化学实验

化学实验书面考试主要方式： 1．验证型实验设计试题 2．探索型实验试题 3．实验数据处理型试题

例1 氯化亚砜（SOCl2），一种无色液体，沸点79℃，重要有机试剂，用于将ROH转化为RCl。氯化亚砜遇水分解，需在无水条件下使用。 (1)试写出它与水完全反应的化学方程式：__________________________； (2)设计一些简单的实验来验证你写的化学方程式是正确的。（只需给出实验原理，无须描述实验仪器和操作。评分标准：设计的合理性—简捷、可靠、可操作及表述。）

答案 (1)SOCl2＋H2O＝SO2＋2HCl（说明：写成H2SO3也按正确答案论） 说明：水多时SO2溶于水得到亚硫酸和盐酸的混合溶液，但因盐酸对亚硫酸电离的抑制，水溶液中仍大量存在SO2，故写SO2是正确的答案。 (2)向水解产物的水溶液加入硫化氢应得到硫磺沉淀。向另一份水解产物的水溶液加入硝酸银应得到白色沉淀。

例2 Mn2＋离子是KMnO4溶液氧化H2C2O4的催化剂。有人提出该反应的历程为： Mn(C2O4)n3－2n Mn（Ⅲ） Mn2＋＋CO2 请设计2个实验方案来验证这个历程是可信的（无须给出实验装置，无须指出选用的具体试剂，只需给出设计思想）。

答案 (1)对比实验：其一的草酸溶液中加Mn2+离子，另一不加。在滴加KMnO4溶液时，加Mn2+者反应速率快。 (2)寻找一种试剂能与Mn(VI)、Mn(IV)或Mn(III)生成配合物或难溶物；加入这种试剂，反应速率变慢。

例3 请用化学原理解释如下生活中的常见现象：打开冰镇啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯，杯中立即泛起大量泡沫。 例3 请用化学原理解释如下生活中的常见现象：打开冰镇啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯，杯中立即泛起大量泡沫。 答案 由于存在溶解平衡CO2(气) CO2(溶液)△H<0。 受温度的影响：原来是冰镇啤酒，温度较低，打开瓶子后温度升高，根据勒夏特列原理得出平衡逆向移动，产生二氧化碳气体。受压强的影响：啤酒倒入玻璃杯后，压强减小，平衡逆向移动，产生二氧化碳气体，由于两者的作用一致，最后导致“泛起大量泡沫”。

例4 某中学生取纯净的Na2SO3·7H2O 50.00g，经600℃以上的强热至恒重，分析及计算表明，恒重后的样品质量相当于无水亚硫酸钠的计算值，而且各元素的组成也符合计算值，但将它溶于水，却发现溶液的碱性大大高于期望值。经过仔细思考，这位同学解释了这种反常现象，并设计了一组实验，验证了自己的解释是正确的。 （1）他对反常现象的解释是：（请用化学方程式表达） 。 （2）他设计的验证实验是：（请用化学方程式表达） 。

答案 （1）4Na2SO3＝3Na2SO4＋Na2S （2）①设Na2SO3完全转化为Na2SO4和Na2S, 需分别检出SO42－离子和S2－离子。SO42－离子的检出：SO42－＋Ba2+＝BaSO4 ↓ 不溶于盐酸。 S2－离子的检出：方法1：加沉淀剂如：S2－＋Pb2+＝PbS↓ (黑) （或醋酸铅试纸变黑）其他沉淀剂也可得分。 方法2：加盐酸S2－＋2H+＝H2S↓（可闻到硫化氢特殊气味）。 ②设Na2SO3未完全转化为Na2SO4和Na2S，检出SO42－加盐酸时以及检出S2－采用方法2时，除发生已述反应外，均会发生如下反应：SO32－＋2S2－＋6H+＝3S↓＋3H2O

例6 将固体MnC2O4·2H2O放在一个可以称出质量的容器里加热，固体质量随温度变化的关系如图所示（相对原子质量：H 1. 0，C 12 例6 将固体MnC2O4·2H2O放在一个可以称出质量的容器里加热，固体质量随温度变化的关系如图所示（相对原子质量：H 1.0，C 12.0，O 16.0，Mn 55.0 )。纵坐标是固体的相对质量。说出在下列五个温度区间各发生什么变化，并简述理由：

答案 0～50℃ MnC2O4·2H2O稳定区域 50～100℃ MnC2O4·2H2O＝MnC2O4 + 2H2O 179 143 143/179＝0.80 100～214℃ MnC2O4 稳定区域 214～280℃ MnC2O4＝MnO＋CO＋CO2 143 71 71/179＝0.40 280～943℃ 3MnO＋1/2O2＝Mn3O4 76.3/179＝0.43

