2025届高三化学一轮专题复习讲义（24）
专题六 化学实验和化学计算
6-1 化学实验基础（1课时）
【复习目标】
1．了解化学实验室常用仪器的使用方法和主要用途；掌握必需实验操作技能；
2．熟悉常见离子的检验方法以及常见物质的分离提纯手段；
3．掌握常见气体和简单有机物实验室制备和注意事项。
【重点突破】实验操作或装置规范要求
【真题再现】
例1．（2023·江苏高考）实验室制取Cl2的实验原理及装置均正确的是
A．制取Cl2 B．除去Cl2中的HCl C．收集Cl2 D．吸收尾气中的Cl2
解析：A项，实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应，不能使用稀盐酸，错误；B项除去Cl2中的HCl可将气体通入饱和食盐水中，注意长口进入便于充分吸收，应该长进短出，错误；C项，氯气密度大于空气，可用向上排空气法收集氯气，多功能瓶收集气体注意长进短出，正确；D项，对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收，水吸收效果不好，D错误。
答案：C
例2．（2022·江苏高考）实验室制取少量SO2水溶液并探究其酸性，下列实验装置和操作不能达到实验目的的是
A．用装置甲制取SO2气体 B．用装置乙制取SO2水溶液
C．用装置丙吸收尾气中的SO2 D．用干燥pH试纸检验SO2水溶液的酸性
解析：A项，60%硫酸和NaHSO3(s)可发生反应：H2SO4+2NaHSO3===Na2SO4+2SO2↑+2H2O，因此装置甲可以制取SO2气体，正确；B项，气体通入液体时“长进短处”，装置乙可以制取SO2水溶液，正确；C项，SO2不会与饱和NaHSO3溶液发生反应，因此装置丙不能吸收尾气中的SO2，错误；D项，SO2水溶液显酸性，可用干燥的pH试纸检验其酸性，正确。
答案：C
例3．下列由废铜屑制取CuSO4·5H2O的实验原理与装置不能达到实验目的的是
A．用装置甲除去废铜屑表面的油污 B．用装置乙在加热的条件下溶解废铜屑
C．用装置丙过滤得到CuSO4溶液 D．用装置丁蒸干溶液获得CuSO4·5H2O
解析：A项，碳酸钠溶液显碱性，在加热的条件下可以除去铜屑表面的油污，正确；B项，在酸性条件下，铜与双氧水发生氧化反应得到硫酸铜，正确；C项，装置丙为过滤装置，过滤可以除去难溶杂质，得到硫酸铜溶液，正确；D项，用装置丁蒸干溶液得到硫酸铜固体，而不是CuSO4·5H2O，错误；
答案：D
【知能整合】
纵观近几年江苏高考和适应试卷，在高考中涉及实验操作规范方面重点考查，实验操作中应注意的问题：
（1）实验操作顺序。如与气体有关的实验操作为装置选择与连接→气密性检验→装固体药品→加液体药品→开始实验（按程序）→拆卸仪器→其他处理等。
（2）加热操作的要求。首先是实验装置加热前一般应先用原料气赶走空气后，再点燃酒精灯，其目的一是防止爆炸，如H2还原CuO、CO还原Fe2O3；二是保证产品纯度，如制备Mg3N2、CuCl2等。反应结束时，应先熄灭酒精灯，继续通原料气直到冷却为止。
（3）尾气处理方法。有毒气体常采用溶液（或固体）吸收或将之点燃，无毒气体直接排放。
（4）特殊的实验装置。
①制取在空气中易吸水、潮解以及易水解的物质（如Al2S3、AlCl3、Mg3N2等）及易受潮的物质时，往往在装置末端再接一个干燥装置，以防止空气中水蒸气进入。
②用碱石灰吸收测定实验中生成CO2的质量时，前面要干燥，末端要防止空气中的水蒸气和CO2进入。
例4．（2023·6浙江）下列说法正确的是
A．图①装置可用于制取并收集氨气
B．图②操作可排出盛有KMnO4溶液滴定管尖嘴内的气泡
C．图③操作俯视刻度线定容会导致所配溶液浓度偏大
D．图④装置盐桥中阳离子向ZnSO4溶液中迁移
