高中化学磷实验题

氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟工业原理制备氨基甲酸铵，反应的化学方程式如下：
2NH₃(g)+CO₂(g)NH₂COONH₄(s)   ΔH＜0
（1）如用下图装置制取氨气，你所选择的试剂是                   。

（2）制备氨基甲酸铵的装置如下图所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时，停止制备。

注：四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。
①发生器用冰水冷却的原因是：                      、                        。
液体石蜡鼓泡瓶的作用是：                                         。
②从反应后的混合物中分离出产品，为了得到干燥产品，应采取的方法是______   （填写选项序号）。
a．常压加热烘干         b．高压加热烘干        c．真空40 ℃以下烘干
③尾气处理装置如图所示。

双通玻璃管的作用：               ；
浓硫酸的作用：                    、                         。
（3）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品11．73 g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为15．00 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为    。

(14分)半导体生产中常需要控制掺杂，以保证控制电阻率。三氯化磷(PCl₃)是一种重要的掺杂剂。实验室要用黄磷(即白磷)与干燥的Cl₂模拟工业生产制取PCl₃，装置如下图所示:(部分夹持装置略去)

已知黄磷与少量Cl₂反应生成PCl₃，与过量Cl₂反应生成PCl₅  PCl₃遇水会强烈水解生成 H₃PO₃和HC1。遇O₂会生成POCl₃，POCl₃溶于PCl₃，PCl₃、POCl₃的熔沸点见下表：

物质	熔点/℃	沸点/℃
PCl3	-112	75.5
POCl3	2	105.3

请回答下列问题：
（1）A装置中制氯气的离子方程式为                                  。
（2）B中所装试剂是                   ，
E中冷水的作用是                 ，
F中碱石灰的作用是____                 。_
（3）实验时，检査装置气密性后，先打开K₃通入干燥的CO₂，再迅速加入黄磷。通干燥CO₂的作用是                   。
（4）粗产品中常含有POCl₃、PCl₅等。加入黄磷加热除去PCl₅后.通过_____(填实验操作名称)，即可得到较纯净的PCl₃。
（5）通过下面方法可测定产品中PCl₃的质量分数
①迅速称取1.00 g产品，加水反应后配成250 mL溶液；
②取以上溶液25.00 mL，向其中加入10.00 mL 0.1000 mol·L^－1碘水，充分反应；
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液，用0.1000 mol·L^－1的Na₂S₂O₃，溶液滴定②重复②、③操作，平均消耗Na₂S₂O₃，溶液8.40 mL
已知：H₃PO₃＋H₂O＋I₂ =H₃PO₄＋2HI，I₂＋2Na₂S₂O₃ = 2NaI＋Na₂S₄O₆，假设测定过程中没有其他反应。根据上述数据，该产品中PC1₃的质量分数为_______。

(15分)某化学课外活动小组通过实验研究NO₂的性质：(已知：2NO₂＋2NaOH =  NaNO₃＋NaNO₂＋H₂O)
任务1：利用下图所示装置探究NO₂能否被NH₃还原(K₁、K₂为止水夹，夹持固定装置略去)。

（1）E装置中制取NO₂反应的离子方程式是                               。
（2）若NO₂能够被NH₃还原，预期观察到C装置中的现象是                 。
（3）实验过程中，未能观察到C装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因，认为可能是：①NH₃还原性较弱，不能将NO₂还原；②在此条件下，NO₂的转化率极低；③              。
（4）此实验装置存在一个明显的缺陷是                     。
任务2：探究NO₂能否与Na₂O₂发生氧化还原反应。
（5）实验前，该小组同学提出三种假设。
假设1：二者不反应；
假设2：NO₂能被Na₂O₂氧化；
假设3：                      。
（6）为了验证假设2，该小组同学选用任务1中的B、D、E装置，将B中的药品更换为Na₂O₂，另选F装置(如图所示)，重新组装，进行实验。

①装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用)                     。
②实验过程中，B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成。推测B装置中反应的化学方程式为                      。

(15分)铁、铜等金属及其化合物在日常生产生活中用途非常广泛。
Ⅰ．实验室欲制备0.3 mol Cu(NO₃)₂晶体，甲、乙两同学分别设计实验方案如下：
甲：Cu  Cu(NO₃)₂
乙：Cu  CuO Cu(NO₃)₂
（1）从绿色化学的角度分析，         同学的方案更合理。
（2）乙同学实验时通入O₂的速率不宜过大，为便于观察和控制产生O₂的速率，宜选择    装置（填字母序号）。

