高中化学实验题

短周期元素的单质X、Y、Z在通常状况下均为气态，并有下列转化关系（反应条件略去）：

已知： a．常见双原子单质分子中，X分子含共价键最多。
b．甲分子中含10个电子，乙分子含有18个电子。
⑴ X的电子式是                                  。
⑵ 实验室可用下图所示装置（缺少收集装置，夹持固定装置略去）制备并收集甲。

①在图中方框内绘出用烧瓶收集甲的仪器装置简图。
②试管中的试剂是（填写化学式）                         。
③烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是（用电离方程式表示）   
                                                      。
⑶ 磷在Z中燃烧可生成两种产物，其中一种产物丁分子中各原子最外层不全是8电子结构，丁的化学式是                         。
⑷ n mol丁与n mol丙在一定条件下反应，生成4n mol乙和另一化合物，该化合物蒸气的密度是相同状况下氢气的174倍，其化学式是                         。

根据下图回答问题：

（1）写出B和D中官能团的名称         、          。
（2）写出反应③的化学反应类型：        。
（3）写出反应②、④的化学反应方程式：                     ，                     。

某研究小组为了探究甲烷和氯气反应的情况，设计了几个实验。
请填写下列空白：

【实验一】用如图所示装置，排水法收集一试管甲烷和氯气的混合气体，光照后观察到量筒内形成一段水柱，认为有氯化氢生成。
（1）该反应的化学方程式为     ▲   ；（只写第一步）
（2）水槽中盛放的液体最好为     ▲  ；（填标号）

A．水

B．饱和石灰水

C．饱和食盐水

D．饱和NaHCO3溶液

【实验二】用排蒸馏水法收集一试管甲烷和氯气的混合气体，光照反应后，滴加AgNO₃溶液，看到有白色沉淀生成，认为有氯化氢生成。
（3）该实验设计的错误之处        ▲      ；
【实验三】
步骤一：收集半试管氯气，加入10 mL 蒸馏水，充分振荡，采用DIS系统的pH传感器测溶液的pH（下同）。测得pH = 3.26。
步骤二：收集一试管甲烷和氯气的混合气体（各占50%），在40 W的日光灯下光照6 min后，加入10 mL 蒸馏水，充分振荡，测得pH = 1.00。
（4）判断该反应中有氯化氢生成的依据是        ▲       ；
（5）假设氯气完全参与反应，且不考虑氯气溶解于水。往反应后的溶液中加水稀释到100.00 mL，取20.00 mL稀释液，加入10.00 mL浓度为0.01 mol·L^-1的AgNO₃溶液恰好完全反应，则试管中原有氯气在标准状况下的体积为    ▲  mL；

为测定含有Na₂O杂质的Na₂O₂样品的纯度，甲、乙二位同学设计了二种不同的实验方案。
已知：2Na₂O₂+2CO₂="==" 2Na₂CO₃+O₂  2Na₂O₂+2H₂O="==" 4NaOH+O₂
甲：用图l所示装置，通过测定Na₂O₂与CO₂反应生成O₂的体积来测定样品的纯度。
   
(1)C中所盛的药品是：              。
(2)A中橡皮管的作用是：                                                 。
(3)利用该实验方案所测Na₂O₂的纯度明显偏大，其原因可能是       (填选项字母)。
a．装置A、B中的空气对测定结果产生了影响
b．装置C中的空气对测定结果产生了影响
c．读数时U形量气管中的液面左高右低
d．读数时U形量气管中的液面左低右高
乙：称取3．500 g试样，配成1000.00 mL溶液，用0.1000 mol·L^-1的标准盐酸滴定。
(4)取上述所配溶液25.00 mL于锥形瓶中，操作如下图所示（手持部分省略）：正确的操作是图         ，取溶液所用仪器的名称是              。
 
