高中化学热化学方程式实验题

肼是重要的化工原料。某探究小组利用下列反应制取水合肼(N₂H₄·H₂O)：CO(NH₂)₂＋2NaOH＋NaClO＝Na₂CO₃＋N₂H₄·H₂O＋NaCl。

实验一：制备NaClO溶液
（1）将氯气通入到盛有NaOH溶液的锥形瓶中，锥形瓶中发生反应的离子方程式为________________。
实验二：制取水合肼(实验装置如图所示)
控制反应温度，将分液漏斗中的溶液缓慢滴入三颈烧瓶中，充分反应。加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液，收集108～114 ℃馏分。(已知：N₂H₄·H₂O＋2NaClO===N₂↑＋3H₂O＋2NaCl)
（2）仪器X的名称是___________；分液漏斗中的溶液是___________(填“A”或“B”)；
A．NaOH和NaClO混合溶液
B．CO(NH₂)₂溶液
选择的理由是_____________________________。
实验三：测定馏分中水合肼的质量分数
水合肼具有还原性，被氧化生成氮气。测定水合肼的质量分数可采用下列步骤：
a．称取馏分5.000 g，加入适量NaHCO₃固体，经稀释、转移、定容等步骤，配制250 mL溶液。
b．移取25.00 mL溶液于锥形瓶中，加入10 mL水，摇匀。
c．用0.2000 mol·L^－1碘溶液滴定至溶液出现微黄色且半分钟内不消失，滴定过程中，溶液的pH保持在6.5左右。记录消耗碘的标准溶液的体积。
d．进一步操作与数据处理。
（3）水合肼与碘溶液反应的化学方程式为_________________________________；
测定过程中，NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，原因是______________________。
（4）滴定时，碘的标准溶液盛放在___________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中；若三次滴定消耗碘的标准溶液的平均体积为18.00 mL，则馏分中水合肼(N₂H₄·H₂O)的质量分数为________(保留三位有效数字)。

肼是重要的化工原料。某探究小组利用下列反应制取水合肼（N₂H₄·H₂O）。
CO(NH₂) ₂+ 2NaOH + NaClO = Na₂CO₃ + N₂H₄·H₂O + NaCl
实验一： 制备NaClO溶液
（1）将氯气通入到盛有NaOH的锥形瓶中，锥形瓶中发生反应的离子方程式是_______________；
实验二： 制取水合肼（实验装置如图所示）

控制反应温度，将分液漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中，充 分反应。加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液，收集108~114℃馏分。
（已知：N₂H₄·H₂O + 2NaClO ＝ N₂↑ + 3H₂O + 2NaCl）
（2）分液漏斗中的溶液是            （填标号A或B）；
A．NaOH和NaClO混合溶液
B．CO (NH₂) ₂溶液
选择的理由是                           ；
实验三： 测定馏分中肼含量
水合肼具有还原性，可以生成氮气。测定水合肼的质量分数可采用下列步骤：
a．称取馏分5.000g，加入适量NaHCO₃固体，经稀释、转移、定容等步骤，配制250mL溶液。
b．移取25.00 mL于锥形瓶中，加入10mL水，摇匀．
c．用0.2000mol/L碘溶液滴定至溶液出现微黄色且半分钟内不消失，滴定过程中，溶液的pH保持在6.5左右。记录消耗碘的标准液的体积。
d．进一步操作与数据处理
（3）水合肼与碘溶液反应的化学方程式                        ；滴定过程中，NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，原因是
（4）滴定时，碘的标准溶液盛放在               滴定管中（选填：“酸式”或“碱式”） ；若本次滴定消耗碘的标准溶液为18.00mL，馏分中水合肼（N₂H₄·H₂O）的质量分数
为            （保留三位有效数字）；
（5）为获得更可靠的滴定结果，步骤d中进一步操作主要是：                 。

某化学兴趣小组设计如下流程，从酸性工业废液(含H⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Cr³⁺、SO₄²⁻)中提取铬．

有关数据如表：

化合物	Mg(OH)2	Al(OH)3	Cr(OH)3
完全沉淀的PH	10.5	4.3	5.3
开始溶解的pH	--	7.8	9.2
Ksp近似值	10^-12	10^-14	10^-31

回答下列问题：
（1）步骤①所得滤液可用于制取MgSO₄•7H₂O，酸性工业废液中加入适量氧化铝的作用是____。
（2）若酸性废液中c(Mg²⁺)=0.1mol/L，为达到步骤①的实验目的，则废液的pH应保持在_______范围（保留小数点后l位）。
（3）步骤②中生成NaCrO₂ 的离子方程式为_____________。
（4）步骤④中反应的离子方程式为________________。
（5）步骤⑤在空气中充分灼烧的目的是__________________，可选用的装置是________。(填序号)

