高中化学磷实验题

(13分)已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用示意图中的装置可以实现该反应。

(1)A中装有Ca(OH)₂和NH₄Cl混合粉末，该反应的化学方程式是
________________________________________________________________________。
(2)B中加入的是碱石灰，其作用是___________________________________________。
(3)实验时在C中观察到的现象是________________________________________，
发生反应的化学方程式是：_____________________________________________。
(4)D中收集到的物质是________，检验该物质的方法和现象是_______________________。

查找资料发现，N₂制取有下列不同方案：
a方案：加热条件下NH₃还原CuO制得纯净的N₂和活性铜粉
ｂ方案：加热NaNO₂和NH₄Cl的浓溶液制得
c方案：将空气缓慢地通过灼热的铜粉制得较纯的N₂
现在实验室有供选择的如下几种仪器来制取N₂

（1）若按方案制N₂时，需要的氨气用生石灰和浓氨水作原料制取，则宜采用上述仪器中的____________（填A、B、C……下同）作NH₃的发生器，要制取并收集N₂，还须选用到的仪器是___________。
（2）写出b方案中反应的化学方程式_________________________
（3）若按方案制取N₂，则氮气中一定混有何种杂质气体 ______________________
（4）上述制N₂的三个方案中，方案结合使用越来越受到人们的关注，这种方法与方案相比，其优越性在于____________。

(14分)欲用浓硝酸法(测定反应后生成气体的量)测定某铜银合金中铜的质量分数。资料表明：①反应中除生成NO₂气体外还有少量的NO生成；②常温下N0₂与N₂O₄混合存在，在低于0℃时几乎只有无色N₂O₄液体或晶体存在。为完成测定并验证有NO生成，有人设计下图实验装置。

(1)实验开始前要先打开A部分的活塞K₁，持续通一段时间的氮气再关闭K₁，这样做的目的是________________________________________________。
(2)装置B瓶的作用是___________________________________________。
(3)A中反应停止后，打开D中的活塞K₂并通人氧气，若反应中确有NO产生，则D中应出现的现象是________________；实验发现，通人氧气温度的高低对实验现象有较大影响，则为了便于观察应通人_______________(填“冷”或“热”)的氧气。
(4)为了减少测量误差，在A中反应完成和D中出现现象后，还应继续进行的操作是： ___________________________________________________。
(5)实验测得下列数据：所用铜银合金质量为15．0 g，浓硝酸的体积为40 mL，浓度为13．5mol·L－1。实验后：A中溶液体积为40mL，H⁺浓度为1.0mol·L－1。若设反应中硝酸既无挥发也无分解，则：
①参加反应的硝酸的物质的量为______________；
②若已测出反应后E装置的生成物含氮元素的质量，则为确定合金中铜的质量分数，还需要测定的数据是__________。
(6)实验中只测定铜的质量分数，不验证NO的产生，则在铜银合金与硝酸反应后，只需简单的实验操作就可以达到目的，请简述实验过程_______________                                  ____。

某化学兴趣小组为验证NO₂的氧化性和NO的还原性，设计了如下装置制取NO₂和NO，并验证其性质：

(1)写出甲中反应的离子方程式：_____________________
乙中的现象是__________________________________________________
可证明NO₂的氧化性；在丙中鼓入空气后的现象是_____________________________________，可证明NO的还原性。
(2)实验前丙中充满水的作用是________________________________________
(用反应的化学方程式和简要文字回答)。
(3)小华对上述实验设计提出了质疑，他认为乙中的现象不足以证明NO₂的氧化性，他的理由是_________________________________________________。
你认为怎样才能准确证明NO₂的氧化性？___________________________
(简要回答出原理和现象即可)。

