高中化学实验题

夜幕降临，北京奥运会主会场“鸟巢”内灯火辉煌，鼓瑟齐鸣。璀璨的烟花在空中组成奥运五环等图案，与场内表演相呼应。鸟巢夜景照明由五个部分组成，其中主体照明以传统文化元素“中国红”为主色。下图是北京鸟巢试放烟火奥运五环图，并回答下列问题：

⑴火焰利用了部分金属的元素特征的               反应，该反应属于     （填“物理”或“化学”变化。
⑵ 现在有一种火焰的引发是当浓H₂SO₄滴下去跟氯酸钾起作用时，便生成了奇臭的二氧化氯气体且发现只有氯元素的化合价发生变化。请写出该反应的方程式                        
⑶下图所示的五元环代表A、B、C、D、E五种化合物，圆圈交叉部分指两种化合物含有一种相同元素，五种化合物由五种短周期元素形成，每种化合物仅含两种元素，A是沼气的主要成分，B、E分子中所含电子数均为18，B不稳定，具有较强的氧化性，其稀溶液是医疗上广泛使用的消毒剂，E的分子结构模型为，C、D均为原子晶体，C与纯碱在高温下的反应是工业制玻璃的主要反应之一，D中所含两种元素的原子个数比为3:4，电子总数之比为3:2。根据以上信息回答下列问题：

①B的水溶液呈弱酸性，其主要的电离方程式可表示为_______________________，D的化学式是_________.
②A、B、E中均含有的一种元素符号为______________。
③C与纯碱反应的化学方程式为____________________。
④液态B与液态E反应可生成一种单质和一种常见液体，1molB参加反应放出热量QkJ，其反应的热化学方程式为_______________________。

三聚氰酸【C₃N₃(OH)₃】可用于消除汽车尾气中的氮氧化物（以NO₂计），其原理可表示为：当加热至一定温度时，C₃N₃(OH)₃发生分解生成异氰酸：C₃N₃(OH)₃→3HNCO（已知异氰酸中碳元素呈+4价），产生的HNCO能和NO₂反应生成N₂、CO₂和H₂O。
（1）在消除NO₂的反应中，发生氧化反应的过程是       →        (请标明有关元素的化合价变化)。
（2）将氧化剂与还原剂及配平好的系数填入下列空格中，并标出电子转移的方向和数目：

（3）按上述反应式进行反应，计算吸收1.0kgNO₂气体，消耗三聚氰酸的质量为   kg。
（4）常温下，用注射器吸入20mL NO₂气体，用橡皮塞将针孔封闭，把注射器的活塞迅速向外拉至50mL处停止，观察到的现象是：                                        。

某课外活动小组模拟呼吸面具中的原理（过氧化钠与潮湿二氧化碳反应），设计用下图所示的仪器来制取氧气并测量氧气的体积。图中量气装置E是由甲、乙两根玻璃管组成，它们用橡皮管连通，并装入适量水。甲管有刻度（0~50mL），供量气用；乙管可上下移动，以调节液面高低。实验室可供选用的药品还有：稀硫酸、盐酸、过氧化钠、大理石、水。试回答：
    
（1）图中装置的连接顺序是（填各接口的编号），其中连接胶管及夹持装置均省略：
______________________________________________。 
（2）装置C中放入的反应物是________________和_____________。
（3）装置A的作用是_____________；装置B的作用是______________。
（4）为了较准确地测量氧气的体积，除了必须检查整个装置的气密性之外，在读反应前后甲管中液面的读数求其差值的过程中，应注意________和_______。
a．视线与凹液面最低处相平
b．等待片刻，待乙管中液面不再上升时，立刻读数。
c．读数时应上下移动乙管，使甲、乙两管液面相平。
d．读数时不一定使甲、乙两管液面相平。

三位学生设计了下述三个方案，并都认为如果观察到的现象和自己设计的方案一致，即可证明某无色溶液中有SO₄^2-； 。
方案1：试液————→BaCl2溶液白色沉淀————→足量HNO3沉淀不溶解
方案2：试液————→足量稀盐酸白色沉淀————→BaCl2溶液沉淀不溶解
方案3：试液————→足量HNO3白色沉淀————→Ba(NO3沉淀不溶解
试评价上述方案是否严密，并说明理由。

