高中化学磷实验题

(14分)某化学兴趣小组为了探究AgNO₃的性质，通过查阅资料和老师指导设计了如下实验：
Ⅰ．探究AgNO₃的氧化性
实验方法：将光亮的铁丝伸入新配制的AgNO₃溶液中，一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物，先将溶液中的Ag除尽后，进行了如下实验。可选用的试剂：蒸馏水、稀氨水、KSCN溶液、高锰酸钾酸性溶液、新制氯水。
（1）请完成下表：

实验操作	现象	结论
取少量除尽Ag^+后的溶液于试管中，____________________，充分振荡	_____________________ _____________________	存在Fe^3+
取少量除尽Ag^+后的溶液于试管中，____________________，充分振荡	_____________________ _____________________	不存在Fe^2+

【实验结论】Fe的氧化产物为Fe³⁺。
Ⅱ．探究AgNO₃的热稳定性
用下图所示的实验装置A加热AgNO₃固体，产生红棕色气体，在装置D中收集到无色气体。
当反应结束后，试管中残留同体为黑色。

（2）装置B的作用是________________________。
（3）经小组讨论并验证该无色气体为O₂，其验证方法是___________________________________。
（4）【查阅资料】Ag₂O和粉末状的Ag均为黑色；Ag₂O可溶于氨水和稀硝酸。
【提出设想】试管中残留的黑色同体可能是：i．Ag；ii．Ag₂O；iii．__________________。
【实验验证】该小组为验证上述设想iii是否成立，进行了如下实验(仪器和药品任选)

实验操作	现象和结论

【实验结论】若假设i成立，该小组得出AgNO₃固体热分解反应的化学方程式为______________。

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。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）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）。
（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，写出生成该离子的离子方程式            。

某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨的性质后讨论：运用类比的思想，既然
氨气具有还原性，氨气能否象H₂那样还原CuO呢？他们设计实验制取氨气并探究上述问题。请你参与该小组的活动并完成下列研究：
（一）制取氨气
（1）实验室用装置A可快速制取氨气，写出反应的化学方程式                        。
（二）实验探究
该小组成员设计实验探究氨气还原性及其产物，实验装置（夹持及尾气处理装置未画出）图如下：

（2）该装置在设计上有一定的缺陷，为确保实验结果的准确性，你对该装置的改进措施是                  。
（3）利用改进后的装置进行实验，观察到CuO变为红色物质，无水CuSO₄变蓝，同时生成一种无污染的气体。请写出NH₃与CuO反应的化学方程式                              。
（三）问题讨论
（4）有同学认为：NH₃与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu₂O。已知Cu₂O是红色粉末，在酸性溶液中，Cu⁺能自身发生氧化还原反应生成Cu²⁺和Cu。请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu₂O：                                。
（5）在解决了问题（1）后，又有同学提出：Cu₂O与CuO的热稳定性哪个更强？于是他们进行了如下实验：取98 g Cu（OH)₂固体，加热到80℃~100℃时，得到黑色固体粉未，继续加热到1000℃以上，黑色粉未全部变成红色粉未A。冷却后称量，A的质量为72 g。
据此可推得A为          ，请写出上述过程中发生反应的两个化学方程式                     ，由此得到的结论是                                                   。

(16分)甲、乙、丙三位同学在实验室用不同方法制取氮气。
（1）甲同学让空气通过下图所示装置，以除去氧气制得氮气。硬质玻璃管中所盛固体可选用       （填下列选项标号）

A．铁粉     B．碳粉     C．过氧化钠     D．碱石灰
（2）收集氮气可选用               （填下列选项标号）

（3）乙同学设计用氨气和炽热的氧化铜反应制取氮气，反应方程式为              。
（4）制取氨气可选用               （填下列选项标号）
A．加热硫酸铵与氢氧化钙混合物
B．加热分解氯化铵晶体
C．浓氨水滴入氢氧化钠固体
D．加热浓氨水使氨气化
（5）丙同学用加热两种含氮溶液制氮气
NaNO₂+NH₄Cl  NaCl+N₂↑+2H₂O
该实验装置需要         、分液漏斗、酒精灯等玻璃仪器。
（6）氮气助燃金属镁，反应方程式：                     ；燃烧3.6 g镁将消耗标准状况下氮气        mL.