Ⅱ．某化学实验小组通过实验来探究一包黑色粉是否由Fe₃O₄、CuO组成。
探究过程如下：
（1）提出假设：假设1.黑色粉末是CuO；
假设2.黑色粉末是Fe₃O₄；
假设3.黑色粉末是CuO和Fe₃O₄的混合物。
（2）设计探究实验：
取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中滴加KSCN试剂。
①若假设1成立，则实验现象是溶液显蓝色。
②若假设2或3成立，则实验现象是             。
为进一步探究，继续向所得溶液加入足量铁粉，若产生             的现象，则假设3成立。
有另一小组同学提出，若混合物中CuO含量较少，可能加入铁粉后实验现象不明显。
查阅资料：Cu²⁺与足量氨水反应生成深蓝色溶液，Cu²⁺＋4NH₃·H₂O＝Cu（NH₃）₄²⁺＋4H₂O。
为探究是假设2还是假设3成立，另取少量粉末加稀硫酸充分溶解后，再加入足量氨水，若假设2成立，则产生                           现象；若假设3成立，则产生                        现象。
III．由Fe₃O₄、FeO、CuO、Fe组成的固体混合物，在加热条件下用足量的CO还原，得到金属混合物2.86g，将生成的CO₂气体用足量的澄清石灰水吸收后，产生5.00g白色沉淀。固体混合物的质量是    。

已知SO₂可以用Fe（NO₃）₃溶液吸收，某学习小组据此按下图装置展开如下相关探究：取一定量的铜片于三颈烧瓶中，通入一段时间N₂后再加入足量的浓硫酸，加热。装置A中有白雾（硫酸酸雾）生成， 装置B中产生白色沉淀。

回答下列问题：
（1）装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为           ；检查图中连通装置A、B气密性的方法是                   。
（2）加入浓硫酸之前先通人N₂一段时间，其目的是        ；排除装置A中白雾影响，可在装置A、B间增加洗气瓶C，则C中盛放的试剂是        。若用氢氧化钠溶液处理尾气，则发生反应的离子方程式为             。
（3）经过讨论，该小组对装置B中产生沉淀的原因，提出下列假设（不考虑各因素的叠加）：
假设1：装置A中白雾进入装置B中参与了反应。
假设2：                       。
假设3：Fe（NO₃）₂溶液显酸性，在此酸性条件下NO₃‾能氧化SO₂。
（4）请你设计实验验证上述假设3，写出实验步骤、预期现象和结论。

实验步骤（简述操作过程）	预期现象和结论
①测1.0mol•L‾^1Fe（NO3）3溶液的pH； ② ③ ④

 

某小组的同学欲探究NH₃经一系列反应得到HNO₃和NH₄NO₃的过程，NH₃的转化过程如下图所示。

甲、乙两同学分别按下图所示装置进行实验。
用于A、B装置中的可选药品：浓氨水、30％H₂O₂溶液、蒸馏水、NaOH固体、MnO₂

（1）仪器a的名称是____，装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为___________________。装置E有多种作用，下列关于装置E的作用或其中所盛液体的说法中，不正确的是_________(填下列序号字母)。
a．使氨气和氧气充分混合          b．控制通入氨气和氧气的体积比
c．平衡装置内的压强              d．锥形瓶内液体是饱和食盐水
（2）甲同学先点燃酒精灯，再打开K₁、K₂、K₃、K₄，反应一段时间后，他认为成功模拟了过程Ⅱ的反应，原因是其观察到__________(填支持其观点的实验现象)；甲同学进行的实验中产生的气体持续通入装置H一段时间后，H中的溶液变成蓝色，则其中铜片所参与反应的离子方程式为_____________，若制得的氨气仅按I→Ⅱ→III的顺序完全转化为硝酸，欲使H装置中所得溶液为纯净的CuSO₄溶液(忽略Cu²⁺的水解)，理论上所需氨气在标准状况下的体积为______L(假设硝酸与铜反应产生的还原产物全部排出反应装置)；从所得CuSO₄溶液中得到CuSO₄·5H₂O晶体的法是将溶液____、____、过滤、洗涤、干燥。
（3）乙同学为模拟过程IV的反应，在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的一项操作，使G处圆底烧瓶中产生大量白烟，你认为这项操作是_____(填下列序号字母)。
a．关闭K₃并熄灭酒精灯   
b．关闭K₄并熄灭酒精灯   
c．关闭K₃、K₄并熄灭酒精灯
（4）丙同学认为该系列实验装置存在一处明显的设计缺陷，你认为该设计缺陷是______________。

