高中化学实验题

(18分)在一定条件下,用普通铁粉和水蒸气反应,可以得到铁的氧化物,该氧化物又可以经此反应的逆反应,生成颗粒很细的铁粉。某校化学小组利用下图所列装置进行铁与水反应的实验,并利用产物进一步与四氧化三铁反应制取铁粉。(装置中的铁架台、铁夹等必要的夹持仪器在图中均已略去)

(1) 烧瓶A中常加入碎瓷片,其作用是                                              ,
小试管Ｃ的作用是                                                           。
(2) 为了安全,在Ｅ管中的反应发生前,在F出口处必须                          ,
Ｅ管中的反应开始后, 在F出口处应                                           。
(3) 反应3Fe +4H₂O(g) Fe₃O₄ +4H₂在一定条件下实际上为可逆反应,本实验中是如何实现Fe向Fe₃O₄的转变的?试用化学平衡移动原理加以解释                     
                                                                           。
(4) 停止反应,待B管冷却后,取其中固体加入过量稀盐酸,充分反应后过滤。简述证明滤液中
含有Fe³⁺的实验操作及现象                                                 
                                                                         。

Ⅰ.拟用下图装置制取表中的四种干燥、纯净的气体（图中铁架台、铁夹、加热及气体收集装置均已略去；必要时可以加热；a、b、c、d表示相应仪器中加入的试剂）。

气体	a	b	c	d
C2H4	乙醇	浓H2SO4	NaOH溶液	浓H2SO4
Cl2	浓盐酸	MnO2	NaOH溶液	浓H2SO4
NH3	饱和NH4Cl溶液	消石灰	H2O	固体NaOH
NO	稀HNO3	铜屑	H2O	P2O5

⑴上述方法中可以得到干燥、纯净的气体是        。
⑵指出不能用上述方法制取的气体，并说明理由（可以不填满）
①    气体_____________，理由是_________________________________________ 。
②    气体_____________，理由是_________________________________________ 。
③    气体_____________，理由是_________________________________________ 。
④    气体_____________，理由是_________________________________________ 。
Ⅱ.用下图装置进行实验，将A逐滴加入B 中。

⑴若A为醋酸，B为石灰石，C为C₆H₅ONa溶液，则在小试管中发生的现象是
________________________________________________________________________，
其中发生反应的化学方程式为__________________________________________。
⑵若B为生石灰，实验中观察到C溶液中先产生沉淀，而后沉淀逐渐溶解。当沉淀恰好溶解时，关闭E，然后向烧杯中加入热水，静置片刻，观察到试管壁上出现银镜。则A是_________，C是__________和乙醛的混合液，发生银镜反应的化学方程式为________________________________________________仪器D在实验中的作用是__________________________________________________。

某校化学课外活动小组利用下面所提供的仪器装置和药品制取溶液，设计如下实验。实验室提供的药品、仪器装置如下：
药品：①2％NaOH溶液　②稀HCl　③稀　④饱和溶液　⑤浓　⑥固体　⑦粉末仪器装置(如下图所示)：

请根据题目要求回答下列问题：
(1)请按下表要求，填写选择的装置和药品。

(2)如何检验所选择的发生装置(X)的气密性，请写出主要操作过程：
______________________________________________________________________。
(3)将装置按X、Y、Z顺序连接并检查气密性后，当加入药品实验时，X装置中发生化学反应的离子方程式为________________，Y装置中除去的杂质为_____________，
(4)常温下，向Z装置的NaOH溶液中通入过量气体，其原因是_________________；通入过量后，Z装置内的溶液中离子浓度大小顺序为_______________________；若要保证Z装置中不析出晶体(不考虑过饱和溶液问题)，NaOH溶液最大浓度不能超过_____________％(质量分数)。
附：有关物质在常温(20℃)时的溶解度