NH₃和NO_x在催化剂作用下可转变为N₂和H₂O，这是目前硝酸厂尾气治理所普遍采用的一种方法，为了提高NO的转化率实际操作中用过量的氨气。某研究小组拟验证NO能被氨气还原并计算其转化率。(已知：浓硫酸在常温下不氧化NO气体)。

（1）装置③可以选的干燥剂为：_________(选填序号，下同)；
a．浓硫酸       b．碱石灰       c．无水氯化钙
（2）若实验室只提供浓氨水和生石灰两种试剂，你会选择下图_____装置来制取氨气；下图装置C中盛放固体药品的仪器名称是_____。

（3）写出装置⑤中反应的化学方程式_______；该反应中的氧化剂是______。
（4）实验室在用装置D制取较纯NO过程中，先在试管中加入2～3粒石灰石，注入适量稀硝酸，反应一段时间后，再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应，加入石灰石的作用__________。
（5）实验完成后，检验装置⑥中NH₄⁺的存在需要浓NaOH溶液和__________试纸。
（6）已知NO与FeSO₄溶液反应形成棕色可溶性的[Fe(NO)]SO₄，装置⑥中，小段玻璃管的作用是_____；装置⑦的作用是除去NO和检验氨气是否除尽，若氨气未除尽观察到的实验现象是_____。

某中学化学研究性学习小组利用以下装置制取并探究氨气的性质。A中试管内盛放的物质是Ca(OH)₂、NH₄Cl固体。

【实验探究】
（1）A中发生反应的化学方程式为                                  。
（2）B中盛放的干燥剂为            ，干燥氨气能否用浓硫酸        （填“能”或“不能”）
（3）若有10.7gNH₄Cl固体，最多可制取NH₃（标准状况）的体积是          L
（4）实验室收集氨气的方法是                     。
（5）C、D装置中颜色会发生变化的是   （填“C”或“D”），红色石蕊试纸变成      色。
（6）当实验进行一段时间后，挤压E装置中的胶头滴管，滴入1-2滴浓盐酸，可观察到的现象是   。
（7）为防止过量氨气造成空气污染，需要在上述装置的末端增加一个尾气处理装置，合适的装置是          （填“F”或“G”）。

资料显示：“氨气可在纯氧中安静燃烧……某校化学小组学生设计如下装置(图中铁夹等夹持装置已略去)进行氨气与氧气在不同条件下反应的实验。

（1）用装置A制取纯净、干燥的氨气，大试管内碳酸盐的化学式是         ；碱石灰的作用是                       。
（2）将产生的氨气与过量的氧气通到装置B(催化剂为铂石棉)中，用酒精喷灯加热：
①氨催化氧化的化学方程式是         试管内气体变为红棕色，该反应的化学方程式是          
②停止反应后，立即关闭B中两个活塞。一段时间后，将试管浸入冰水中。试管内气体颜色变浅，请结合化学方程式说明原因                                  
（3）将过量的氧气与A产生的氨气分别从A、B两管进气口通人到装置C中，并在B管上端点燃氨气，两气体通入的先后顺序是：先通入______(O₂ ,NH₃ )，后通入__________(O₂,NH₃)其理由是         

某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。

请回答下列问题：
（1）装置F中发生反应的离子方程式：________________________________________。
（2）装置A中的烧瓶内固体可选用_________(选填以下选项的代号)。
A．碱石灰  
B．生石灰  
C．二氧化硅  
D．五氧化二磷  
E．烧碱
（3）虚线框内应添加必要的除杂装置，请从上图的备选装置中选择，并将编号填入下列空格：B         ，D___________，E       。(均填编号)
（4）通入C装置的两根导管左边较长、右边较短，目的是__                  。
（5）装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一．请写出反应的化学方程式：___               ；其中氧化剂与还原剂的物质的量之比为        ；当a mol氯气参加反应时，转移的电子总数为b个，则阿伏加德罗数常数为        mol^-1(用含a、b的代数式表示)；
（6）从装置C的出气管口处逸出的尾气可能含有污染环境的气体，如何处理？                 。

如图所示的实验装置可用来测定含两种元素的某种气体X的分子式。

在注射器A中装有240毫升气体X并慢慢通过不含空气并装有红热的氧化铜的玻璃管B，使之完全反应，得到以下实验结果：实验前B管重20.32克，实验后B管重20.00克，B管中的黑色粉末变成红色粉末。在C管中收集到的无色液体是水；在注射器D中收集到的气体是氮气。试回答下列问题：
（1）X气体是由________和________元素组成的。
（2）若240毫升X气体完全反应后，收集到的氮气质量是0.28克。根据实验时温度和压强计算1摩尔X气体的体积是24000毫升，则X的摩尔质量是________克/摩尔。
（3）通过计算，确定X的分子式为________。
（4）写出B中发生反应的化学方程式(X在该条件下不发生分解反应)__________________。

某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示（加热装置和固定装置均已略去）。图中K为止水夹（处于关闭状态），F是一半空的注射器。

请回答有关问题：
（1）设计装置A的目的是                ；为达到此目的，应进行的操作是           。
（2）在完成（1）中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是                         ；B中反应的离子方程式为：             。
（3）装置E和F的作用是                                       ；为实现此作用，其操作方法是                                       。
（4）装置D的作用是                                               。

已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，用图中装置可以实现该反应(夹持装置已省略）。

回答下列问题：
（1）A中加入的物质是                ，发生反应的化学方程式是                。
（2）B中加入的物质是            ，其作用是                      。
（3）实验时在C中观察到得现象是            ，发生反应的化学方程式是                   。
（4）实验时在D中观察到得现象是               ，D中收集到的物质是              ，检验该物质的方法和现象是                   。