化学实验装置的科学设计是实验是否取得预期效果的关键。请回答下列有关实验装置的相关问题：
Ⅰ．下图A为“人教版”教材制备乙酸乙酯的实验装置，某同学甲认为下图B装置进行酯化反应效果比A要好，他的理由是_________________________；
某同学乙经查阅资料认为下图C装置进行酯化反应效果更好，他的理由是 ________________________。

Ⅱ．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）碳与浓硝酸反应的方程式_______________________。甲同学的实验应该在___________中进行，才符合化学实验安全性的要求。
（2）乙同学认为红棕色气体不一定是碳与浓硝酸发生反应而得，所以他认为甲同学观点是错误的，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。

（3）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将木炭与浓硝酸一同放在装置中加热；②先加热木炭，再将木炭投入冷浓硝酸。③先加热木炭，再加入冷浓硝酸；④先加热浓硝酸，然后将木炭投入其中；
（4）请用平衡移动原理解释B装置的作用_________（结合方程式与文字表述）。
（5）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 ________________。

氨氧化法是工业生产中制取硝酸的主要途径，某同学用该原理在实验室探究硝酸的制备和性质，设计了如下图所示的装置。

（1）若分液漏斗中氨水的浓度为9.0mol·L^－1，配制该浓度的氨水100mL，用到的玻璃仪器有100mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、         。
（2）甲装置不需要加热即能同时产生氨气和氧气，烧瓶内固体X的名称为        。
（3）乙装置的作用是      ；写出受热时丙装置发生反应的化学方程式为        。
（4）当戊中观察到            现象，则说明已制得硝酸。某同学按上图组装仪器并检验气密性后进行实验，没有观察到此现象，请分析实验失败的可能原因           。如何改进装置          。
（5）改进后待反应结束，将丁装置倒立在盛水的水槽中，会观察到的现象是        ；为测定试管丁内硝酸溶液的浓度，从中取10mL溶液于锥形瓶中，用0.1 mol·L^－1的NaOH溶液滴定。滴定前发现滴定管尖嘴处有少量气泡，请选择排出气泡的正确操作是          。

硫及其化合物有广泛的应用，对SO₂性质的研究是高中化学教学的一项重要内容。
I．对比研究是一种重要的研究方法。若将硫的单质及部分化合物按如下表所示分成3 组，则第2组中物质M的化学式是                                        。

第1组	第2组	第3组
S (单质)	SO2、H2SO3、M、NaHSO3	SO3、H2SO4、Na2SO4、 NaHSO4

 
Ⅱ．某校化学学习小组用下图所示的实验装置研究SO₂气体还原Fe³⁺、Br₂的反应。

（1）下列实验方案可以用于在实验室制取所需SO₂的是                        。
A．Na₂SO₃溶液与HNO₃                    B．Na₂SO₃固体浓硫酸
C．固体硫在纯氧中燃烧                    D．铜与热的浓硫酸
（2）装置C的作用是除去多余的SO₂，防止污染空气。已知在用氢氧化钠溶液吸收SO₂的 过程中，往往得到Na₂SO₃和NaHSO₃的混合溶液，常温下，溶液pH随n(SO₃^2—)：n(HSO₃^—)变化关系如下表

n(SO3^2—)：n(HSO3^—)	91：9	1：1	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

 
当吸收液中n(SO₃^2—)：n(HSO₃^—) =10：1时，溶液中离子浓度关系正确的是                     。
A．c(Na⁺)+ c(H⁺)= 2c(SO₃^2—)+ c(HSO₃^—)+ c(OH^—)
B．c(Na⁺)＞c(HSO₃^—)＞c(SO₃^2—)＞c(OH^—)＞c(H⁺)
C．c(Na⁺)＞c(SO₃^2—)＞c(HSO₃^—)＞c(OH^—)＞c(H⁺)
（3）在上述装置中通入过量的SO₂，为了验证A中SO₂与Fe³⁺发生了氧化还原反应，他们取A中反应后的溶液分成三份，并设计了如下探究实验，请你评价并参与他们的探究过程（限选试剂：KMnO₄溶液、KSCN溶液、BaCl₂溶液、稀硫酸、稀盐酸、稀硝 酸、Ba(NO₃)₂溶液、新制的氯水）