化学式			NaOH	NaCl
溶解度（g/100g）	21.3	9.60	107	35.8	19．4

下图甲是课本中验证铜和浓硝酸反应的装置，乙、丙是师生对演示实验改进后的装置：


（1）写出铜和浓硝酸反应的化学方程式______________________________________。
（2）和甲装置相比，乙装置的优点__________________________________________。
（3）为了进一步验证NO₂和水的反应，某学生设计了丙装置。先关闭弹簧夹_______，再打开弹簧夹______________，才能使NO₂气体充满②试管。
（4）当气体充满②试管后，将铜丝提起与溶液脱离，欲使烧杯中的水进入②试管应如何操作____________________________________________________。
（5）②试管中的NO₂和水充分反应后，所得溶液物质的量浓度的最大值是_________________________（气体按标准状况计算）。

（本题12分）海水是巨大的资源宝库，在海水淡化及综合利用方面，天津市位居全国前列；从海水中提取食盐和溴的过程如下

（1）请列举海水淡化的两种方法：　　      　　、　　     　　。
（2）步骤Ⅰ中已获得Br₂，步骤Ⅱ中又将Br₂还原为Br^－，其目的为　　　　    
　                                                              　　。
（3）步骤Ⅱ用SO₂水溶液吸收Br₂，吸收率可达95％，有关反应的离子方程式为　                                   　，由此反应可知，除保护环境外，在工业生产中应解决的主要问题是　                               　　。
（4）某化学研究性学习小组为了解从工业生产中提纯溴的方法，查阅了有关资料，Br₂的沸点为 59℃。微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，绘制了如下装置简图：

请你参与分析讨论：
①图中仪器B的名称：　　　　　　　　　　。
②整套实验装置中仪器连接均不能使用橡胶塞和橡胶管，其原因是　　　                                                                      。
③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：　                                                           　。
④ C中液体颜色为　　　　。为除去产物中仍残留的少量Cl₂，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是　　　             　　　　　　。

铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体。实验室现有下列试剂： 0.01 mol/L 酸性KMnO₄溶液、0.1 mol/L KI溶液、3％H₂O₂溶液、淀粉溶液、蒸馏水。请你协助他们探究所得溶液和气体的成分。
【提出猜想】
Ⅰ．所得溶液中的金属离子可能含有Fe^2＋和Fe^3＋中的一种或两种；
Ⅱ．所得气体中可能含有          中的一种或两种。
【实验探究】

	实验操作	预期现象	结 论
验证猜想Ⅰ	步骤①：取少量0.01 mol/L 酸性KMnO4溶液，滴入所得溶液
步骤②：		含有Fe^3^＋
验证猜想Ⅱ	将所得气体通入如下装置		含有两种气体

【问题讨论】
有同学提出，若另外选用KSCN溶液，则仅利用KSCN和H₂O₂两种溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究，判断该方法是否正确并进行评价：                  
                                                                    。

为了证明CO具有还原性，有人设计了如图所示的实验.

(1)装置B的最适宜的试剂是             .
(2)装置D中发生反应的化学方程式是           .
(3)必须用装置C吸收除去气体中水蒸气的理由是           .
(4)若根据F中石灰水变浑浊的现象也能确认CO具有还原性，应在下图中装置           与           之间连下图所示的           装置(填序号).

某草酸亚铁样品中含有少量硫酸亚铁。现用滴定法测定该样品中FeC₂O₄的含量。滴定反应是：5 Fe²⁺ +5C₂O₄^2—+3MnO₄^—+24H⁺="=5" Fe³⁺ +10CO₂↑+3Mn²⁺+12H₂O。
实验方案设计为：
①将准确称量的a g草酸亚铁样品置于250 mL锥形瓶内，加入适量2 mol/L的H₂SO₄溶液，使样品溶解，加热至70℃左右，立即用浓度为0.02000 mol/L的高锰酸钾标准溶液滴定至终点，记下滴定管内液面读数为b ml。
②向上述滴定混合液中加入适量的Zn粉和过量的2 mol/L的H₂SO₄溶液，煮沸5—8min，经检验溶液合格后（不含Fe^3＋），继续用0.02000 mol/L的高锰酸钾标准溶液滴定至终点，记下滴定管内液面读数为c ml。
③                                    。
④数据处理。
请回答下列问题：
⑴上述实验方案中的步骤③是        ▲     。
⑵洁净的滴定管在滴定前必须进行的操作是：
Ⅰ、             ▲              ；
Ⅱ、用高锰酸钾标准溶液润洗滴定管；
Ⅲ、加入高锰酸钾标准溶液，赶走尖嘴部位的气泡；
Ⅳ、              ▲              。
⑶步骤②中检验溶液是否合格的操作是：取1滴煮沸后的溶液滴入装有    ▲   溶液的试管中，如       ▲    ，则说明溶液合格。
⑷某实验探究小组的一次测定数据记录如下：

a/g	起始读数/mL	b/mL	c/mL
0.1582	0.00	29.90	40.90
0.1582	0.00	30.10	41.10
0.1582	0.00	32.10	43.10