例7 有一种测定多肽、蛋白质、DNA、RNA等生物大分子的相对分子质量的新实验技术称为ESI/FTICR－MS，精度很高。用该实验技术测得蛋白质肌红朊的图谱如下，图谱中的峰是质子化肌红朊的信号，纵坐标是质子化肌红朊的相对丰度，横坐标是质荷比m/Z，m是质子化肌红朊的相对分子质量，Z是质子化肌红朊的电荷（源自质子化，取正整数），图谱中的相邻峰的电荷数相差1，右起第4峰和第3峰的m/Z分别为1542和1696。求肌红朊的相对分子质量(M)。

答案 1542＝(M＋Z)/Z 或 1696＝(M＋Z)/Z 1696＝[M＋(Z－1)]/(Z－1) 1542＝(M＋Z＋1)/(Z＋1) 解联立方程： 解联立方程： Z＝11 Z＝10 M＝16951 M＝16950 肌红朊的相对分子质量为16951（或16950），答任一皆可。

例8 将热的浓硫酸铜溶液和热的碳酸钾溶液混合后，静置冷却，发现烧杯底部有大量绿色粉末状固体A，并有蓝色粒状晶体B。将晶体取出，溶于稀硫酸，有气体放出。又据分析，B中含有大量的K+；A和B晶体中均含有铜元素。 （1）请写出绿色粉末和蓝色晶体的化学式及相关的化学方程式。 （2）试用最少的非置换和简单的操作，从A中获得精铜。请你写出设计方案（包括主要操作和化学方程式）。

答案 （1）A：Cu2(OH)2CO3或xCu(OH)2·yCuCO3 B：K2[Cu(CO3)2]·nH2O 2CuSO4+2K2CO3+ H2O ==Cu2(OH)2CO3↓+2K2SO4+CO2↑ 2K2CO3+CuSO4+nH2O==K2[Cu(CO3)2]·nH2O+K2SO4 Cu2(OH)2CO3+2H2SO4==2CuSO4+CO2↑+ 3H2O K2[Cu(CO3)2]·nH2O+2H2SO4==CuSO4+K2SO4+2CO2↑+ (n+2)H2O （2）①用硫酸溶液溶解矿粉：Cu2(OH)2CO3+2H2SO4==2CuSO4+CO2↑+ 3H2O； ②过滤③以碳棒作为阳极，薄精铜作阴极，用直流电电解滤液：2CuSO4+2H2O==2Cu+2H2SO4+O2↑

题1 把燃着的镁条分别放入盛二氧化碳、二氧化硫瓶中，继续燃烧，把二氧化硫、二氧化碳分别通入稀盐酸，再加入锌，数分钟后，往两种溶液中加硫酸铜溶液。在原先通二氧化硫的溶液中出现黑色沉淀，另一溶液中不生成沉淀。写出相关的化学方程式。

题2 有两瓶分别盛有两种无色气体，加塞，塞子上有两根导线，下端以铁丝相联。通电加热铁丝，使之和无色气体反应。反应完毕后，一瓶内气体压强未变，另一瓶内气体压强降为原先的二分之一。残余气体既不可燃，也不助燃，还不能使澄清的石灰水混浊。原先的两种气体各是何物？ 解：N2O+Fe==N2+FeO; 2NO+2Fe==N2+2FeO

题7 称取两份2. 0g的镁，分别放入蒸发皿和坩埚中加热（在空气中）。在蒸发皿中镁燃烧后产物为3 题7 称取两份2.0g的镁，分别放入蒸发皿和坩埚中加热（在空气中）。在蒸发皿中镁燃烧后产物为3.3g，而在坩埚中加热镁得到产物的质量远低于3.3g，为什么？请用实验验证你的判断。 答案： 坩埚口小，O2不足，可能生成Mg3N2。把燃烧产物溶于水，并用湿pH试纸（或石蕊试纸）检试NH3。

题10 两支试管中各盛5mL蒸馏水，在其中一支试管中加几滴甘油，同时通入SO2,而后同时通入O2并微微加热，冷却后往两支试管中加入等量经HNO3酸化的BaCl2，在有甘油的试管中只呈现轻度浑浊，而不加甘油的试管中明显浑浊。为什么？ 答案：甘油是SO2和O2反应的阻化剂。

题11 在某些地区，汲出澄清的地下水有“铁的气味”。把这种水置于敞口容器中过夜，容器内壁附着一层红棕色沉淀，同时“铁的气味”减轻或消失。解释这个现象并设法在实验室中模拟以上反应的过程。

题12 把少量钠放入汞中，在研罐中混匀后均分成两份。一份放入水中，另一份放入浓氯化铵溶液。实验现象是：都有气体生成。释放气体过程中，前者“固态”物体积略有增大，最后成液态汞；后者“固体”物体积显著增大，最后成液态汞，请解释实验现象的差别。