序号	实验方案	实验现象	结论
方案①	往第一份试液中加入KMnO4溶液溶液	紫红色褪去	SO2与Fe^3+反应生成了Fe^2^+
方案②	往第二份试液中加入		SO2与Fe^3+反应生成了Fe^2^+
方案③	往第二份试液中加入		SO2与Fe^3+反应生成了SO4^2—

 
上述方案①得出的结论是否合理                    ，原因                                。
如果他们设计的方案②与方案③均合理并且得到相应结论，请你将上面表格补充完整。
（4）装置B中能表明Br^—的还原性弱于SO₂的现象是                           。

某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行实验（图中a、b、c表示止水夹）。

a

请按要求填空：
（1）利用B装置可制取的气体有                 （填2种）。
A、C、E相连后的装置可用于制取Cl₂并进行相关的性质实验。
若在丙中加入适量水，即可制得氯水。将所得氯水分成两份，进行Ⅰ、Ⅱ两个实验，实验操作、现象结论如下：

实验序号	实验操作	现象	结论
Ⅰ	将氯水滴入品红溶液	溶液褪色	氯气与水反应的产物有漂白性
Ⅱ	氯水中加入 NaHCO3粉末	有无色气泡产生	氯气与水反应的产物具有较强的酸性

 
（2）请你评价实验Ⅰ、Ⅱ的结论是否合理？若不合理，请说明理由。                 
                                                                        。
（3）请利用上述A、C装置设计一个简单的实验，验证Cl₂和Br₂的氧化性强弱（分别指出甲、乙、丙中盛装的试剂、实验现象及结论）                                      
                                                                       。
B、D、E装置相连后，在B中盛装足量浓硝酸和铜片（放在有孔塑料板上），可制得NO₂并进行有关实验。
（4）B中发生反应的化学方程式为                                               。
（5）欲用D装置验证NO₂与水的反应，其操作步骤为：先关闭止水夹      ，再打开止水夹      ，使烧杯中的水进入试管丁的操作是                                  
                                                               。
（6）试管丁中的NO₂与一定量的O₂混合后倒插水中，试管9/10充满水，则原试管丁中的混合气体的平均分子量可能为                     。（保留二位小数）

(12分)亚硝酸钠(NaNO₂)是一种常见的食品添加剂，使用时必须严格控制其用量。某兴趣小组拟制备NaNO₂并测定产品纯度。
I【查阅资料】
①2NO+Na₂O₂=2NaNO₂；2NO₂+Na₂O₂=2NaNO₃。
②NO能被酸性高锰酸钾氧化成NO₂。
③酸性条件下MnO₄^-被还原为Mn²⁺。
Ⅱ【制备产品】
用如下装置制NaNO₂(夹持和加热装置已省略)。

（1）装置A烧瓶中发生反应的化学方程式为_______________________。
（2）B装置的作用是_________________________。
（3）有同学认为装置C中产物不仅有亚硝酸钠，还有碳酸钠和氢氧化钠，为排除干扰应在B、C装置间增加装置E，E中盛放的试剂可能是_________。(填字母编号)
A．浓H₂SO₄         B．碱石灰            C．无水CaCl₂             D．生石灰
Ⅲ【测定纯度】．
设计如下方案测定产品的纯度。
 
（4）溶液A到溶液B发生反应的离子方程式为____________________________。
（5）取样品2.3g经一系列操作后得到溶液A100mL，准确量取10.00mL A与24.00mL 0.05mol／L的酸性KMnO₄溶液在锥形瓶中充分反应。反应后溶液用0.1 mol/L(NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准溶液滴定至紫色刚好褪去；重复上述实验2次，平均消耗(NH₄)₂ Fe(SO₄)₂溶液10.00ml，则样品中NaNO₂的纯度为__________。
Ⅳ【探究反思】
（6）NaNO₂的纯度偏低，该小组讨论提出的原因中可能正确的是________。(填字母编号)
A．滴定至溶液紫色刚好褪去就立刻停止滴加
B．加入A与KMnO₄溶液前锥形瓶未经干燥
C．实验中使用的(NH₄)₂ Fe(SO₄)₂溶液暴露在空气中时间过长