解析：A项，氯化铵受热分解生成氨气和氯化氢，遇冷又化合生成氯化铵，则直接加热氯化铵无法制得氨气，实验室用加热氯化铵和氢氧化钙固体的方法制备氨气，错误；B项，高锰酸钾溶液具有强氧化性，会腐蚀橡胶管，所以高锰酸钾溶液应盛放在酸式滴定管中，不能盛放在碱式滴定管中，错误；C项，配制一定物质的量浓度的溶液时，俯视刻度线定容会使溶液的体积偏小，导致所配溶液浓度偏大，正确；D项，由图可知，锌铜原电池中，锌电极为原电池的负极，铜为正极，盐桥中阳离子向硫酸铜溶液中迁移，错误。
答案：C
例5．（2022·海南等级考）下列实验操作规范的是
解析：A项，过滤时，漏斗下方尖嘴应紧靠烧杯内壁，错误；B项，二氧化碳不与空气中的成分反应，密度大于空气，应用向上排空气法收集，正确；C项，浓硫酸密度比乙醇大，两者混合时放出大量热，为防止液滴飞溅，应该将浓硫酸加入乙醇中，并不断搅拌，错误；D项，溶液转移时，为防止液体洒出容量瓶应用玻璃棒引流，错误。
答案：B
【知能整合】
1．物质除杂的原则是：
①不增，即在除去杂质的同时，不能引入新的杂质；
②不减，即不能减少被提纯的物质；
③简便，即分离操作简便易行；
④易得，即除杂试剂价格便宜，容易得到；
⑤最好，即所选用的方法在保证除去杂质的同时，最好能增加被提纯物质的量。
2．化学实验安全操作的“六防”
防爆炸 ①点燃可燃性气体(如H2、CO、CH4、C2H4)或用CO、H2还原Fe2O3、CuO之前，要验纯；②用H2或CO还原CuO时，应先通入H2或CO，在装置尾部收集气体并检验纯度，若尾部气体已纯净，说明装置中的空气已排尽，可对装置加热。
防暴沸 加热液体混合物时要加碎瓷片
防倒吸 用试管加热固体时，试管底部要略低于管口，如实验室制O2、NH3等；加热液体时试管口要向上倾斜；加热法制取并用排水法收集气体或吸收溶解度较大气体时，要注意熄灯顺序或加装安全瓶
【体系再构】
【随堂反馈】
基础训练
1．（2023·泰州期末）实验室制取少量Cl2并研究其性质。下列实验装置和操作能达到实验目的的是
2．（2023·南通三调）实验室制备溴苯，并验证HBr的生成。下列实验装置和操作能达到实验目的的是
A．旋开装置甲中恒压滴液漏斗的活塞可使苯和溴混合液顺利滴入烧瓶中
B． 装置乙盛放NaOH溶液以除去HBr气体中混有的Br2
C．向装置丙中滴加几滴酚酞溶液可检验HBr的生成
D．用装置丁分离苯和溴苯
3．（2022·苏州八校联盟一模）实验室用如图所示装置制取SO2并验证SO2的部分性质。下列有关说法正确的是
A．铜和浓硫酸反应制取 SO2时，氧化剂和还原剂的物质的量之比为2∶1
B．品红溶液褪色，说明SO2的氧化性
C．石蕊试液变红但不褪色
D．用 NaOH溶液吸收少量SO2的离子方程式为 SO2＋OH－===HSO
4．（2021·无锡联考）下列实验装置应用于铜与浓硫酸反应制取二氧化硫和硫酸铜晶体，能达到实验目的
A B C D
制取并收集二氧化硫 向反应后的混合物中加水稀释 过滤出稀释后混合物中的不溶物 将硫酸铜溶液蒸发浓缩后冷却结晶
拓展训练
5．（2023·南通一调）室温下，取四根打磨后形状大小相同的镁条，通过下列实验探究镁在溶液中的反应。
实验1：将镁条放入滴有酚酞的蒸馏水中，无明显现象。加热溶液，镁条表面产生气泡，溶液逐渐变红。
实验2：将镁条放入滴有酚酞的1 mol·L-1 NH4Cl溶液中，产生气泡，溶液逐渐变红。
实验3：将镁条放入滴有酚酞的1 mol·L-1 CH3COONH4溶液（pH～7）中，产生气泡，溶液逐渐变红。
实验4：将镁条放入滴有酚酞的1 mol·L-1 NaCl溶液中，产生气泡，溶液逐渐变红。
下列基于相应实验现象得出的结论不正确的是
A．实验1加热时发生反应的化学方程式为Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑
B．实验2反应后的溶液中存在：c(Cl－)<2c(Mg2＋)＋c(NH)
C．实验3产生的气体中可能含有NH3
D．实验1和实验4表明Cl－对Mg与H2O反应有催化作用
6．从含Br－废水中提取Br2的方法有多种，其中一种方法涉及过滤、氧化、正十二烷的萃取及蒸馏等步骤。已知：
物质 Br2 CCl4 正十二烷
密度/g·cm－3 3.119 1.594 0.749
沸点/℃ 58.8 76.8 216.8