（6）步骤⑦中发生的化学反应方程式为____________________________。

某化学兴趣小组利用某废弃的氧化铜锌矿制取活性ZnO，实验流程如下：

请回答下列问题：
（1）氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS，在H₂SO₄的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，则相同温度下：K_sp(CuS)__________ K_sp(ZnS)(选填“＞”“＜”或“=”)．
（2）甲、乙两同学选用下列仪器，采用不同的方法制取氨气。

①甲同学使用的药品是熟石灰与氯化铵，则应选用装置__________(填写装置代号)
②乙同学选用了装置B，则使用的两种药品的名称为_________。
（3）沉淀过程需降温冷却的原因为                       、                        。
（4）除铁后得到的Fe(OH)₃可用KClO溶液在碱性环境将其氧化得到一种高效的多功能水处理剂--K₂FeO₄，写出该反应的离子方程式                          。

人体血液里Ca²⁺离子的浓度一般采用g/cm³来表示。抽取一定体积的血样，加适量的草酸铵［(NH₄)₂C₂O₄］溶液，可析出草酸钙(CaC₂O₄)沉淀，将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得一种弱酸草酸(H₂C₂O₄)，再用KMnO₄溶液滴定即可测定血液样品中Ca²⁺的浓度。某研究性学习小组设计如下实验步骤测定血液样品中Ca²⁺的浓度：
【配制KMnO₄标准溶液】下图是配制50mLKMnO₄标准溶液的过程示意图。

（1）上述过程中有两处错误，请你观察图示判断其中不正确的操作是（填序号）____________；
（2）如果按照图示的操作配制溶液，所得的实验结果将____________（填偏大或偏小）。
【测定血液样品中Ca²⁺的浓度】抽取血样20.00mL，经过上述处理后得到草酸，再用酸化的0.020mol/L KMnO₄溶液滴定，使草酸转化成CO₂逸出，这时共消耗12.00mL KMnO₄溶液。
（3）滴定时高锰酸钾需要酸化，从括号中选择酸化高锰酸钾溶液所用的酸（硫酸、盐酸、硝酸）         ，确定反应达到终点的现象_____________________________。
（4）写出草酸跟酸性KMnO₄溶液反应的离子方程式为：                      ；反应中若转移0.2mol 电子生成标准状况下CO₂气体的体积为        L。
（5）根据所给数据计算血液样品中Ca²⁺离子的浓度为________mg/cm³。

某科研小组探究工业废Cu粉（杂质含有SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃中的一种或几种）的组成并制备少量CuSO₄·5H₂O，实现废物综合利用，实验过程如下：
过程Ⅰ：

（1）废Cu粉中一定含有的杂质是                   （填化学式）
（2）写出过程②发生反应的离子方程式：                                。
过程Ⅱ：

（3）综合过程Ⅰ、II，计算废Cu粉中各成分的质量之比是        （化为最简整数比）
过程Ⅲ：已知25℃时：

电解质	Cu(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
溶度积（Ksp）	2.2×10^－20	8.0×10^－16	4.0×10^－38
开始沉淀时的pH	5.4	6.5	3.5
完全沉淀时的pH	6.4	9.6	4.0

（4）在Ⅱ中所得蓝色溶液中加入一定量的H₂O₂溶液，调节溶液的pH范围为          ，然后过滤、结晶，可得CuSO₄·5H₂O。
（5）下列与 Ⅲ方案 相关的叙述中，正确的是                （填字母）。
A．H₂O₂是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B．将Fe²⁺ 氧化为Fe³⁺ 的主要原因是Fe(OH)₂沉淀比Fe(OH)₃沉淀较难过滤
C．调节溶液pH选择的试剂可以是氢氧化铜或氧化铜
D．在pH＞4的溶液中Fe³⁺一定不能大量存在

某碳素钢锅炉内水垢的主要成分是碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁、铁锈、二氧化硅等。水垢会形成安全隐患，需及时清洗除去。清洗流程如下：
Ⅰ．加入NaOH和Na₂CO₃混合液，加热，浸泡数小时；
Ⅱ．放出洗涤废液，清水冲洗锅炉，加入稀盐酸和少量NaF溶液，浸泡；
Ⅲ．向洗液中加入Na₂SO₃溶液；
Ⅳ．清洗达标，用NaNO₂溶液钝化锅炉。
（1）用NaOH溶解二氧化硅的化学方程式是         。
（2）已知：
20℃时溶解度/g