(12分)化学是一门以实验为基础的学科，试回答以下问题。

（1）选用装置甲、戊制取并收集少量氨气，氨气应从收集装置的      （填“长”或“短”）导管进气，写出利用该装置制备氨气的化学方程式                         。
（2）选用装置乙、丙制备少量一氧化氮气体，乙中塑料板上若放置大理石，则装置乙的作用是              ，丙中产生NO的离子方程式为                   。
（3）二氧化氯(ClO₂)为A1级消毒剂，某研究小组利用丁装置制备ClO₂。
①在烧瓶中放入KClO₃和草酸(H₂C₂O₄)，然后加入足量的稀硫酸，水浴加热。反应生成ClO₂、CO₂和一种酸式盐，则该反应中氧化产物与还原产物物质的量之比为  。
②温度过高时，二氧化氯的水溶液有可能引起爆炸。在反应开始前将烧杯中的水加热到80℃，然后停止加热，并使其保持在60～80℃之间，丁装置中缺少的一种必需的玻璃仪器名称是                      。
③将二氧化氯溶液加入到硫化氢溶液中，加入少量的稀盐酸酸化过的氯化钡溶液，发现有白色沉淀生成，该沉淀的化学式为              。

请分析回答某同学在探究浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸分别与铜反应的实验中发现的有关问题。
Ⅰ.探究上述四种酸的氧化性相对强弱及其与铜反应的还原产物的性质
(1)分别向盛有等量铜片的四支试管中加入等体积的浓硫酸、稀硫酸、浓硝酸、稀硝酸,实验结果记录如下表:

	酸	实验结果
a	浓硫酸	加热后发生反应,产生无色刺激性气体
b	稀硫酸	加热也不发生反应
c	浓硝酸	不加热即发生反应,产生红棕色气体
d	稀硝酸	微热发生反应,产生无色气体

 
①由上表中实验结果,四种酸的氧化性由强到弱的顺序是　。 
②由上表可知,铜与稀硫酸在加热条件下不反应,但若同时通入O₂,铜片能逐渐溶解,溶液变为蓝色。写出该反应的化学方程式:                   　。 
(2)先将铜与浓硫酸反应产生的气体X持续通入如图所示装置中,一段时间后再将铜与浓硝酸产生的气体Y也持续通入该装置中,则整个过程中可观察到的现象包括　　　(填字母)。 

A.通入X气体后产生白色沉淀
B.通入X气体后溶液无明显现象
C.通入Y气体后产生沉淀
D.通入Y气体后沉淀溶解
E.通入Y气体后溶液中无明显现象
由此可得到的结论是　　　(填字母)。 
A.硝酸的酸性比硫酸强
B.H₂SO₃的酸性比盐酸强
C.HNO₃能氧化H₂SO₃(或SO₂)
D.BaSO₄既不溶于水也不溶于HNO₃溶液
Ⅱ.如图是某同学探究铜与稀硝酸反应的还原产物的实验装置图,请回答下列问题:

(1)写出铜与稀硝酸反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　。 
(2)已知装置气密性良好,请简述利用该装置证明铜与稀硝酸反应生成的气体产物是NO的操作过程:                                          。

某研究性学习小组的同学利用下图来验证一定质量的铜银合金完全溶解于浓硝酸时生成的气体除NO₂外还含有NO，并测定合金中铜的质量分数，已知常温下NO₂和N₂O₄混合存在，在低于0℃时几乎只有无色的N₂O₄晶体。

（1）写出A中铜与硝酸反应的一个化学方程式               ；
（2）C装置的作用是                 ；
（3）反应结束后，打开活塞K₂，并通入O₂，若实验中有NO产生，则在D中可观察到的现象是                                         ；
（4）反应前要先打开活塞K₁持续通入一段时间的N₂，其理由是             ；
（5）利用A装置中反应后的溶液还可确定铜的质量分数，方法是：取出A中反应后的溶液，先向其中加入足量的                                                       溶液，然后再进行           ，           ，          ，          。（填操作名称）

