。

水和酒精

C。 Na

2

CO

3

和

CaCO

3

D。 MgSO

4

和

ZnSO

4

解析：

過濾適合於分離可溶性固體與不溶性固體組成的混合物，解答此類試題需要以物質的溶解性為基礎。題中

B

是液體，

A

、

D

兩組中的固體物質都是易溶於水的，過濾法不能達到分離的目的。

C

組中

Na

2

CO

3

易溶於水，

CaCO

3

難溶於水，具備過濾分離的條件。

答案：

C

［例題7］

如圖是某學生設計的粗鹽提純實驗的過濾裝置圖，請回答下列問題：

（

1

）指出圖示序號的儀器名稱：

①

；

②

；

③

。

（

2

）指出圖中三處明顯的錯誤之處：

①

；

②

；

③

；

解析：

用化學實驗儀器來進行各項化學實驗時，要知道每種實驗儀器的具體使用方法、注意事項、主要用途及名稱。粗鹽提純的實驗中，製作過濾器時，把濾紙對摺兩次後形成的錐形的小紙筒用水潤溼緊貼在漏斗內，濾紙的邊緣不得超過漏斗的上邊緣，傾倒粗鹽溶液時要用玻璃棒引流，玻璃棒下端要靠在三層濾紙的一邊，漏斗的下端與燒杯內壁緊靠，以防濾液濺出。

答案：

（

1

）

①鐵架臺

②漏斗

③燒杯

（

2

）

①傾倒液體時沒用玻璃棒作引流

②濾紙的邊緣超過漏斗的上邊緣

③漏斗的下端沒有緊靠盛濾液的燒杯內壁

［例題8］

浩瀚的海洋不僅繁衍著無數水生生物，還蘊藏著豐富的化學資源，如氯化鈉、氯化鎂、溴化鎂等大量的無機鹽。

（

1

）請設計兩種鑑別海水和蒸餾水的方法（只需說明原理）

方法一：

；

方法二：

；

（

2

）由此所得的粗鹽中含有的不溶性雜質，可採用下列步驟除去。請在括號內填上相應的操作步驟。

（

）

→（

）

→蒸發結晶

解析：

此題考查海水與蒸餾水的鑑別，可根據海水中有固體溶質，且

NaCl

是鹹味的來鑑別，除去粗鹽中的不溶性雜質的步驟為溶解、過濾、蒸發。

答案：

（

1

）將兩種待測液滴在潔淨的玻璃片的兩側，並加熱，待水蒸乾後，留有固體殘渣的為海水，無固體殘渣的為蒸餾水；嘗味道，有鹹味的是海水，無味的是蒸餾水。

（

2

）溶解

過濾

［例題9］

要把

NaCl

、

KNO

3

、

CuO

三種物質組成的混合物（

CuO

不溶於水）分離，加適量水攪拌後，正確的分離方法是（

）

A。

先結晶再過濾

B。

先過濾再結晶

C。

只需兩次過濾

D。

先過濾再結晶，進行第二次過濾後蒸發

解析：

加水溶解混合物後，根據物質的溶解性判斷：

CuO

不溶於水，先選擇過濾法將

CuO

除去，得到

NaCl

與

KNO

3

的混合液，再根據

NaCl

與

KNO

3

的溶解度受溫度變化的影響不同，可用降溫結晶法使

KNO

3

結晶析出，進行第二次過濾後再採取蒸發結晶的方法即可得到

NaCl

晶體。

答案：

D

［

例題

1

0

］

下列實驗設計方案中可行的是（

）

A。

用過濾的方法分離

NaCl

與

NaNO

3

的混合物

B。

向某無色未知溶液中加入

BaCl

2

溶液和稀硝酸產生白色沉澱，證明存在

SO

4

2

－

C。

將

H

2

、

O

2

混合氣體透過盛有灼熱氧化銅的試管，以除去氫氣

D。

用鹽酸除去混在銅粉中的少量鎂粉和鋁粉

解析：

A

中

NaCl

與

NaNO

3

均易溶於水，不能透過過濾分離；

B

中由可能存在

Ag

＋

；

C

加熱條件下

H

2

與

O

2

會反應且可能引起爆炸；

D

因鎂粉和鋁粉可溶於鹽酸並與之反應而除去。

答案：

D

說明：

實驗方案設計的綜合問題，要求掌握各自的方法和要點。

［

例

11

］

向盛有鎂、氧化銅和氫氧化鈉固體混合物的燒杯中，加入一定量的稀硫酸，充分反應後過濾，再向濾液中滴入幾滴酚酞試液，酚酞試液變成紅色，則濾液中含有的溶質的化學式為

_____

。

解析：

酚酞試液變成紅色說明

NaOH

溶液剩餘，同時有

NaOH

與

H

2

SO

4

反應生成的

Na

2

SO

4

。

答案：

NaOH

、

Na

2

SO

4

說明：

可忽略反應過程，直接從反應本質來分析問題。

［

例

12

］

根據下列給出的實驗裝置圖，回答：

A B

C D

（

1

）實驗室常用無水醋酸鈉和鹼石灰混合加熱製取甲烷，可選用的發生裝置是

。

在做甲烷燃燒實驗時，點燃前必須要

，否則會發生危險。

（

2

）若用裝置

C

製取

CO

2

，並把

CO

2

通入澄清石灰水中，較長時間一直未觀察到石灰水變渾濁，其原因是生成的

CO

2

中混有

氣體。

（

3

）

D

是用

CO

還原

CuO

的實驗裝置圖。實驗時，

①

中的現象是

；

②

中的現象是

。

尾氣應該

，以防止和控制尾氣中的

對空氣的汙染。

答案：

（

1

）

B

；檢驗甲烷的純度

（

2

）氯化氫

（

3

）黑色的

CuO

逐漸變為紅色；澄清的石灰水變渾濁；用氣球收集或點燃；一氧化碳

說明：

關於氣體制備的知識遷移題應明確所製備氣體的特性，反應物的特點等。