2026年化學(xué)實驗設(shè)計與操作實踐題庫一、實驗方案設(shè)計題（共3題，每題20分）1.題目：某化工廠排放的廢水中含有少量Cr2?和Hg2?，需要設(shè)計一套實驗方案進行分離與回收。要求：（1）簡述Cr2?和Hg2?的化學(xué)性質(zhì)差異，并說明選擇分離方法的依據(jù)；（2）設(shè)計具體的實驗步驟，包括試劑選擇、反應(yīng)原理和操作要點；（3）若回收的Cr和Hg需達到工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)，簡述后續(xù)純化步驟。2.題目：某地土壤中重金屬Pb2?污染嚴(yán)重，需設(shè)計實驗驗證土壤中Pb2?的遷移規(guī)律。要求：（1）設(shè)計實驗方案，測定不同pH條件下Pb2?的浸出率；（2）說明實驗中關(guān)鍵試劑的選擇（如EDTA、HCl等）及其作用；（3）分析實驗數(shù)據(jù)時需考慮哪些影響因素，并提出改進建議。3.題目：某制藥廠產(chǎn)生的有機廢液中含有少量對環(huán)境有害的鹵代烴（如CH?ClCH?Cl），需設(shè)計實驗進行檢測與降解。要求：（1）設(shè)計氣相色譜法檢測鹵代烴的實驗步驟，包括色譜柱選擇、流動相和檢測器設(shè)置；（2）若采用Fenton氧化法降解該廢液，簡述實驗操作流程和原理；（3）討論實驗中可能存在的安全風(fēng)險及防范措施。二、實驗操作題（共5題，每題15分）1.題目：某實驗需要制備0.1mol/L的Na?CO?標(biāo)準(zhǔn)溶液，請回答以下問題：（1）簡述稱量Na?CO?固體時的注意事項；（2）若需標(biāo)定該溶液的濃度，可選用哪種基準(zhǔn)物質(zhì)？簡述操作步驟；（3）指出實驗中可能影響濃度的誤差來源。2.題目：某實驗需要分離混合物中的苯酚和苯胺，請回答以下問題：（1）簡述二者的化學(xué)性質(zhì)差異，并說明選擇萃取法的依據(jù)；（2）設(shè)計具體的萃取操作步驟，包括溶劑選擇和分液操作要點；（3）若需進一步純化，可選用哪種方法？簡述原理。3.題目：某實驗需要測定某固體樣品的熔點，請回答以下問題：（1）簡述熔點測定儀的構(gòu)造及工作原理；（2）若樣品為高熔點物質(zhì)（如CaCO?），應(yīng)如何調(diào)節(jié)加熱速率？（3）指出實驗中可能影響熔點測定結(jié)果的誤差來源。4.題目：某實驗需要測定某溶液的pH值，請回答以下問題：（1）簡述pH計的使用步驟，包括電極校準(zhǔn)和測量方法；（2）若測量過程中發(fā)現(xiàn)pH值不穩(wěn)定，可能的原因是什么？如何解決？（3）指出實驗中可能影響pH值測定結(jié)果的誤差來源。5.題目：某實驗需要測定某氣體的溶解度，請回答以下問題：（1）簡述氣液平衡法測定氣體溶解度的原理；（2）設(shè)計具體的實驗步驟，包括氣體收集和體積測定方法；（3）指出實驗中可能影響氣體溶解度測定結(jié)果的誤差來源。三、實驗數(shù)據(jù)處理題（共4題，每題18分）1.題目：某實驗測定某溶液的電導(dǎo)率，得到以下數(shù)據(jù)：|濃度（mol/L）|電導(dǎo)率（μS/cm）||--|-||0.01|34.2||0.02|68.4||0.03|102.6||0.04|136.8|請回答以下問題：（1）繪制電導(dǎo)率-濃度關(guān)系圖，并標(biāo)明坐標(biāo)軸；（2）根據(jù)數(shù)據(jù)計算該溶液的電離度；（3）分析實驗數(shù)據(jù)時需考慮哪些影響因素。2.題目：某實驗測定某固體樣品的粒度分布，得到以下數(shù)據(jù)：|粒徑范圍（μm）|顆粒數(shù)量（個）||--|--||20-40|50||40-60|80||60-80|100||80-100|70|請回答以下問題：（1）繪制粒度分布直方圖，并標(biāo)明坐標(biāo)軸；（2）計算該樣品的平均粒度；（3）分析實驗數(shù)據(jù)時需考慮哪些影響因素。3.題目：某實驗測定某溶液的氧化還原電位，得到以下數(shù)據(jù)：|pH值|氧化還原電位（mV）|||||2|250||4|180||6|110||8|50|請回答以下問題：（1）繪制氧化還原電位-pH關(guān)系圖，并標(biāo)明坐標(biāo)軸；（2）根據(jù)數(shù)據(jù)計算該溶液的能斯特常數(shù)；（3）分析實驗數(shù)據(jù)時需考慮哪些影響因素。4.題目：某實驗測定某固體的吸光度，得到以下數(shù)據(jù)：|濃度（mol/L）|吸光度||--|--||0.01|0.2||0.02|0.4||0.03|0.6||0.04|0.8|請回答以下問題：（1）繪制吸光度-濃度關(guān)系圖，并標(biāo)明坐標(biāo)軸；（2）根據(jù)數(shù)據(jù)計算該固體的摩爾吸光系數(shù)；（3）分析實驗數(shù)據(jù)時需考慮哪些影響因素。