下列说法正确的是
A．用甲装置过滤时，需要不断搅拌
B．用乙装置将Br－氧化为Br2
C．丙装置中用正十二烷而不用CCl4，是因为正十二烷的密度小
D．可用丁装置进行蒸馏，先蒸出正十二烷再蒸出Br2
7．下列有关实验的判断正确的是
A．向某溶液中滴加氯水，再滴加KSCN溶液，溶液变为红色，该溶液一定含有Fe2＋
B．CO2中含少量SO2，可将该混合气体通入足量饱和Na2CO3溶液中除去SO2
C．向品红溶液中通入气体X，品红溶液褪色，则气体X可能是Cl2
D．将某气体通入Ba(NO3)2溶液中生成白色沉淀，此沉淀是BaSO3
8．室温下进行下列实验，根据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KI溶液中滴加几滴NaNO2溶液，再滴加淀粉溶液后变蓝色 NO的氧化性比I2的强
B 向麦芽糖样品溶液X中加入银氨溶液，水浴加热，产生银镜 X中麦芽糖已发生水解
C 用pH计测得浓度均为0.01 mol·L-1的苯酚钠溶液、Na2CO3溶液的pH依次为10.9、11.1 苯酚的酸性比碳酸的强
D 常温时，向0.1 mol·L-1 Na2CrO4溶液中滴入AgNO3溶液至不再有红棕色沉淀(Ag2CrO4)，再滴加0.1 mol·L-1 NaCl溶液，沉淀逐渐转变为白色 Ksp(AgCl)
1．D 2．D 3．C 4．D 5．B 6．D 7．C 8．A
【课后作业】
1．（2023·南京、盐城一模）实验室制取少量NH3并探究其性质。下列装置不能达到实验目的的是
2．（2021·南通四模）氯化铁常用于污水处理等。该化合物是棕红色固体，易潮解，100 ℃时易升华。实验室可用氯气与金属铁反应制备无水氯化铁，实验装置如图所示。下列说法正确的是
A．装置Ⅰ中反应的离子方程式：MnO2＋4HClMn2＋＋Cl2↑＋2Cl－＋2H2O
B．装置Ⅱ 洗气瓶中加入饱和NaHCO3以除去Cl2中的少量HCl
C．装置Ⅲ和装置Ⅳ洗气瓶中盛放的液体均为浓硫酸
D．装置Ⅴ的作用是为了防止倒吸
3．工业上，制备AlN的原理是Al2O3＋3C＋N2===2AlN＋3CO；实验室用饱和NH4Cl溶液和NaNO2溶液共热制备N2。某小组设计如图装置制备氮化铝。下列说法错误的是
A．装置连接顺序是①—⑤—④—②—③
B．实验时点燃酒精灯的顺序是①—②—④
C．装置②中黑色粉末变红，说明装置④中生成了CO
D．用Fe2O3替代CuO，用盛装浓硫酸的洗气瓶替代⑤，现象相同
4．从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的。乙醚浸取法的主要工艺如图所示：
已知：青蒿素是烃的含氧衍生物，为无色针状晶体，易溶于丙酮、氯仿和苯中，在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中几乎不溶，熔点为156～157 ℃，热稳定性差，青蒿素是高效的抗疟药。乙醚沸点为35 ℃。
下列叙述错误的是
A．对青蒿干燥破碎后，加入乙醚的目的是溶解青蒿素
B．操作Ⅰ需要的玻璃仪器主要有烧杯、漏斗、玻璃棒
C．操作Ⅱ的名称是过滤
D．操作Ⅲ的主要过程可能是加95%的乙醇，浓缩、结晶、过滤
5．（2022·南京、盐城二模）[Cu(NH3)4]SO4·H2O可用作杀虫剂，其制备步骤如下。
步骤1：向足量铜粉与一定量稀硫酸的混合物中通入热空气，当铜粉不再溶解时，过滤得滤液。
步骤2：向步骤1所得滤液中边搅拌边滴加氨水，沉淀先增加后减少；当沉淀完全溶解时，停止滴加氨水。
步骤3：向步骤2所得溶液中加入95%乙醇，析出深蓝色[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。
下列说法正确的是
A．步骤1发生反应的离子方程式为Cu＋O2＋4H＋Cu2＋＋2H2O
B．步骤2所得溶液中大量存在的离子有Cu2＋、NH、SO、OH－
C．步骤3加入95%乙醇的目的是降低[Cu(NH3)4]SO4·H2O的溶解量