在浓CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂，可以制得纳米级碳酸钙（粒子直径在1~10nm之间）．下图所示A~E为实验室常见的仪器装置（部分固定夹持装置略去），请根据要求回答问题．

（1）实验室制取、收集干燥的NH₃，需选用上述仪器装置的接口连接顺序是（选填字母）：a接    ，    接    ，    接h；
（2）向浓CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂气体制纳米级碳酸钙时，应先通入的气体是           ，试写出制纳米级碳酸钙的离子方程式                   ；
（3）在浓CaCl₂溶液和NH₃用量正确的情况下，CO₂不足或过量都会导致纳米级碳酸钙产量下降，若CO₂过量溶液中大量存在的离子有（不考虑弱电解质的电离和盐类水解产生的少量离子）_____________________________,
（4）取反应后去除CaCO₃的溶液分别做以下实验，下列实验判断合理的是：_________．

A．滴加少量Na2CO3溶液，若有沉淀说明CO2一定不足．

B．滴加少量盐酸，若有气泡，CO2一定过量．

C．测量溶液pH,若小于7，CO2一定过量

D．滴加少量BaCl2溶液，若无沉淀，CO2一定没有过量．

（5）试设计简单的实验方案，判断所得碳酸钙样品颗粒是否为纳米级             ．

某课外活动小组在实验室用下图的一些装置组合后，快速制取氨并验证氨的某些性质，同时收集少量纯净氮气，请回答：

（1）写出用熟石灰和氯化铵反应制氨气的化学方程式                                           
(2) 本实验进行一断时间后，观察到加热的硬质玻璃试管内黑色氧化铜粉末转为红色，盛无水硫酸铜的干燥管内出现蓝色，并且在最后的出气导管处收集到纯净、干燥的氮气。根据这些现象，写出在硬质玻璃试管内发生反应的化学方程式：                      ,这个反应说明氨气具有____(填编号：A、碱性；B、还原性；C、氧化性； D、不稳定性)
(3) 洗气瓶中盛浓硫酸的主要作用是__________________
(4) 在最后的出气的导管口收集干燥、纯净的氮气，收集方法是：___________
(填编号：A、排气法  B、排水法  C、用气囊收集)
（5）装置E的作用是_______________。装置F验证的气体是___________。

某同学在学习硝酸与硫酸时，对两种酸与铜的反应情况进行研究，试完成下列各题。
（1）在甲、乙两个烧杯中，分别装入40mL浓度均为2mol·L^－1的稀硫酸和稀硝酸，并向其中各加入 4g束状铜丝，观察现象，试完成下列实验报告：

（2）充分反应后，将甲、乙烧杯混合，再使之充分反应，最终所得溶液溶质为____     ，剩余固体总质量为           g
（3）若甲中硫酸溶液体积V（V>40mL）可变，其余数据不变，则：
①当甲、乙烧杯混合充分反应后，溶液中只有一种溶质时，V=____    mL，若要将溶液中的Cu²⁺沉淀完全，应加NaOH使溶液的pH至少为____     。已知K_sP[Cu（OH）₂]=2.2×l0^－20,1g=0.7）
②能否通过硫酸溶液体积的改变，使铜丝在甲、乙烧杯混合充分反应后完全溶解? 试写出推理过程________                                      。

某校课外活动小组为探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO，设计了下列实验。图中K为止水夹，F是装有一半空气的注射器，其中加热装置和固定装置均已略去。

请回答有关问题：
（1）设计装置A的目的是_______________________。
（2）当完成装置A的实验目的后，关闭K，再将装置B中的铜丝插入稀硝酸。B中反应的离子方程式是____________________________。
（3）将F中的空气推入E中，证明NO存在的实验现象是_______________，此过程发生反应的化学方程式是____________________。
（4）装置D中溶液的作用是________________。