四、實驗安全與環(huán)保題（共3題，每題15分）1.題目：某實驗需要使用濃硫酸，請回答以下問題：（1）簡述濃硫酸的化學(xué)性質(zhì)及危害；（2）若不慎濺到皮膚上，應(yīng)如何處理？（3）實驗結(jié)束后，廢液應(yīng)如何處理？2.題目：某實驗需要使用易燃有機溶劑（如乙醚），請回答以下問題：（1）簡述乙醚的化學(xué)性質(zhì)及危害；（2）若實驗室內(nèi)發(fā)生乙醚泄漏，應(yīng)如何處理？（3）實驗結(jié)束后，廢液應(yīng)如何處理？3.題目：某實驗需要使用有毒氣體（如Cl?），請回答以下問題：（1）簡述Cl?的化學(xué)性質(zhì)及危害；（2）若實驗過程中發(fā)生Cl?泄漏，應(yīng)如何處理？（3）實驗結(jié)束后，如何確保氣體排放達標(biāo)？答案與解析一、實驗方案設(shè)計題1.答案：（1）Cr2?為還原性離子，易被氧化為Cr??；Hg2?為兩性離子，可與硫離子生成HgS沉淀。選擇分離方法的依據(jù)是二者化學(xué)性質(zhì)差異（氧化還原性、沉淀條件等）。（2）實驗步驟：①加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至9-10，Cr2?生成Cr(OH)?沉淀，Hg2?仍留在溶液中；②過濾去除Cr(OH)?，濾液加入H?S溶液，Hg2?生成HgS沉淀；③過濾去除HgS，濾液加入Na?CO?溶液，Cr2?生成Cr?O?2?；④蒸發(fā)濃縮，結(jié)晶得到Cr?O?。（3）后續(xù)純化步驟：Cr可加入堿熔法去除雜質(zhì)，Hg可加入活性炭吸附法純化。2.答案：（1）實驗方案：①取土壤樣品，用去離子水浸泡，調(diào)節(jié)pH至5-6（Pb2?浸出率最高）；②過濾浸出液，用原子吸收光譜法測定Pb2?濃度。（2）關(guān)鍵試劑：EDTA（絡(luò)合劑）用于提高Pb2?浸出率；HCl（酸）用于調(diào)節(jié)pH。（3）影響因素：土壤顆粒大小、有機質(zhì)含量、離子強度等；改進建議：增加攪拌時間，優(yōu)化pH條件。3.答案：（1）氣相色譜法步驟：①選擇DB-1色譜柱（非極性），流動相為He（純度>99%）；②檢測器為FID（氫火焰離子化檢測器）。（2）Fenton氧化法步驟：①加入H?O?和Fe2?催化劑；②加熱至40-50℃，反應(yīng)2-3小時；③過濾去除催化劑，蒸餾回收有機物。（3）安全風(fēng)險：H?O?腐蝕性，F(xiàn)e2?氧化性；防范措施：佩戴防護眼鏡和手套，通風(fēng)櫥操作。二、實驗操作題1.答案：（1）稱量注意事項：使用分析天平，稱量瓶干燥，避免吸潮；（2）基準(zhǔn)物質(zhì)：草酸（H?C?O?·2H?O），步驟：滴定Na?CO?溶液，計算濃度；（3）誤差來源：稱量誤差、溶解不完全、溫度影響等。2.答案：（1）萃取法依據(jù)：苯酚與苯胺在有機溶劑中溶解度差異；（2）操作步驟：①加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至10，苯胺生成苯胺鈉鹽，苯酚留在有機層；②分液，有機層用稀酸反萃取，苯胺鈉鹽生成苯胺沉淀；③過濾得到苯胺。（3）進一步純化：重結(jié)晶法。3.答案：（1）熔點測定儀原理：加熱樣品，觀察晶體消失溫度；（2）高熔點物質(zhì)加熱速率：0.5-1℃/min；（3）誤差來源：升溫速率不均、樣品不純等。4.答案：（1）pH計使用步驟：校準(zhǔn)（pH7.00和pH4.00緩沖液），測量時用蒸餾水潤洗電極；（2）pH值不穩(wěn)定原因：電極污染、溶液CO?影響；解決方法：更換電極、攪拌溶液；（3）誤差來源：電極響應(yīng)時間、溶液溫度等。5.答案：（1）原理：氣體在溶劑中達到平衡時，分壓與溶解度成正比；（2）實驗步驟：氣體通入溶液，恒溫測定液面以上氣體分壓；（3）誤差來源：溫度波動、氣體泄漏等。三、實驗數(shù)據(jù)處理題1.答案：（1）電導(dǎo)率-濃度關(guān)系圖（略）；（2）電離度：α=(68.4/34.2)-1=0.100；（3）影響因素：溫度、離子強度等。2.答案：（1）粒度分布直方圖（略）；（2）平均粒度：Σ(粒徑×顆粒數(shù)量)/總數(shù)=66μm；（3）影響因素：樣品混合均勻性、篩分誤差等。3.答案：（1）氧化還原電位-pH關(guān)系圖（略）；（2）能斯特常數(shù)：E=E?-(0.059/pH)logQ；（3）影響因素：電極響應(yīng)時間、溶液離子強度等。4.答案：（1）吸光度-濃度關(guān)系圖（略）；（2）摩爾吸光系數(shù)：ε=ΔA/ΔC=20L·mol?1·cm?1；（3）影響因素：光源穩(wěn)定性、比色皿誤差等。四、實驗安全與環(huán)保題1.答案：（1）濃硫酸危害：強腐蝕性、脫水性；（2）處理方