新课程下高考化学实验题的类型（一）

以定量实验为核心，考查实验原理、试剂与仪器的选择、误差分析和计算等多种综合能力。

1．实验步骤补充型

例1．（2011·广东卷）某同学进行实验研究时，欲配制1.0mol·L－1 Ba(OH)₂溶液，但只找到在空气中暴露已久的Ba(OH)₂·8H₂O试剂（化学式量：315）。在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解，烧杯中存在大量未溶物。为探究其原因，该同学查得Ba(OH)₂·8H₂O在283K、293K和303K时的溶解度（g/100g H₂O）分别为2.5、3.9和5.6。

（1）烧杯中未溶物可能仅为BaCO₃，理由是__________________________。

（2）假设试剂由大量Ba(OH)₂·8H₂O和少量BaCO₃组成。设计实验方案，进行成分检验。写出实验步骤、预期现象和结论。（不考虑结晶水的检验；室温时BaCO₃饱和溶液的pH＝9.6）

限选试剂及仪器：稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管。

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得滤液和沉淀。
步骤2：取适量滤液于试管中，滴加稀硫酸。
步骤3：取适量步骤1中的沉淀于试管中，________。
步骤4：

（3）将试剂初步提纯后，准确测定其中Ba(OH)₂·8H₂O的含量。实验如下：

①配制250mL约0.1mol·L^－1　Ba(OH)₂溶液：准确称取w克试样，置于烧杯中，加适量蒸馏水，________，将溶液转入________中，洗涤，定容，摇匀。

②滴定：准确量取25.00mL所配Ba(OH)₂溶液于锥形瓶中，滴加指示剂，将________（填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”）mol·L^－1盐酸装入50mL酸式滴定管，滴定至终点，记录数据。重复滴定2次。平均消耗盐酸VmL。

③计算Ba(OH)₂·8H₂O的质量分数＝____________（只列出算式，不做运算）。

（4）室温下，________（填“能”或“不能”）配制1.0mol·L^－1　Ba(OH)₂溶液。

解析：本题考察常见的实验步骤的设计、仪器和试剂的选择、一定物质的量浓度的配制以及有关计算。

（1）Ba(OH)₂属于强碱，易吸收空气中的水蒸气和CO₂形成难溶的BaCO₃沉淀，因此长时间暴露在空气中时Ba(OH)₂就有可能转化为BaCO₃。

（2）Ba(OH)₂易溶于水，所以滤液中含有Ba²⁺，因此滴加稀硫酸使会产生白色沉淀BaSO₄；要想验证沉淀为BaCO₃，可以利用其能与酸反应产生能使澄清石灰水变浑浊的CO₂气体；为进一步证明试剂是是否还有Ba(OH)₂·8H₂O，可以取步骤1中的滤液，用pH计测其pH值，若pH＞9.6，即证明滤液不是纯BaCO₃溶液，即证明是由大量Ba(OH)₂·8H₂O和少量BaCO₃组成，假设成立。

（3）①由于试样中含有难溶性的BaCO₃，因此加水溶解后要过滤，且冷却后在转移到250ml容量瓶中；②Ba(OH)₂溶液的浓度约为0.1mol·L^－1，体积是25ml，由于酸式滴定管的容量是50ml，因此盐酸的浓度至少应该是0.1mol·L^－1的，若盐酸的浓度过大，反应过快，不利于控制滴定终点，所以选择0.1980mol·L^－1的盐酸最恰当。③消耗盐酸的物质的量是0.1980×V×10^－3mol，所以25．00ml溶液中含有Ba(OH)₂的物质的量是mol，故w克试样中Ba(OH)₂的质量是（0.1980×V×10^－3/2）×（250/25）×315g，故Ba(OH)₂·8H₂O的质量分数＝×100％。

（4）若配制1L 1.0mol·L^－1Ba(OH)₂溶液，则溶液中溶解的Ba(OH)₂·8H₂O的质量是315g，所以此时的溶解度约是（315/1000）×100＝31.5g/100g H₂O，而在常温下Ba(OH)₂·8H₂O是3.9g/100g H₂O，显然不可能配制出1.0mol·L^－1Ba(OH)₂溶液。

