高中化学实验题

硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。制备硫酸铜是无机化学实验教学中一个重要的实验。由于铜不能与稀硫酸直接反应，实验中将浓硝酸分次加入到铜粉与稀硫酸中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体（装置如图1、2所示）。

（1）图1中，A仪器的名称为        ，烧瓶中发生的离子反应方程式为            。
（2）图2是图1的改进装置，改进的目的是                         。
（3）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：
第一组：空气为氧化剂法
方案1：以空气为氧化剂。将铜粉在仪器B中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应。
方案2：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加FeSO₄或Fe₂（SO₄）₃，反应完全后，向其中加物质甲调节pH到3～4，产生Fe（OH）₃沉淀，过滤、蒸发、结晶，滤渣作催化剂循环使用。（已知Fe（OH）₃和Cu（OH）₂完全沉淀时的pH分别为3.7、6.4。）
请回答下列问题：
①方案1中的B仪器名称是           。
②方案2中甲物质是        （填字母序号）。a、CaO       b、CuCO₃     c、CaCO₃      
第二组：过氧化氢为氧化剂法
将3.2g铜丝放到45 mL  1.5mol/L的稀硫酸中，控温在50℃。加入18mL 10%的H₂O₂，反应0.5h后，升温到60℃，持续反应1 h后，过滤、蒸发结晶、减压抽滤等，用少量95%的酒精淋洗后晾干，得CuSO₄·5H₂O 10.6g。请回答下列问题：
③该反应的离子反应方程式为                                              。
④控制温度在50℃和60℃加热的原因为           ，晶体采用酒精淋洗的优点是               。
⑤上述两种氧化法中，更符合绿色化学理念的是      （填“第一组”或“第二组”），理由是       。

文献资料显示，草木灰主要含有不溶性杂质及K₂CO₃，还含有少量KCl、K₂SO₄等。某化学兴趣小组拟测定草木灰中钾盐的含量及钾盐中K₂CO₃的含量。
测定草木灰中钾盐含量
（1）该实验的主要步骤顺序为：称量→   →    →    →     →冷却→再称量（填字母序号）
A. 溶解       B.过滤     C、洗涤、烘干    D、蒸发
（2）称量前，在调整托盘天平的零点时，若指针偏向右边，应将右边的螺丝向      （填左、右）旋动。某学生称量时，在天平右盘加上规定质量的砝码后，在左盘的小烧杯中加入样品，此时指针稍偏右边，该学生的操作应为      。
（3）实验中A、B、C、D三步操作均使用了玻璃棒，操作B中玻璃棒的作用是            ，操作D用玻璃棒不断搅动的原因                。
测定钾盐中K₂CO₃含量
（4）取上述操作中所得的钾盐，配成稀溶液，加入CaCl₂溶液使CO₃^2-生成沉淀，过滤得到碳酸钙沉淀后，用蒸馏水多次洗涤，烘干、称量、计算。检验沉淀是否完全的方法是         ，检验沉淀是否洗净的方法是              。

某校化学小组学生利用“废铁屑与水反应”的产物还原氧化铜，并制取FeCl₃·6H₂O晶体。（图中夹持、加热及尾气处理装置均已略去）

①将5%Na₂CO₃溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na₂CO₃溶液，然后将废铁屑用蒸馏水洗涤2～3遍，用滤纸吸干水分。
②将洗涤干燥后的废铁屑和石棉绒混合置于气密性良好的上述装置B中。
③先点燃X处的酒精灯，待试管C中出现大量水雾时，点燃Y处的酒精喷灯。
④经过必要的实验操作后，点燃Z处的酒精灯。
⑤停止反应，待B管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤。
⑥利用上述滤液制取FeCl₃·6H₂O晶体，设计流程如下：

回答下列问题：
（1）实验步骤①的目的是                                            。
（2）步骤③X处是指       （用图中的A、B、C……表示），待试管C中出现大量水雾时，点燃Y处的酒精喷灯的目的是：                                 。
（3）步骤④必要的实验操作是指：                                     。
（4）步骤⑥从FeCl₃溶液中得到FeCl₃·6H₂O晶体的主要操作包括：
                                                                    。
（5）这个流程中需保持盐酸过量，主要原因是：
                                                                      。