(5)滴定操作平行实验的数据记录如下表：

滴定次数	第一次滴定	第二次滴定	第三次滴定
消耗标准盐酸的体积（mL）	24.98	25.00	25.02

 
由表中数据计算样品中Na₂O₂纯度为          。

化学在能源开发与利用中起到十分关键的作用。氢气是一种新型的绿色能源，又是一种重要的化工原料。
Ⅰ （1）在298K、101kPa时，2g H₂完全燃烧生成液态水，放出285.8kJ热量。则表示氢气燃烧热的热化学方程式为：                                          。
氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行下图饱和食盐水电解实验（图中所用电极均为惰性电极）。分析该装置、回答下列问题：

（2）氢氧燃料电池中，a电极为电池的是      （填“正极”或“负极”），气体M的分子式        ，a电极上发生的电极反应式为：                            。
（3）若右上图装置中盛有100mL5.0mol/LNaCl溶液，电解一段时间后须加入10.0mol/L盐酸溶液50mL(密度为1.02g/mL)才能使溶液恢复至原来状态。则在此电解过程中导线上转移的电子数为        mol。（保留小数点后2位）
Ⅱ 氢气是合成氨的重要原料。工业上合成氨的反应是：
N₂（g）＋3H₂(g)2NH₃ (g) ΔH＝－92.2kJ·mol^－1
(4)下列事实中，不能说明上述可逆反应已经达到平衡的是        。
① N₂、H₂、NH₃的体积分数不再改变；
② 单位时间内生成2n mol NH₃的同时生成3n mol H₂；
③ 单位时间内生成3n mol N—H键的同时生成n mol N≡N；
④ 用N₂、H₂、NH₃的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1：3：2；
⑤ 混合气体的平均摩尔质量不再改变；
⑥ 混合气体的总物质的量不再改变。
（5）已知合成氨反应在某温度下2.00L的密闭容器中反应，测得如下数据：

根据表中数据计算：
①反应进行到2小时时放出的热量为      kJ。
②0~1小时内N₂的平均反应速率       mol·L^-1·h^-1。
③此条件下该反应的化学平衡常数K==            （保留两位小数）。
④反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N₂、H₂和NH₃各1 mol，化学平衡向   方向移动（填“正反应”或“逆反应”或“不移动”。）

燃料电池具有广阔的发展前途，科学家近年研制出一种微型的燃料电池，采用甲醇取代氢气做燃料可以简化电池设计，该电池有望取代传统电池。某学生在实验室利用碱性甲醇燃料电池电解Na₂SO₄溶液。

请根据图示回答下列问题：　_w
（1）图中a电极是            （填“正极”、“负极”、“阴极”或“阳极”）。该电极上发生的电极反应式为         。
（2）碱性条件下，通入甲醇的一极发生的电极反应式为                              。
（3）当消耗3.36 L氧气时（已折合为标准状况），理论上电解Na₂SO₄溶液生成气体的总物质的量
是      　mol。
（4）25℃、101kPa时，燃烧16g甲醇生成CO₂和H₂O(l)，放出的热量为363.26　kJ，写出甲醇燃烧的热化学方程式：      。

（1）某学生判断SO₂和Na₂O₂反应能生成硫酸钠，你认为他的判断合理吗？ 
         简要说明你的理由：                                               。
（2）该同学无法断定SO₂和Na₂O₂反应中是否有氧气生成，拟使用下列装置进行实验

装置中B中的试剂为             ，其作用是                                                                  
D中的药品为              ，其作用是                                                                       
（3）为确认SO₂和Na₂O₂反应产物，该同学设计了以下实验步骤，你认为应进行的操作按顺序排列是（填序号）        

A．用带火星的细朩条靠近U形管口，观察细朩条是否着火燃烧

B．将C装置中反应后的固体物质溶于适量水配成溶液

C．在配成的溶液中加入用硝酸酸化的硝酸钡溶液，观察是否有沉淀生成

D．在配成的溶液中先加入盐酸酸化，再加入氯化钡溶液，观察是否有气泡或沉淀生成

(14分)下表是元素周期表的一部分，请回答有关问题：

主族 周期	IA	IIA	IIIA	IVA	VA	VIA	VIIA	0
2				①	②		③
3			⑤			⑥	⑦	⑧
4	⑨	④					⑩

 
(1)表中化学性质最不活泼的元素，其原子结构示意图为          。
(2)表中能形成两性氢氧化物的元素是            (用元素符号表示)，写出该元素的单质与⑨最高价氧化物的水化物反应的化学方程式              
(3)④元素与⑦元素形成化合物的电子式                    
(4)①、②、⑥、⑦四种元素的最高价氧化物的水化物中酸性最强的是              
                 (填化学式)。
(5)③元素与⑩元素两者核电荷数之差是           。
(6)设计实验方案：比较⑦与⑩单质氧化性的强弱，请将方案填入下表。