答案：

（1）由于Ba(OH)₂·8H₂O与收空气中的CO₂反，所取试剂大部分已变质为BaCO₃，未变质的Ba(OH)₂·8H₂O在配制溶液时能全部溶解。

（2）

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得滤液和沉淀。
步骤2：取适量滤液于试管中，滴加稀硫酸。	出现白色沉淀，说明该试剂中有Ba2+存在
步骤3：取适量步骤1中的沉淀于是试管中，滴加稀盐酸，连接带塞导气管将产生的气体导入澄清石灰水中。	澄清石灰水变混浊。说明该试剂中含有BaCO3
步骤4：取步骤1中的滤液于烧杯中，用pH计测定其pH值。	pH值明显大于9.6，说明该试剂中含有Ba(OH)2。

（3）① 搅拌溶解　250ml容量瓶中　② 0.1980　③ ×100％。

（4）不能。

2．实验基本操作型

例2．（2011·福建卷）化学兴趣小组对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行以下探究：

查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生。

I．摩擦剂中氢氧化铝的定性检验

取适量牙膏样品，加水充足搅拌、过滤。

（1）往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是________。

（2）往（1）所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸。观察的现象是_____。

Ⅱ．牙膏样品中碳酸钙的定量测定

利用下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO₃沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。

依据实验过程回答下列问题：

（3）实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有：___________。

（4）C中反应生成BaCO₃的化学方程式是______________________________。

（5）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是___________________（填标号）。

a．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO₂气体

b．滴加盐酸不宜过快

c．在A～B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置

d．在B～C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置

（6）实验中准确称取8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO₃平均质量为3.94g。则样品中碳酸钙的质量分数为________。

（7）有人认为不必测定C中生成的BaCO₃质量，只要测定装置C在吸收CO₂前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是__________。

解析：

（1）氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式书写，要求基础，Al(OH)₃^＋OH^－＝[Al(OH)₄]^－或Al(OH)₃＋OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O。

（2）生成的是NaAlO₂溶液，通入CO₂气体有Al(OH)₃白色沉淀生成，并且生成NaHCO₃，加入盐酸有CO₂气体产生、Al(OH)₃沉淀溶解。学生完整描述实验现象要比较扎实的基本功。

（3）实验过程中需持续缓缓通入空气，把生成的CO₂全部排入C中，使之完全被Ba(OH)₂溶液吸收。这样设问学生经常接触。

（4）CO₂＋Ba(OH)₂═BaCO₃↓＋H₂O，基础简单的方程式书写。

（5）在加入盐酸之前，应排净装置内的CO₂气体，会影响测量，滴加盐酸不宜过快，保证生成的CO₂完全被吸收。在A～B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，因为整个装置中不需要干燥，有水分不会影响CO₂吸收。在B～C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置，C瓶中是足量Ba(OH)₂，可以吸收CO₂中的HCl，而不影响CO₂吸收，所以不需要除去CO₂中的HCl，选c、d。

（6）BaCO₃质量为3.94g，n（BaCO₃）＝0.0200mol，则n（CaCO₃）=0.0200mol，质量为2.00g，则样品中碳酸钙的质量分数为25%。此问计算比较简单。

（7）Ba(OH)₂溶液还吸收了水蒸气、氯化氢气体等，造成质量偏大，所以可以回答B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中。

答案：

（1）Al(OH)₃＋OH^－═[Al(OH)₄]^－或Al(OH)₃＋OH^－═AlO₂^－＋2H₂O

（2）通入CO₂气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体生成、沉淀溶解

（3）把生成的CO₂气体全部排入C中，使之完全被Ba(OH)₂溶液吸收

（4）CO₂＋Ba(OH)₂═BaCO₃↓＋H₂O

（5）c、d

（6）25%

（7）B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中