硝酸是氧化性酸，其本质是NO₃^－有氧化性，某课外实验小组进行了下列有关NO₃^－氧化性的探究（实验均在通风橱中完成）。
（1）实验Ⅰ中，铝片作________（填“正”或“负”）极。液面上方产生红棕色气体的化学方程式是________。
（2）实验Ⅱ中电流计指针先偏向右边后偏向左边的原因是________。

查阅资料：活泼金属与1 mol·L^-1稀硝酸反应有H₂和NH₄⁺生成，NH₄⁺生成的原理是产生H₂的过程中NO₃^－被还原。
（3）用上图装置进行实验Ⅲ：溶液X为1 mol·L^-1稀硝酸溶液，观察到电流计指针向  右偏转。
① 反应后的溶液中含NH₄⁺。实验室检验NH₄⁺的方法是________。
② 生成NH₄⁺的电极反应式是________。
（4）进一步探究碱性条件下NO₃^－的氧化性，进行实验Ⅳ：

① 观察到A中有NH₃生成，B中无明显现象。A、B产生不同现象的解释是________。
②A中生成NH₃的离子方程式是________。
（5）将铝粉加入到NaNO₃溶液中无明显现象，结合实验Ⅲ和Ⅳ说明理由____________。

NH₃是重要的化工原料。
（1）用NH₄Cl和Ca(OH)₂制备NH₃，反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为       。

（2）某学生用下图装置对NH₃与NaClO的反应进行实验探究：

操作	现象
	液面上方出现白雾

资料：氨和次氯酸钠溶液反应能生成肼。肼常温下是无色液体，沸点：113℃，与水混溶，它的水溶液是一种二元弱碱。
①向水中持续通入NH₃，未观察到白雾。推测现象中的白雾由N₂H₄小液滴形成，进行实验：用湿润的红色石蕊试纸检验白雾，试纸变蓝。该实验不能判断白雾中含有N₂H₄，理由是               。
②进一步实验确认了A中生成了N₂H₄。写出A中反应的化学方程式（N₂不参与反应）      ；此反应中若有5.6L氨气（标准状况下）参加反应，则转移电子的数目为_______。

某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。甲同学设计了图1装置，认为若有红棕色气体产生就说明碳与浓硝酸发生了反应。
（1）乙同学认为甲同学的结论是错误的，他的理由是                          (用化学方程式表示)，所以他认为应该检验          (填化学式)的产生来证明碳与浓硝酸反应。为此乙同学查阅相关资料得知“0℃时四氧化二氮为液体”，从而改进了实验装置如图2所示。

（2）为了减少干扰，对于A装置有下面4种操作方案，其中最合理的是（填写数字序号）       。
①将炭与浓硝酸一同放在装置中加热；②先加热浓硝酸，然后将炭投入其中；
③先加热炭，再加入冷浓硝酸；     ④先加热炭，再将炭投入冷浓硝酸。
（3）请用平衡移动原理解释B装置的作用                                    。
（4）C装置中出现的现象是                                               ，经检测C的溶液中还含有少量氮元素，只以NO₃^－形式存在，写出生成该离子的化学方程式                           。

某化学课外活动小组在实验室设计了如图所示的实验装置，进行“氨的催化氧化”实验。

(1)A处是气体发生装置，A中所用的试剂只能从下列物质中选取：
①硝酸铵；②碳酸铵；③碳酸氢铵；④氯化铵；⑤熟石灰；⑥氢氧化钠。
若A中制取气体时只用了一种药品，则该药品可以是       (填选项编号)，在只用一种药品制取氨气时，图中空白处所需仪器应为       (选填下列仪器编号，固定装置省略)。


(2)该装置补充完整后，仍然存在一定的缺陷，试从安全与环保的角度来考虑，对该装置进行改进：
①                               ；
②                               。
(3)按照改进后的装置进行实验，请完成以下问题：
①装置B的作用是                               ；
②写出C中发生反应的化学方程式：                               ；
③若A、B处试剂足量，则装置D中可以观察到的实验现象有                               。