某校研究性学习小组设计了如图所示装置进行有关实验，实验时将分液漏斗中A逐滴加入烧瓶B中，（图中铁架台、铁夹已略去，要求填写的试剂的均填化学式）

（1）若A为浓硫酸，B为第三周期金属元素的单质，
其在常温下难与水反应；C为品红溶液，实验
观察到C中溶液褪色，则B是             ，简述判断B的理由                ，
若使C试管溶液恢复原来的颜色，可采取的操作为                 。
（2）若B为块状大理石，C为饱和Na₂CO₃溶液，实验中观察到小试管内溶液变浑浊，则C试管中发生反应的化学方程式为              。
（3）若B是生石灰，实验中观察到C溶液中先形成沉淀，而后沉淀溶解，当溶液恰好澄清时，关闭E，然后将C放入盛有沸水的烧杯中，静止片刻，观察到试管壁上出现光亮银镜。则A是                ，C是            与葡萄糖的混合液。仪器D在此实验中的作用是                                     。
（4）利用此套装置设计实验证明碳酸、醋酸、苯酚的酸性强弱，则A、B、C中放的试剂分别是            、              、                ，B、C的实验现象分别为B                 、C                     。若使现象明显，放入C中的溶液应是稀溶液还是浓溶液              。（填浓或稀）

(18分)
氢氧化铜是一种常用试剂。例如，利用新制氢氧化铜验证醛类物质的还原性。
（1）新制氢氧化铜悬浊液的配制 实验室制取新制氢氧化铜悬浊液的操作方法：在试管里加入10%的氢氧化钠溶液2 mL,滴入2%的硫酸铜溶液4滴∽6滴，振荡即成。这样操作的目的是                                                                       。
下面是三个研究性学习组分别从不同层面开展研究性学习活动：
（2）研究性学习小组甲：对教材实验结论"乙醛与新制氢氧化铜反应生成的红色沉淀是Cu₂O"提出质疑，他们认为红色沉淀不一定是氧化亚铜。为了确定红色沉淀的成分，开展了如下研究：提出猜想：                                                        。
查阅资料：①氧化亚铜属于碱性氧化物；②+1价的铜离子在酸性条件下易发生自身氧化还原反应；③在空气中灼烧氧化亚铜生成氧化铜。
设计方案：方案1：取该红色沉淀溶于足量的稀硝酸中，观察溶液颜色变化
方案2：取该红色沉淀溶于足量的稀硫酸中，观察是否有残渣
方案3：称取红色沉淀ag，在空气中充分灼烧至完全变黑，并在干燥器里冷却，再称重，反复多次至到固体恒重，称得质量为bg，比较a,b关系
方案4：取红色固体沉淀装入试管里，加入酸化的硝酸银溶液，观察是否有银白色银析出。你认为合理的方案是                             。
（3）研究性学习小组乙针对小组甲的质疑，设计新的探究方案，装置如图所示。你认为要测定上述红色沉淀成分必须测定下列哪些物理量：                       。

①通入氢气体积；②反应前，红色沉淀+硬质玻璃管的总质量；③完全反应后红色固体+硬质玻璃管的总质量；④实验前，干燥管质量；⑤硬质玻璃管质量；⑥锌粒质量；⑦稀硫酸中含溶质的量；⑧实验后，干燥管质量
（4）研究性学习小组丙上网查阅新闻得知，"2005年诺贝尔化学奖授予了三位研究绿色化学的科学家"。绿色化学强调对环境友好，实现零排放。"变废为宝"符合绿色化学要求。他们收集上述红色沉淀制备化学试剂--蓝矾。请你帮助他们设计一个简单且符合绿色化学要求的实验方案：                                                                  。

某课外活动小组以胆矾为原料进行如下实验：
I、测定晶体中结晶水的含量：
测定硫酸铜晶体（CuSO₄·5H₂O）里结晶水的含量，实验步骤为：①研磨 ②称量空坩埚和装有试样的坩埚的质量 ③加热 ④冷却 ⑤称量 ⑥重复③至⑤的操作 ⑦根据实验数据计算硫酸铜结晶水的含量。
（1）第④步需要使用的仪器是         。
（2）判断晶体是否完全失水的方法是：                      。
（3）根据实验数据计算得出硫酸铜结晶水的含量为5.3 ，估计造成误差的原因可能有   
                                                    （提出两点可能的原因）。
II、用胆矾制得氧化铜固体来探究氧化铜的性质

（1）取一定质量的氧化铜固体和一定质量的氯酸钾固体，混合均匀后用如图所示的装置加热制取氧气。为证明氧化铜在氯酸钾的分解反应中起催化剂的作用，在上述实验后还应该进行的实验操作是（按实验先后填写字母顺序）               。然后进一步证明该固体为氧化铜。
a．过滤  b．烘干  c．溶解  d．洗涤  e．称量
（2）但有同学认为，还必须另外再设计一个实验才能证明氧化铜在氯酸钾受热分解的实验中起催化作用。你同意吗？若同意，要进行的另一个实验是                 ；若不同意，说明理由                          。