CaCO3	CaSO4	Mg（OH)2	MgCO3
1.4×10^-3	2.55×10^-2	9×10^-4	1.1×10^-2

根据数据，结合化学平衡原理解释清洗CaSO₄的过程            。
（3）在步骤Ⅱ中：
① 被除掉的水垢除铁锈外，还有                       。
② 清洗过程中，溶解的铁锈会加速锅炉腐蚀，用离子方程式解释其原因             。
（4）步骤Ⅲ中，加入Na₂SO₃的目的是                    。
（5）步骤Ⅳ中，钝化后的锅炉表面会覆盖一层致密的Fe₂O₃保护膜。
① 完成并配平其反应的离子方程式：

②下面检测钝化效果的方法合理的是       。
a. 在炉面上滴加浓H₂SO₄，观察溶液出现棕黄色的时间
b. 在炉面上滴加酸性CuSO₄溶液，观察蓝色消失的时间
c. 在炉面上滴加酸性K₃[Fe（CN)₆]溶液，观察出现蓝色沉淀的时间
d. 在炉面上滴加浓HNO₃，观察出现红棕色气体的时间

工业废渣、废水回收利用是重要研究课题。下面流程是生产食用香料正丁酸乙酯的工厂废水（含乙醇、正丁酸乙酯、正丁酸、乙醚和大量无机悬浮物）联合利用电子工业废料（含SiO₂和Cu₂(OH)₂CO₃）回收铜的工艺设计。

回答下列问题：
（1）初沉加入的试剂是明矾，写出参与净水的离子的水解方程式：                  。
（2）固体X的成分是            ，反应I的化学反应方程式                     。
（3）试剂Y为           ；加快反应II速率的措施有（任写一条）                  。
（4）反应Ⅲ的离子方程式为：                                                  。
（5）硅胶在生活与生产中用途广泛，写出其中一种用途                            。

(14分)某研究性学习小组用下图装置进行SO₂与FeCl₃溶液反应的相关实验(夹持装置已略去)。

（1）在配制氯化铁溶液时，需先把氯化铁晶体溶解在________中，再加水稀释。
（2）组装仪器按气流方向正确的连接顺序是a接____，____接____，____接____。
（3）烧杯中倒置漏斗的作用是______________________________________。
（4）往FeCl₃溶液中通入足量SO₂时，观察到的现象为_______________________。
（5）根据以上现象，该小组同学认为SO₂与FeCl₃溶液发生了氧化还原反应。
①写出SO₂与FeCl₃溶液反应的离子方程式：___________________________；
②请设计实验方案检验有Fe^2＋生成：__________________________________；
③该小组同学向盛装FeCl₃试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl₂溶液，若出现白色沉淀，即可证明反应生成了SO₄^2-。该做法不合理，理由是_________________

（共14分）乳酸亚铁（[CH₃CH(OH)COO]₂Fe·3H₂O，Mr=288）是一种常用的补铁剂，可通过乳酸与碳酸亚铁反应制得：CH₃CH(OH)COOH+FeCO₃+2H₂O→[CH₃CH(OH)COO]₂Fe·3H₂O+CO₂↑。
已知FeCO₃易被氧化：4FeCO₃+6H₂O+O₂=4Fe(OH)₃+4CO₂
某兴趣小组用FeCl₂（用铁粉和稀盐酸制得）和NH₄HCO₃制备FeCO₃的装置示意图如下：

回答下列问题：
（1）NH₄HCO₃盛放在装置    中(填字母)，该装置中涉及的主要反应的离子方程式     _
（2）将生成的FeCl₂溶液和NH₄HCO₃溶液混合时的操作是     _
（3）将制得的FeCO₃加入到足量乳酸溶液中，再加入少量铁粉，75℃下搅拌反应。铁粉的作用是       。反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是     _
（4）该兴趣小组用KMnO₄法测定样品中亚铁含量进而计算产品中乳酸亚铁的质量分数，发现产品的质量分数总是大于100%，其原因可能是    。
经查阅文献后，该兴趣小组改用铈（Ce）量法测定产品中Fe²⁺的含量。取2.880g产品配成100mL溶液，每次取20.00mL，进行必要处理，用0.1000mol·L^-1Ce(SO₄)₂标准溶液滴定至终点，平均消耗Ce(SO₄)₂ 19.70mL。滴定反应如下：
Ce⁴⁺+Fe²⁺=Ce³⁺+Fe³⁺
则产品中乳酸亚铁的质量分数为     _

以铝灰（主要成分为Al、Al₂O₃，另有少量CuO、SiO₂、FeO和Fe₂O₃杂质）为原料，可制得液体聚合氯化铝 [Al_m(OH)_nCl_3m—n]，生产的部分过程如下图所示（部分产物和操作已略去）。