下图是在实验室进行氨气快速制备与性质实验的组合装置，部分固定装置未画出。

（1）在组装好装置后，若要检验A～E装置的气密性，其操作是首先____，然后微热A，观察到E中有气泡冒出，移开酒精灯或松开双手，E中导管有水柱形成，说明装置气密性良好。
（2）装置B中盛放的试剂是________。
（3）点燃C处酒精灯，关闭弹簧夹2，打开弹簧夹l，从分液漏斗放出浓氨水至浸没烧瓶中固体后关闭分液漏斗，稍候片刻，装置C中黑色固体逐渐变红，装置E中溶液里出现大量气泡，同时还可能产生的现象是________；从E中逸出液面的气体可以直接排入空气，请写出在C中发生反应的化学方程式：________。
（4）当C中固体全部变红色后，关闭弹簧夹1，慢慢移开酒精灯，待冷却后，称量C中固体质量，若反应前固体质量为16 g，反应后称重固体质量减少2.4 g，通过计算确定该固体产物的成分是________（用化学式表示）。
（5）在关闭弹簧夹1后，打开弹簧夹2，残余气体进入F中，很快发现装置F中产生白烟，同时发现G中溶液迅速倒吸流入F中。请写出产生白烟的化学方程式：________，迅速产生倒吸的原因是________。
（6）为了汪明一水合氨是弱碱，甲、乙两同学分别设计以下实验进行探究。
①甲同学用pH试纸测得室温下0.l mol/L氨水pH为10，则认定一水合氨是弱电解质，理由是________。
②乙同学取出10 mL 0．1 mol/L氨水，滴入2滴酚酞试液，显粉红色，再加入NH₄Cl晶体少量，观察到的现象是________，则证明一水台氨是弱电解质。

(13分)某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
Ⅰ．（1）将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：     与盐酸反应最剧烈；         与盐酸反应产生的气体最多。
（2）向Na₂S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S 强，反应的离子方程式为      。
Ⅱ．利用下图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律

（3）仪器B的名称为       ，干燥管D的作用为                       。
（4）若要证明非金属性：Cl>I，则A中加浓盐酸，B中加KMnO₄(KMnO₄与浓盐酸常温下反应生成氯气)，C中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C          的现象，即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用        溶液吸收尾气。
（5）若要证明非金属性：N>C>Si，则在A中加       、B中加碳酸钙、C中加      溶液观察到C中溶液________的现象，即可证明。但有的同学认为该装置有缺陷应怎样改进                    。

氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟工业原理制备氨基甲酸铵，反应的化学方程式如下：
2NH₃(g)+CO₂(g)NH₂COONH₄(s)   ΔH＜0
（1）如用下图装置制取氨气，你所选择的试剂是                   。

（2）制备氨基甲酸铵的装置如下图所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时，停止制备。

注：四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。
①发生器用冰水冷却的原因是：                      、                        。
液体石蜡鼓泡瓶的作用是：                                         。
②从反应后的混合物中分离出产品，为了得到干燥产品，应采取的方法是____ （填写选项序号）。
a．常压加热烘干   
b．高压加热烘干
c．真空40 ℃以下烘干
③尾气处理装置如图所示。

双通玻璃管的作用：               ；浓硫酸的作用：            、            。
（3）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品11．73 g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为15．00 g。
则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为      _____   。

铵盐在工农业生产中有着重要的用途，请根据要求完成下列各题。
Ⅰ．某化学兴趣小组欲从下列装置中选取必要的装置制取(NH₄)₂SO₄溶液。

（1）仪器连接的顺序（用接口序号字母表示）是：a
（2）试从电离平衡角度分析该实验装置A中能产生氨气的原因：                            。
（3）将装置C中两种液体分离开的操作名称是                。
Ⅱ．为提高氯化铵的经济价值，我国化学家设计了利用氢氧化镁热分解氯化铵制氨气并得到碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]的工艺。某同学根据该原理设计的实验装置如图：

请回答下列问题：
（1）装置A中发生反应生成碱式氯化镁的化学方程式为                           。
（2）反应过程中持续通入N₂的作用有两点：一是使反应产生的氨气完全导出并被稀硫酸充分吸收，二是                                              。
（3）由MgCl₂溶液得到MgCl₂·6H₂O晶体，操作为         、           、           
（4）镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。
①若要验证所得无水MgCl₂中不含NaCl，最简单的操作方法是：                      。
②由MgCl₂·6H₂O加热制备无水MgCl₂的操作在              氛围中进行，若在空气中加热，则会生成Mg(OH)Cl。