某化学兴趣小组以含铁的废铝为原料制备硫酸铝晶体，设计如下的实验方案：

请回答以下问题：
（1）上述实验中多次用到过滤操作，该操作中要用到的玻璃仪器有               ；
（2）步骤②中有洗涤沉淀的操作，如何判断沉淀已洗涤干净：                   
                                                  ；
（3）评价步骤②的操作中难以控制之处                                     ，请你提出一个合理而比较容易操作的实验方案（药品可任选）                     
                                      ；
（4）步骤①中使用的NaOH溶液以4mol/L为宜。某同学称量mgNaOH固体配制
V m L 4mol/L的NaOH溶液，下面是该同学配制过程的示意图，其操作中错误的是（填操作序号）                     。

下图所示装置进行有关实验,将A逐滴加入B中

⑴若A是实验室的一种常用燃料，B是生石灰，实验中观察到C中黑色固体逐渐变红，当C中黑色固体大部分变红时，关闭F，然后往烧杯中加入热水，静止一会，观察到III中试管壁出现了光亮的银镜，则A是             ，C是                ，请写出反应管C中所发生的反应方程式：                                                  。试管E中所发生反应的离子方程式：                                            。
⑵若I处酒精灯不加热， B、C仍是实验（1）中原物质，实验中也观察到C中黑色固体逐渐变红，同时可观察到E中溶液先形成沉淀，然后沉淀溶解，并有一种无色无味的气体逸出，当溶液恰好澄清时，关闭F，然后往烧杯中加入热水，静止一会，观察到III中试管壁也出现了光亮的银镜，则A是         ，E中是        与葡萄糖的混合液（写化学式）。请写出反应管C中所发生反应的方程式：                                。仪器D在此实验中的作用是                   。
⑶若B为浓硫酸，E为苯酚钠溶液，C仍旧不变，A是只含一个碳的一种有机物也能发生银镜反应，实验中同样能观察到C中黑色固体逐渐变红，同时可观察到试管中溶液变浑浊，则A可能是                          ，然后往烧杯中加入沸水，可观察到试管中的现象是                                    ，此实验中浓硫酸的作用是                。写出（1）中A和（3）中A二种物质在浓硫酸存在时所发生的反应方程式：                                                           ，此反应中浓硫酸的作用是             。

⑴如图所示，夹子开始时处于关闭状态，将滴管中液体A滴入试管②中，与气体B充分反应，打开夹子，可观察到试管①中96℃的水立即沸腾；则液体A和气体B的组合可能的是       。

A．氢氧化钠溶液；NO₂气体           B．饱和食盐水；氯气
C．碳酸氢钠溶液；二氧化硫气体       D．氯化钙溶液；二氧化碳气体
⑵下列有关实验的叙述，不正确的是             。
A．白磷保存在水中，金属钠保存在煤油中，硝酸保存在棕色细口瓶中，且用磨口玻璃塞密封瓶口
B．用渗析法分离淀粉、KNO₃       C．用氨水洗涤做过银镜反应的试管
D．用标准浓度的NaOH溶液测定未知浓度的盐酸，中和滴定前观察滴定管的液面高度为俯视，滴定终点时观察液面高度为仰视，测出的盐酸的浓度偏高

某研究性学习小组的一个课题是“NO₂能否支持木条的燃烧？”由于实验室中没有现成的NO₂气体，该小组的同学设计了两个方案（忽略N₂O₄的存在，图中铁架台等夹持仪器均已略去）：
Ⅰ．实验装置如下图1所示

（1）浓硝酸受热分解的化学方程式是                                。
（2）实验开始后木条上的火星逐渐熄灭，有的同学得出“NO₂不能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？                      （填“正确”或“不正确），理由是                                          。
Ⅱ．实验装置如上图2所示
（1）硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，该反应的化学方程式是                                             。
（2）当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃了，有的同学得出“NO₂能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？                （填“正确”或“不正确”），理由是                                               。
Ⅲ．为了更直接说明“NO₂能否支持木条的燃烧”这一问题，请你重新设计一个简单的实验方案，简述实验原理和主要操作。

某化学课外活动小组，从化学手册上查得硫酸铜在500 ℃以上按下式分解：CuSO₄CuO+SO₂↑+SO₃↑+O₂↑，便决定设计一验证性实验探索测定反应产生的SO₂、SO₃和O₂的物质的量，并经计算以此确定该条件下CuSO₄分解反应方程式中各物质的化学计量数。实验可能用到的仪器如下图所示：

实验测得数据及有关结果如下：
①准确称取6.0 g无水CuSO₄；②干燥管总质量在实验结束时增加了2.4 g；③测出量筒中水的体积后，折算成排水的气体，在标准状况下的体积为280 mL；④实验结束时，装置F中的溶液变为NaHSO₄溶液(不含其他杂质,且O₂在其中的损耗可忽略不计)。试回答下列问题：
(1)按装置从左至右的方向，各仪器连接顺序为                              (填代号)。
(2)装置F的作用是                                                             。
(3)装置D的作用是                                                            。
(4)确定装置E的进、出口的原则是：                                            。
(5)首先应计算的是物质               的体积；通过计算，推断出该条件下反应的化学方程式：                                
(6)该实验设计中，可能给测定带来误差最大的装置是___________________(填代号)。