实验步骤	实验现象与结论

 

(9分)某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象如下表：(1)请从下表中实验现象(Ⅱ)(填A、B、C……)中选出与方案(I)(填1、2、3……)对应的实验现象，填入答案(Ⅲ)中。

实验方案(I)	实验现象(Ⅱ)	答案（III）
实验方案I	实验现象II
1.用砂纸擦后的镁带与沸 水反应，再向反应液中滴 加酚酞	A浮与水面，剧烈反应，放出气体， 熔成—个小球，在水面上无定向移 动，随之消失，溶液变红色。	1
2．向新制的H2S饱和溶 液中滴加新制的氯水	B．产生大量气体，可在空气中燃 烧，溶液变成浅红色	2
3．钠与滴有酚酞的冷水反应	C．反应不十分剧烈，产生的气体 可以在空气中燃烧	3
4．镁带与2mol／L的盐酸 反应	D．剧烈反应，产生的气体可以在 空气中燃烧	4
5铝条与2mol／L的盐酸 反应	E．生成白色絮状沉淀，继而沉淀 消失	5
6．向AlCl3溶液中滴加 溶液至过量	F．生成淡黄色沉淀	6

(2)通过以上实验分析了同周期元素的符号                                        ，从实验结果可以得出的结论是                                     。

火柴是人们常用的生活用品，某兴趣小组为验证日常生活用的火柴头上含有KClO₃、MnO₂、S等物质，设计了以下系列实验，并回答下列各题。

Ⅰ、火柴头中硫元素的实验证明

A                                     B
⑴设计装置A中可观察到       的实验现象，即可证明火柴头上含有S元素。
⑵甲同学认为B装置中除了可选用稀高锰酸钾外还可选用：品红溶液、紫色石蕊溶液、滴有酚酞的NaOH溶液、溴水等，经大家分析后淘汰了紫色石蕊溶液和滴有酚酞的NaOH  溶液。你认为淘汰的原因可能是          。甲同学还认为在A装置中选用浓的高锰酸钾酸性溶液更好，因为浓度越大反应速率越快，你认为对吗？       （先判断再说明原因）。
Ⅱ、火柴头中含有Cl元素的证明，设计了以下实验流程图：
 
⑴为验证火柴头中含有Cl元素的实验步骤是：取滤液C……请回答后续实验步骤   是                                     。
⑵有学生提出检验火柴头上KClO₃另一套实验方案：

 

 

20090227

   实验中发生的反应是 KClO₃ + 3NaNO₂ + AgNO₃ = AgCl↓+ 3NaNO₃ + KNO₃，其中NaNO₂           是               。剂，有人提出上述方法中出现白色沉淀并不能充分说明火柴头上      KClO₃的存在，其理由是               。

  Ⅲ、测定火柴头中KClO₃的含量，设计了以下实验流程图：

⑴步骤②的实验操作装置如下图所示，仪器a的名称为     ，装置B的作用是     。
则当抽滤完毕或中途停止抽滤时，最佳的正确操作是         。
⑵得到的沉淀常用95%的酒精洗涤再抽滤，试问用酒精洗涤的原因    。（3）实验测      得火柴头中KClO₃的质量分数为          ；未洗涤沉淀，测得KClO₃的质量分数将                        （填   “偏大”、“偏小”、或“无影响”，下同）。

已知：向一体积为2L的密闭容器中加入0.1mol碘单质和足量的钨，当温度为943K时  存在：W（s）+I₂（g）WI₂（g）反应，反应达到平衡时碘单质的转化率为20%,
  