根据数据计算0.1582g样品中：n（Fe²⁺）=    ▲    ； n（C₂O₄^2—）=   ▲    ；
FeC₂O₄（FeC₂O₄的摩尔质量为144g/mol）的质量分数为    ▲    。（精确到0.1%）

“酒是陈的香”，就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯，在实验室我们也可以用如右图所示的装置制取乙酸乙酯。回答下列问题：

（1）．写出制取乙酸乙酯的化学反应方程式                  　　　　　　
（2）．在大试管中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液的方法是：              。
（3）．浓硫酸的作用是：①                  ；②                   。
（4）．饱和碳酸钠溶液的主要作用是                                           。
（5）．装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上，不能插入溶液中，目的是防止                    　　　　　。
（6）．若要把制得的乙酸乙酯分离出来，应采用的实验操作的名称是　　　　   。
（7）．做此实验时，有时还向盛乙酸和乙醇的试管里加入几块碎瓷片，其目的是　　　。
（8）．生成乙酸乙酯的反应是可逆反应，反应物不能完全变成生成物，反应一段时间后，就达到了该反应的限度，也即达到化学平衡状态。下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到化学平衡状态的有(填序号)　　　　　　　　。
①单位时间里，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol水
②单位时间里，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol乙酸
③单位时间里，消耗1mol乙醇，同时消耗1mol乙酸
④正反应的速率与逆反应的速率相等
⑤混合物中各物质的浓度不再变化

（共11分）实验室可利用乙二醇、铜或铜的化合物制备乙二醛，右图是某兴趣小组设计的实验装置，右边的反应装置相同，而左边的气体发生装置不同，试管C中装有水，加热装置未画出试回答：

（1）两套装置中的A、B处都需加热，A处用水浴加热，B处用        加热，A处用水浴加热的主要优点是                                      
（2）若按甲装置进行实验，B管处装铜粉，则通入A管的X是                         ，
B中反应的化学方程式为                                            。
（3）若按乙装置进行实验，则B管中应装                     ，B中反应的化学方程式为                                                              
（4）实验结束后，取C试管中的溶液滴入新制备的银氨溶液中并采用水浴加热可观察到有银镜生成，写出该过程的化学方程式                                        。

已知： 2FeSO₄Fe₂O₃ +SO₂↑+SO₃↑
某研究性学习小组用下图所示装置检验该反应所产生的气态物质，然后用装置中A瓶内的混合物来测定已分解的FeSO₄的质量（已知SO₂的沸点为-10.02℃，SO₃的沸点为44.8℃）。

请回答相关问题：
（1）A中锥形瓶所盛试剂的作用是              C瓶所盛试剂的作用是              ，用冷水冷却的原因是           ；B瓶所盛的试剂是           。
（2）将此反应生成的气体通入A瓶的BaCI₂溶液中，下列说法正确的是             （填编号）

A．析出BaSO3沉淀

B．析出BaSO4沉淀

C．逸出SO3气体

D．逸出SO2气体

理由是                                                  。

已知某工业废水中含有CuCl₂、FeCl₂、HCl，某化学探究学习小组打算用这种废水制备纯净的FeCl₂晶体。为此他们设计了如下的实验方案：

第一步：用上图中的仪器和药品组装一套实验装置制取干燥的CO，用CO还原Fe₂O₃粉末制取还原铁粉。提示：制取CO的原理为。
（1）如果所制气体流向从左向右时，上述组装的实验装置从左向右的实验装置连接顺序（填仪器序号）是                                                     。
（2）正确的操作第一步应是              ；最后一步应是熄灭           处的酒精灯。
（3）装置B的作用是        ；装置E的作用是           。
（4）第二步：将制得的还原铁粉放入原混合溶液中，制得纯净的FeCl₂溶液。
必须进行的操作是                           。
（5）第三步：得到纯净的FeCl₂晶体。
必须进行的操作是                                                  。