某综合实践活动小组到自来水厂进行参观，了解到源水处理成自来水的工艺流程示意图如下：

⑴源水中含Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃^－、Cl^－等，加入CaO后生成Ca(OH)₂，进而发生若干复分解反应，试写出其中的一个离子方程式                                              。
⑵加入凝聚剂可以除去其中的悬浮固体颗粒，其过程是          。（填写下列各项的序号）①只有物理过程，无化学过程  ②只有化学过程，无物理过程 ③既有化学过程又有物理过程；
FeSO₄·7H₂O是常用的凝聚剂，加入后，最终生成红褐色胶状沉淀，则这种红褐色胶状沉淀是        。用化学反应方程式表示实验室制备该胶体的方法：                   
⑶通入二氧化碳的目的是                      和                    。
⑷气体A的作用是                                                。
⑸下列物质中，          可以作为气体A的代替品。（填写下列各项的序号）
①ClO₂         ②浓氨水     　　③SO₂                   ④浓硫酸

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。
⑴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                                                                  。
⑵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^-的结构式为                        。
⑶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
                                                                                          
⑷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       __                                                                      
⑸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                    是Fe³⁺。（填“一定”或“不一定”）

(I) 下图甲和乙是某学校王老师制备NH₃ 并进行性质实验时的改进装置。按图甲把仪器安装好，称取2g固体氯化铵装入试管底部，再快速称取2g氢氧化钠覆盖在氯化铵上方；立即用带有滴管的塞子塞紧（滴管预先吸入约2mL 浓氨水）；烧杯内盛滴有酚酞试液的水：把浓氨水滴入试管里，可立即观察到试管内发生剧烈反应，有大量气泡.

将上述中收满NH₃ 的圆底烧瓶取下，改装成图乙所示的装置，胶头滴管内事先预吸入2mLH₂O ，此时小气球系在玻璃棒上呈自然松驰状态；将滴管内的水慢慢滴入烧瓶中，轻轻晃动烧瓶，通过观察实验现象便可以验证NH₃的某个性质。按要求回答下列问题：
(1)中学化学教材中是用与制O₂相同的制备装置来加热制取NH₃的，该化学方程式为:__________________________________________________________
(2)下面是某同学关于王老师能用图甲制取NH₃的原因分析，有道理的是__________。
①在NH₃ · H₂O 中有平衡使平衡向左移动
②在NH₃· H₂O 中有平衡使平衡向左移动
③Na0H 溶于水时放热，使体系的温度升高，NH₃的溶解度减小
④NH₄Cl与NaOH 在此情况下可反应生成NH₃，
⑤NH₄Cl 会分解释放出NH₃
(3)图甲中的NH₄Cl 与NaOH 固体混合物能否用CaO 固体代替    (填”能”与”不能”)
(4)如何判断图甲中烧瓶己收满NH₃ ?_____________________________________________
(5)图乙中胶头滴管中的水挤入烧瓶后，观察到的现象是               它说明了NH₃
                

(Ⅱ)如上图所示：在B槽中装有500 mL水，容积为a mL的试管A充满了NO₂和NO的混合气体（标准状况），将试管A倒插入B槽的水中。充分反应后，试管A中余下气体的体积为0.5a mL，则原混合气体中NO₂和NO的物质的量之比为                 
通过导气管C往余下0.5a mL气体的试管A中持续通入氧气，A中可能观察到的现象是：
___________________________________________________                                                          
有关反应的化学方程式为：___________________________________________
当试管A中充满气体时停止通入氧气，然后将试管取出水槽，则共通入氧气的体积为     ________mL，水槽B中溶液的物质的量浓度为       mol·L^-1(设溶液的体积仍为500 mL)

铁是人体必须的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”（主要成分：琥珀酸亚铁，呈暗黄色）是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。某同学为了检测“速力菲”药片中Fe^2＋的存在，设计并进行了如下实验：

⑴试剂1是            ，试剂2是             ，加入新制氯水后溶液中发生的离子反应方程式是                           ，                                ；
⑵加入试剂2后溶液中颜色由淡黄色转变为淡红色是因为                        ，写出＋2价Fe在空气中转化为＋3价Fe的化学方程式                           ；
⑶该同学猜想血红色溶液变为无色溶液的原因是溶液中的＋3价铁被还原为＋2价铁，你认为该同学的猜想合理吗？                。若你认为合理，请说明理由（若你认为不合理，该空不要作答）                        ；若你认为不合理请提出你的猜想并设计一个简单的实验加以验证（若你认为合理，该空不要作答）                                。