D．[Cu(NH3)4]2＋中有12个配位键
6．乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业，某学习小组设计以下两套装置用乙醇、乙酸和浓硫酸分别制备乙酸乙酯(沸点77.2 ℃)。下列说法不正确的是
A．浓硫酸能加快酯化反应速率 B．不断蒸出酯，会降低其产率
C．装置b比装置a原料损失的少 D．可用分液的方法分离出乙酸乙酯
7．某化学学习小组用如图所示装置制备、收集Cl2，并进行性质验证实验（夹持装置略）。下列说法正确的是
A．用KMnO4和浓盐酸制备Cl2时，只选①
B．③用于Cl2收集时，a为进气口
C．④中加入NaBr溶液和CCl4，通入Cl2反应后振荡、静置，下层溶液呈橙红色
D．⑤中通入Cl2使品红溶液褪色后，取出溶液加热可恢复红色
8．（2022·扬州二模）下列说法正确的是
A．向久置的Na2SO3溶液中加入足量BaCl2溶液，出现白色沉淀；再加入足量稀盐酸，部分沉淀溶解，说明部分Na2SO3被氧化
B．向0.1 mol·L-1 H2O2溶液中滴加0.1 mol·L-1 KMnO4溶液，溶液褪色，说明H2O2具有氧化性
C．向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液，有黄色沉淀生成，说明Ksp(AgCl)＞Ksp(AgI)
D．向某溶液中滴加几滴新制氯水，振荡，再加入少量KSCN溶液，溶液变为红色，说明该溶液中含有Fe2＋
9．（2023·盐城三模）水合肼(N2H4·H2O)易溶于水，有强还原性，一般被氧化为N2。N2H4·H2O处理碱性银氨{[Ag(NH3)2]＋}溶液获得超细银粉的工艺流程如下：
（1）合成水合肼：将一定量的CO(NH2)2 和NaOH混合溶液加入三颈烧瓶中（装置如图所示），40 ℃以下通过滴液漏斗缓慢滴加NaClO溶液反应一段时间后，再迅速升温至110 ℃继续反应。
①反应Ⅰ制备水合肼的化学方程式为 。
②制备过程中要控制NaClO溶液的供给量不能过量，其原因是 。
（2）实验室中配制一定体积的银氨溶液的方法为 （提供的试剂：2%的稀氨水、2%的硝酸银溶液）。
（3）制备超细银粉：在水合肼溶液中逐滴加入新制的银氨溶液，控制20 ℃充分反应。
①水合肼还原银氨溶液的离子方程式为 。
②水合肼直接与AgNO3溶液反应也能生成Ag，用银氨溶液代替AgNO3溶液的原因是 。
（4）实验室通过如下步骤测定所制超细银粉样品中Ag的质量分数（杂质不参与反应）。
①称取超细银粉样品2.500g，加适量稀硝酸充分溶解、过滤、洗涤，将滤液和洗涤滤液合并定容到250 mL容量瓶中。
②准确量取25.00mL溶液置于锥形瓶中，酸化后滴入几滴指示剂铁铵矾[NH4Fe(SO4)2]溶液，再用0.1000 mol·L-1 NH4SCN标准溶液滴定。滴定终点的实验现象为 。
③重复②的操作3次，所用NH4SCN标准溶液的平均体积为23.00 mL。
已知：Ag＋＋SCN－===AgSCN↓(白色)。求样品中银的质量分数(写出计算过程)。
【课后作业】答案
1．D 2．C 3．D 4．C 5．C 6．B 7．C 8．C
9．（1）①CO(NH2)2＋2NaOH＋NaClO===Na2CO3＋NaCl＋N2H4·H2O
②过量的NaClO会氧化生成的水合肼
（2）取一定体积2%的硝酸银溶液于试管中，边振荡试管边向其中滴加2%的稀氨水，直至产生的沉淀恰好完全溶解
（3）①4[Ag(NH3)2]＋＋4OH－＋N2H4·H2O4Ag↓＋N2↑＋8NH3＋5H2O
②有效降低溶液中Ag＋的浓度，减弱Ag(Ⅰ)的氧化性，降低Ag＋与水合肼分子相互碰撞而发生氧化还原反应的概率，减慢反应速率，便于得到超细银粉
（4）②当滴入最后半滴NH4SCN标准溶液时，溶液变红，且30 s内不褪色
③250 mL溶液中
n(Ag＋)＝n(SCN－)＝23.00×10－3 L×0.100 0 mol/L×＝2.3×10－2 mol，
则样品中银的质量分数＝×100%＝99.36%
