高中化學實驗設計與改進專項卷2025版：實驗原理與操作技巧詳解一、選擇題要求：本題共10小題，每小題2分，共20分。請從每小題的四個選項中選擇一個正確答案。1.下列實驗中，不能直接觀察到的現象是（）A.鐵絲在氧氣中燃燒B.碘升華C.氫氧化鈉固體溶于水放熱D.氯化鈉溶于水后溶液導電2.在實驗室中，下列實驗操作不正確的是（）A.將酒精燈的火焰調至外焰B.在試管中加入液體時，先傾斜試管，再緩慢加入C.在加熱液體時，試管口應朝向沒有人的地方D.在稀釋濃硫酸時，將濃硫酸緩緩注入水中，并用玻璃棒攪拌3.下列物質中，屬于電解質的是（）A.氫氣B.氯化鈉C.水蒸氣D.硅4.下列實驗中，不能實現的是（）A.用石蕊試紙檢驗二氧化碳B.用酚酞試液檢驗氫氧化鈉C.用氫氧化鈉溶液檢驗氯氣D.用銀氨溶液檢驗葡萄糖5.下列實驗中，不能得到白色沉淀的是（）A.硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應B.氯化鋇溶液與硫酸鈉溶液反應C.硫酸鋅溶液與氫氧化鈉溶液反應D.碳酸鈣與鹽酸反應6.下列實驗中，不能得到無色溶液的是（）A.氯化鈉溶液與氫氧化鈉溶液反應B.硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應C.氯化鋇溶液與硫酸鈉溶液反應D.碳酸鈣與鹽酸反應7.下列實驗中，不能得到氫氣的是（）A.鋅與稀硫酸反應B.鐵與稀鹽酸反應C.銅與稀硫酸反應D.鋁與稀鹽酸反應8.下列實驗中，不能得到沉淀的是（）A.硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應B.氯化鋇溶液與硫酸鈉溶液反應C.氯化鐵溶液與氫氧化鈉溶液反應D.碳酸鈣與鹽酸反應9.下列實驗中，不能得到氣體的是（）A.鋅與稀硫酸反應B.鐵與稀鹽酸反應C.銅與稀硫酸反應D.鋁與稀鹽酸反應10.下列實驗中，不能得到無色溶液的是（）A.氯化鈉溶液與氫氧化鈉溶液反應B.硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應C.氯化鋇溶液與硫酸鈉溶液反應D.碳酸鈣與鹽酸反應二、填空題要求：本題共5小題，每空2分，共10分。請將正確答案填入空格中。11.實驗室中常用的干燥劑有__________、__________、__________等。12.在實驗中，若需要檢驗氫氣是否純凈，可以將氫氣點燃，若火焰呈__________色，說明氫氣純凈。13.在實驗中，若需要檢驗氧氣是否純凈，可以將帶火星的木條伸入集氣瓶中，若木條復燃，說明氧氣純凈。14.在實驗中，若需要檢驗二氧化碳是否被吸收，可以將二氧化碳氣體通入澄清石灰水中，若石灰水變渾濁，說明二氧化碳被吸收。15.在實驗中，若需要檢驗氯氣是否被吸收，可以將氯氣通入飽和食鹽水或氫氧化鈉溶液中，若溶液變渾濁，說明氯氣被吸收。四、簡答題要求：本題共5小題，每小題4分，共20分。請根據所學知識，簡述下列實驗現象及原因。16.為什么在制取氫氣的實驗中，需要使用稀硫酸而不是濃硫酸？17.在實驗室制取氧氣時，為什么需要使用排水法而不是排空氣法？18.在實驗室制取二氧化碳時，為什么需要使用大理石而不是石灰石？19.在實驗室制取氫氧化鐵沉淀時，為什么需要將氫氧化鈉溶液慢慢滴加到硫酸鐵溶液中？20.在實驗室制取氯氣時，為什么需要使用濃鹽酸而不是稀鹽酸？五、實驗操作題要求：本題共2小題，每小題10分，共20分。請根據實驗原理和操作步驟，完成下列實驗操作。21.實驗目的：測定某固體樣品的熔點。實驗原理：固體樣品在加熱過程中，溫度升高，熔化時溫度保持不變。通過測定固體樣品熔化時的溫度，可以確定其熔點。實驗步驟：（1）將固體樣品放入試管中；（2）將試管放入試管夾中；（3）點燃酒精燈，對試管進行加熱；（4）用溫度計測量試管中固體樣品的溫度；（5）當固體樣品熔化時，記錄溫度計的溫度值；（6）關閉酒精燈，停止加熱。22.實驗目的：探究鐵與稀硫酸反應的化學方程式。實驗原理：鐵與稀硫酸反應，生成硫酸亞鐵和氫氣。通過觀察實驗現象，可以驗證反應方程式的正確性。實驗步驟：（1）將鐵片放入燒杯中；（2）向燒杯中加入適量的稀硫酸；（3）用滴管滴加少量高錳酸鉀溶液；（4）觀察實驗現象，記錄氣泡產生的情況；（5）將反應后的溶液過濾，收集固體產物；（6）將固體產物與稀硫酸反應，觀察實驗現象。六、綜合應用題要求：本題共2小題，每小題10分，共20分。請根據實驗原理和所學知識，完成下列綜合應用題。