(1)求943K时此反应的平衡常 数:K=_____________
(2)若起始时向此密闭容器中再加入0.1mol WI₂    达平衡,此时容器中各气体的体积  比:___________,当同时加入等物质的量I₂（g）      和WI₂（g）,平衡___________方向移动（填正反     应、逆反应或不移动）
⑶画出W(s) + I₂(g)  WI₂（g） △H<0时     间—速率图。一定温度过量W  反应达 平衡， 到t₁时降低温度，到t₂时再加压，再到t₃时加催化剂，到t₄时加I₂ 
(4)一定温度下，向一容积不变的容器中加入足量钨和1molI₂(g),使之反应： W(s) + I₂(g)  WI₂（g） ΔH= —40.9KJ/mol,反应达平衡时气体平均摩尔质量增加 91.9g/mol,反应达平衡时放出的热量(已知钨的相对原子质量为183.8)：    ____________________.

已知反应：
、
现有物质A~I的转化关系如下图：

若B的分子式为C₈H₈O，其苯环上的一元取代物只有两种；G为高分子化合物。请回答下列问题：
(1)写出下列反应的反应类型：反应④               ，反应③               。
(2)写出下列物质的结构简式：F               ，I               ，A               。
(3)写出下列反应的化学方程式：
①B→C：                                                            ；
②C+D→H：                                                         ；
③F→G：                                                            ；
(4)C的同素分异构体且属于酯类的芳香族化合物共有       种，请写出其中一种同分异构体的结构简式：                                。

在一定温度下，把2 mol N₂和6 mol H₂通入一个体积不变的密闭容器中，（如右图）：容器中发生以下的反应：
N₂（g）+3 H₂（g）2NH₃ （g） （正反应为放热反应）
若反应达到平衡后，测得混和气体为7 mol ，据此回答下列问题：
保持上述反应温度不变，使a、b、c分别代表初始加入的N₂、H₂和NH₃的物质的量，如果反应达到平衡后混和气体中各物质的物质的量分数仍与上述平衡时完全相同，那么：
（1）若a="1" mol ，c="2" mol ，则b="____" mol，在此情况下，反应起始时将向       方向进行（填 “正”或“逆”）
（2）若规定起始时反应向逆反应方向进行，则c的范围是            。
（3）在上述装置中，若需控制平衡后的混和气体的物质的量为6.5 mol，则可采取的措施是                        

A、B、C、D是四种常见单质，其对应元素的原子序数依次增大，其中B、D属于常见金属，其余均为常见化合物，J是一种黑色固体，I的浓溶液具有还原性，从A—I的所有物质之间有如下的转化关系：

(1)写出下列物质的名称A             ；G              。
(2)写出下列反应的化学方程式：
①B+F→D+H：                                                     ；
②D→A+F：                                                       ；
③B→A+G：                                                       。
(3)将适量J加入酸化的H₂O₂的溶液中，J溶解生成它的+2价离子，该反应的离子方程式是                                               。

A、B、C、D、E、F均为短周期元素，其原子序数依次增大。已知：A的最外层电子数等于其电子层数；B的最外层电子数是次外层电子数的两倍；D是地壳中含量最高的元素；D和F、A和E分别同主族；E是所有短周期主族元素中原子半径最大的元素。根据以上信息回答下列问题：
(1)B与D形成化合物BD₂的结构式为              ，B元素形成的同素异形体的晶体类型可能是                          。
(2)A、C、D三元素能形成一种强酸甲，写出单质B与甲的浓溶液反应的化学反应方程式                                              。FD₂气体通入BaCl₂和甲的混合溶液，生成白色沉淀和无色气体CD，有关反应的离子方程式
为___________________________________________。
(3)均由A、D、E、F四种元素组成的两种盐，其相对分子质量相差16，写出它们在溶液中相互作用的离子方程式为__________________________________________；
由B、D、E组成的盐溶于水后溶液显碱性，其原因是（用离子方程式表示）______________________________。
(4)C₂A₄ ─ 空气燃料电池是一种碱性燃料电池。电解质溶液是20％～30％的KOH溶液。则燃料电池放电时：正极的电极反应式是______________________________________。