（1）Al₂O₃与盐酸反应的离子方程式是_____________________。
（2）滤渣I是__________。滤渣2为黑色，该黑色物质的化学式是___________。
（3）向滤液2中加入NaClO溶液至不再产生红褐色沉淀，此时溶液的pH约为3.7。其中NaClO的作用是___________。该过程发生反应的离子方程式为______________。
（4）将滤液3的pH调至4.2～4.5，利用水解反应得到液体聚合氯化铝。该反应的化学方程式为_____________________。
（5）Na₂S溶液呈碱性的原因是________（用离子方程式表示）。该溶液中c(Na^＋)＝________。

(13分)重铬酸钾是一种重要的氧化剂，工业上常用铬铁矿(主要成分为FeO·Cr₂O₃、SiO₂、Al₂O₃)为原料生产。实验室模拟工业法用铬铁矿制重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)的主要工艺如下：

试回答下列问题：
（1）以上工艺流程所涉及元素中属于过渡元素的有      。铁在周期表的位置是       。
（2）操作Ⅱ的名称是              。
（3）固体X的主要成分是___________，沉淀Y的主要成分是            。
（4）流程中①酸化所用的酸和②钾盐Z最合适的是(填符号)________，

A．盐酸和氯化钾	B．硫酸和氯化钾
C．硫酸和硫酸钾	D．次氯酸和次氯酸钾

酸化反应的离子方程式为                               。
（5）FeO·Cr₂O₃与氯酸钾、氢氧化钠高温反应化学方程式：                        。

(14分)以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr₂O₃ ，含有Al₂O₃、SiO₂等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(红矾钠的主要成分为重铬酸钠:Na₂Cr₂O₇·2H₂O),其主要工艺流程如下：

查阅资料得知:
i.常温下，NaBiO₃不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr³⁺转化为CrO₄^2－。
ii.

物质	开始沉淀的pH值	完全沉淀的pH值
Fe(OH)3	2.7	3.7
Al(OH)3	3.4	4.4
Cr (OH)3	4.6	5.9
Fe(OH)2	7.5	9.7
Bi(OH)3	0.7	4.5

回答下列问题:
（1）反应之前先将矿石粉碎的目的是                 。
（2）操作I、III、IV用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和__________（填仪器名称）。
（3）写出④反应的离子反应方程式                           。
（4）⑤中酸化是使CrO₄^2－转化为Cr₂O₇^2－，写出该反应的离子方程式            。
（5）将溶液H经过下列操作，蒸发浓缩，__________，过滤，洗涤，干燥即得红矾钠。
（6）取一定质量的固体D溶解于200mL的硫酸中，向所得溶液中加入5mol/L的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量n与加入NaOH溶液的体积V关系如图所示，则硫酸的浓度为         ，固体D中含Fe化合物的物质的量为          。

下图为中学化学实验中的常见实验装置

（1）装置A可用于制备多种气体，请写出用A装置制备下列气体时，圆底烧瓶和分液漏斗中应装的化学试剂

气体	O2	CO2	HCl
试剂

（2）装置B可用于收集多种气体,若要用于收集Cl₂,则进气管为________；若要收集CO，简述用装置B收集CO的方法________________________________
（3）现要用上述装置制取Cl₂,并设计实验比较Cl₂和I₂的氧化性强弱,请在表格内依次填上所需的装置和试剂（可不填满）

装置	该装置中反应的离子方程式

 

亚氯酸钠（NaClO₂ ）是一种高效漂白剂和强氧化剂。某兴趣小组以NaClO₃制取ClO₂气体，再由ClO₂制得NaClO₂，实验装置如下：

回答下列问题：
（1）用NaOH固体配制约20%的NaOH溶液100mL，需要的仪器有烧杯、玻璃棒、    、    。
（2）实验须使NaClO₃稍微过量，目的是           。
（3）为使ClO₂气体能被均匀、充分吸收，操作时应注意            。
（4）NaOH吸收ClO₂尾气，生成物质的量之比为1:1的两种阴离子，一种为ClO₂^—，则另一种为       。
（5）B中反应的离子方程式为             。
（6）证明NaClO₂具有氧化性的方法是：将B中溶液加热除去H₂O₂，加入        （填序号，下同）酸化，再加入         检验。
①稀HNO₃ 
②稀H₂SO₄ 
③K₂SO₃溶液 
④BaCl₂溶液 
⑤FeCl₂溶液 
⑥KSCN溶液
（7）预计NaClO₃转化为NaClO₂的转化率为80%，若要制得28.9 g NaClO₂·3H₂O（式量：144.5），至少需          g NaClO₃（式量：106.5）。