如图所示，中学化学实验室采用该装置用于制备乙酸乙酯。

⑴写出制备乙酸乙酯的化学方程式　　　　　　　　▲　　　　    　　　　　。
⑵浓硫酸在实验中的作用是　  ▲ 　、　  ▲ 　。
⑶加热一段时间后，在试管B饱和碳酸钠溶液的液面上方有一 层油层，在油、水交界处观察到有气泡产生，气泡的主要成分是　  ▲　　。
⑷停止加热，取下试管B ，嗅闻管内液体气味，闻到更多的是刺激性气味，这是因为物质的挥发等因素导致产品混有杂质，如　　▲　　和　　▲　　等，为进一步验证产物中某些杂质存在，在保持试管B相对稳定情况下，沿试管内壁滴入紫色石蕊试液，静置片刻会在试管内油层下方明显看到液体呈现三种颜色，由上而下分别为红色、紫色、蓝色，其原因可能是　　　     ▲　       　   　　，故产品需进行提纯。
⑸已知乙醇能和氯化钙结合。将所得产品依次用饱和碳酸钠溶液、饱和食盐水、饱和氯化钙溶液洗涤油层，分别分液。用饱和食盐水洗涤去除油层中可能含有的   ▲　　杂质，减少乙酸乙酯的溶解，并防止对下面操作产生不利影响。
⑹在上述操作后，在所得油状液体中加入无水硫酸钠充分振荡，倾倒出油状液体，再进行　 ▲ 　(填提纯的操作方法)，收集74～78℃的馏分即可获得较纯净的乙酸乙酯。

碘是人体必须的元素之一，海洋植物如海带、海藻中含有丰富的、以碘离子形式存在的碘元素。在实验室中，从海藻里提取碘的流程和实验装置如下：]

（1）指出上述提取碘的过程中有关实验操作的名称：
步骤③                             ，步骤⑤                            。
（2）写出步骤④对应反应的离子方程式：                                  。
（3）提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是                        。（填编号）

A．酒精

B．醋酸

C．四氯化碳

D．苯

（4）为了使海藻灰中的碘离子转化为碘的有机溶液，即完成步骤③至⑤，实验室里有烧杯、玻璃棒、集气瓶、酒精灯、导管、圆底烧瓶、石棉网、以及必要的夹持仪器和物品，尚缺少的玻璃仪器是                                       。

纳米TiO₂在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。制备纳米TiO₂的方法之一是TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O，经过滤、水洗除去其中的Cl^－，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO₂ 。用现代分析仪器测定TiO₂粒子的大小。用氧化还原滴定法测定TiO₂的质量分数：一定条件下，将TiO₂溶解并还原为Ti³⁺，再以KSCN溶液作指示剂，用NH₄Fe(SO₄)₂标准溶液滴定Ti³⁺至全部生成Ti⁴⁺。
请回答下列问题：
(1)检验TiO₂·x H₂O中Cl^－是否被除净的方法是______________________________。
(2)下列可用于测定TiO₂粒子大小的方法是_____________________（填字母代号）。
a．核磁共振法    b．红外光谱法    c．质谱法    d．透射电子显微镜法
(3)配制NH₄Fe(SO₄)₂标准溶液时，加入一定量H₂SO₄的原因是_________________；使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量简外，还需要下图中的_____（填字母代号）。
 
(4)滴定终点的现象是___________________________________________________。
(5)滴定分析时，称取TiO₂（摩尔质量为M g·mol^－1）试样w g，消耗c mol·L^－1 NH₄Fe(SO₄)₂标准溶液V mL，则TiO₂质量分数表达式为_________________________。
(6)判断下列操作对TiO₂质量分数测定结果的影响（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
①若在配制标准溶液过程中，烧杯中的NH₄Fe(SO₄)₂溶液有少量溅出，使测定结果_______。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，使测定结果_________。