23.實驗室中需要制取一定量的氫氧化鈉溶液，請設計實驗方案，包括實驗原理、實驗步驟和預期結果。實驗原理：氫氧化鈉可以通過電解食鹽水制取。實驗步驟：（1）準備電解裝置，包括電源、電解槽、電極等；（2）將食鹽水倒入電解槽中，加入適量的氫氧化鈉固體；（3）將電極插入食鹽水，接通電源；（4）觀察電解過程，記錄氫氧化鈉的生成量；（5）關閉電源，停止電解；（6）將生成的氫氧化鈉溶液收集到燒杯中，過濾雜質。預期結果：制得一定量的氫氧化鈉溶液。24.實驗室中需要檢驗某固體樣品是否為氧化鐵，請設計實驗方案，包括實驗原理、實驗步驟和預期結果。實驗原理：氧化鐵與稀硫酸反應生成硫酸鐵和水。通過觀察反應現象，可以判斷固體樣品是否為氧化鐵。實驗步驟：（1）將固體樣品放入試管中；（2）向試管中加入適量的稀硫酸；（3）觀察試管中是否有氣泡產生，記錄氣泡產生的情況；（4）將反應后的溶液過濾，收集固體產物；（5）將固體產物與稀硫酸反應，觀察實驗現象；（6）將反應后的溶液過濾，觀察濾液的顏色。預期結果：若試管中有氣泡產生，且固體產物與稀硫酸反應后濾液呈黃色，則固體樣品為氧化鐵。本次試卷答案如下：一、選擇題1.D解析：氫氣是單質，不屬于電解質；氯化鈉在水中可以電離出鈉離子和氯離子，屬于電解質；水蒸氣是水的氣態形式，不屬于電解質；硅是單質，不屬于電解質。2.D解析：在稀釋濃硫酸時，應將濃硫酸緩緩注入水中，并用玻璃棒攪拌，以防止溶液濺出。其他選項中的操作都是正確的。3.B解析：氯化鈉在水中可以電離出鈉離子和氯離子，屬于電解質。4.C解析：氫氧化鈉溶液與氯氣反應生成氯化鈉、水和次氯酸，不能直接檢驗氯氣。5.C解析：硫酸鋅溶液與氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化鋅沉淀和硫酸鈉。6.B解析：硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉，溶液變渾濁。7.C解析：銅與稀硫酸不反應，不能生成氫氣。8.B解析：氯化鐵溶液與氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化鐵沉淀和氯化鈉。9.C解析：銅與稀硫酸不反應，不能生成氫氣。10.B解析：硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉，溶液變渾濁。二、填空題11.堿石灰、無水氯化鈣、硫酸鈉解析：這些物質都具有吸水性，可以用作干燥劑。12.焰心解析：氫氣燃燒時火焰呈淡藍色，焰心呈藍色。13.氧氣解析：氧氣具有助燃性，可以使帶火星的木條復燃。14.澄清石灰水變渾濁解析：二氧化碳與澄清石灰水反應生成碳酸鈣沉淀，使石灰水變渾濁。15.溶液變渾濁解析：氯氣與氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、水和次氯酸，使溶液變渾濁。四、簡答題16.因為濃硫酸具有強烈的腐蝕性，會腐蝕試管；而稀硫酸與鋅反應速率適中，不會導致反應過快或過慢。17.因為氧氣密度比空氣大，排空氣法會導致氧氣留在集氣瓶中，影響氧氣的收集；而排水法可以將氧氣收集在集氣瓶中。18.因為大理石中的碳酸鈣含量比石灰石高，更容易與鹽酸反應生成二氧化碳。19.因為氫氧化鈉溶液與硫酸鐵反應速率較快，若一次性加入過多，會導致反應過快，不利于觀察反應現象。20.因為濃鹽酸中的氯化氫濃度較高，更容易與氧化劑反應生成氯氣。五、實驗操作題21.實驗步驟：（1）將固體樣品放入試管中；（2）將試管放入試管夾中；（3）點燃酒精燈，對試管進行加熱；（4）用溫度計測量試管中固體樣品的溫度；（5）當固體樣品熔化時，記錄溫度計的溫度值；（6）關閉酒精燈，停止加熱。22.實驗步驟：（1）將鐵片放入燒杯中；（2）向燒杯中加入適量的稀硫酸；（3）用滴管滴加少量高錳酸鉀溶液；（4）觀察實驗現象，記錄氣泡產生的情況；（5）將反應后的溶液過濾，收集固體產物；（6）將固體產物與稀硫酸反應，觀察實驗現象。六、綜合應用題23.實驗方案：實驗原理：氫氧化鈉可以通過電解食鹽水制取。實驗步驟：（1）準備電解裝置，包括電源、電解槽、電極等；（2）將食鹽水倒入電解槽中，加入適量的氫氧化鈉固體；（3）將電極插入食鹽水，接通電源；（4）觀察電解過程，記錄氫氧化鈉的生成量；（5）關閉電源，停止電解；（6）將生成的氫氧化鈉溶液收集到燒杯中，過濾雜質。預期結果：制得一定量的氫氧化鈉溶液。24.實驗方案：實驗原