(12分)已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，反应方程式为：
2NH₃＋3CuON₂＋3H₂O＋3Cu，用示意图中的装置可以实现该反应，A中加的是氯化铵和氢氧化钙固体，C中的固体是氧化铜。回答下列问题：

（1）A中制备氨气的反应方程式为                                      。
（2）B中加入的物质是          。（填名称）
（3）实验时C中观察到的现象是                                    。
（4）实验时在D中收集到的液态物质是          。（填名称）
（5）已知反应前C中固体的质量为m₁g，反应一段时间后停止反应，冷却至室温测量C中固体的质量为m₂g，则理论上E中最多收集到的气体体积为（换算成标准状况下的体积）         （用m₁、m₂表示）。

某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验（夹持仪器已略去）。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO₂，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。

可选药品：浓硝酸、3 mol/L稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO₂反应。
2NO₂+2NaOH====NaNO₃+NaNO₂+H₂O
（1）实验应避免有害气体排放到空气中。装置③④⑥中盛放的药品依次是：
                、               、             。
（2）装置①中发生反应的化学方程式是                              。
（3）装置②的作用是                   ，发生反应的化学方程式是                     。
（4）若①中消耗铜片12.8g，产生的氮氧化物与O₂完全反应转化为硝酸，试计算消耗标准状况下O₂的体积为          L。
（5）该小组得出的结论所依据的实验现象是                            。
（6）实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是（选填序号字母）              。

A．加热该绿色溶液，观察颜色变化

B．加水稀释该绿色溶液，观察绿色变化

C．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化

D．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化

NO很容易与许多分子迅速发生反应，科学家发现在生物体中不断地产生NO，用于细胞间传递信息；NO还参与心血管系统、免疫系统以及中枢和外围神经系统的调控。
Ⅰ．（1）实验室用金属铜和稀硝酸制取NO的离子方程式为________________________。
（2）NO是有毒气体，某学生为防止污染，用分液漏斗和烧杯装配了一套简易的、能随开随用、随关随停的NO气体发生装置，如图所示。

①实验室若没有铜丝，而只有小铜粒，在使用上述装置进行实验时，可用丝状材料包裹铜粒以代替铜丝进行实验，这种丝状材料的成分可以是________(填选项编号)。

A．铁

B．铝

C．铂

D．玻璃

②打开分液漏斗的活塞使反应进行，在分液漏斗中实际看到的气体是红棕色的，原因是________（用化学方程式表示）。
（3）以下收集NO气体的装置，合理的是________(填选项代号)。

（4）假设实验中12.8 g Cu全部溶解，需要通入标况下________L O₂才能使NO全部溶于水。
Ⅱ.用金属铜制取硝酸铜，从节约原料和防止环境污染的角度考虑，下列4种方法中最好的是________(填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)。
甲：铜硝酸铜
乙：铜硝酸铜
丙：铜氯化铜硝酸铜
丁：铜氧化铜硝酸铜。

某研究性学习小组研究HNO₃的氧化性，设计了如下实验：在盛有新制FeSO₄溶液的试管中滴入2滴KSCN溶液，观察现象，然后再滴入几滴浓HNO₃，溶液的颜色变红，但是将红色溶液放置一会儿则发现溶液由红色快速变为蓝色，并产生红棕色气体，这一奇特现象激起了同学的好奇心与求知欲望，对此现象设计了探究性实验。
（1）甲同学认为是溶液中的Fe²⁺的干扰造成的，大家经过理性分析，认为可以排除Fe²⁺的干扰，理由是______________________________________________。
（2）乙同学认为红色消失，说明Fe（SCN）₃被破坏，红棕色NO₂说明了某些离子与HNO₃发生了氧化还原反应，推测可能是KSCN与HNO₃作用。KSCN溶液是一种无色液体，根据C、S、N的原子结构和共价键的相关知识推测SCN^-中碳原子的杂化轨道类型是_______杂化。
（3）根据乙同学的观点，设计了实验方案1，往浓HNO₃中逐滴加入KSCN溶液，实验开始时无明显现象，一段时间后溶液慢慢变红色至深红色，突然剧烈反应产生大量气泡，放出红棕色气体，而溶液红色消失变为浅绿色，溶液温度升高；继续滴入KSCN，溶液变为浅蓝色，最后变成无色。将产生的气体通入过量的Ba（OH）₂溶液，产生浑浊，并剩余一种非极性气体；向反应后的溶液中加入BaCl₂溶液产生白色沉淀，写出向浓HNO₃中滴入KSCN的离子方程式________________________。
（4）丙同学认为SCN^-的性质还可进一步探究，设计了方案2，向Fe（SCN）₃中分别滴加过量的氯水、溴水，溶液的红色均消失变为黄色，而加入碘水时溶液的颜色基本不变。丙同学的设计意图是_________。
（5）通过本次探究，可以得出以下结论：a.用SCN^-间接检验Fe²⁺时应注意__________；b.与SCN^-反应使溶液变红的______（填一定或不一定）是Fe³⁺。