为了制取干燥纯净的气体C，可用如下图所示装置。生成C的速度可通过调节滴入液体A的速度的方法来控制，已知C是一种无色无味、不能使酸碱指示剂变色，也不会在空气中燃烧的气体。

(1)C气体是____________。
(2)若B是一种淡黄色固体，则烧瓶中发生反应的化学方程式为________________________。
(3)若B是一种黑色粉末，则A液体是________，B物质的作用是______________________。
(4)洗气瓶中的D液体是____________，作用是__________________________________。

碱金属与O₂反应生成的氧化物比较复杂：有普通氧化物，如Na₂O；过氧化物，如Na₂O₂；超氧化物，如KO₂；臭氧化物，如RbO₃。其中后三种均可与水或CO₂反应生成氧气。要制备普通氧化物，一般要用碱金属单质还原对应的过氧化物、硝酸盐或亚硝酸盐。
(1)用化学反应方程式表示①钠与Na₂O₂反应__________________________。②钾与硝酸钾反应：_____________________。③RbO₃与CO₂反应：______________________________。

(2)若用锥形瓶收集一瓶CO₂气体，在瓶内有一只扎紧在玻璃管末端的气球，如下图。打开塞子迅速往瓶里加入一种物质后，立即塞紧塞子，一段时间后气球就会自动膨胀，该物质可能是

A．Na2O

B．Na2O2

C．KO2

D．RbO3

现有CaCO₃和KHCO₃的混合物，甲、乙两同学分别称取一定质量的该混合物来测定其中两种成分的质量比(已知K₂CO₃的分解温度远大于1000 ℃；气体体积均已折算成标准状况)：

(1)甲同学取2.00 g混合物，并向其中加入过量的2.00 mol·L^-1的盐酸，生成气体a mL。则a=____________(填数字)，据此甲同学____________(填“能”或“不能”)计算出混合物两成分的质量比。若能，则m(CaCO₃)∶m(KHCO₃)=____________；若不能，此空不必作答。
(2)乙同学称取W g混合物充分加热，所得CO₂气体的体积随温度变化的曲线如图所示，则m(CaCO₃)∶m(KHCO₃)=____________(请用含b、c的代数式表示)。

在课堂上，老师演示了金属钠与CuSO₄溶液反应的实验，同学们观察到该反应中生成了蓝色的Cu(OH)₂沉淀而没有发现铜单质生成。但某同学想，会不会是因为生成的铜较少而被蓝色沉淀所覆盖从而没有被发现呢？于是他想课后到实验室继续研究，希望进一步用实验来验证自己的猜测是否正确。
(1)假如该同学是你，请你写一份实验用品单交给老师，要求老师提供必需的用品。
①实验探究的目的：_______________________________________。
②探究所依据的化学原理：________________________________________________。
③实验所需的用品：小刀、玻璃片、滤纸、____________和________；金属钠、____________和____________。
(2)该同学在探究实验中意外地发现生成的蓝色沉淀中混有少量的黑色难溶物，而所使用的药品均没有问题，你认为该黑色难溶物是____________(填化学式)，生成该黑色难溶物的原因是________________________________________________________________________。

用脱脂棉包住约0.2 g过氧化钠粉末，置于石棉网上，往脱脂棉上滴水，可观察到脱脂棉剧烈燃烧起来。

（1）由上述实验现象所得出的有关过氧化钠跟水反应的结论是：第一，有氧气生成；第二，____________。过氧化钠跟水反应的化学方程式是________________________，其中还原剂是________________________。
（2）某研究性学习小组拟用右图装置进行实验，以证明上述结论。
用以验证第一条结论的实验方法是：______________________________。
用以验证第二条结论的实验方法及现象是：_______________________________________。
（3）实验（2）中往试管内加水至固体完全溶解且不再有气泡生成后，取出试管，往试管中滴入酚酞试液，发现溶液变红；振荡后，红色褪去。为探究此现象，该小组同学查阅有关资料得知：Na₂O₂与H₂O反应可生成H₂O₂，H₂O₂具有强氧化性和漂白性。请设计一个简单的实验，证明Na₂O₂和足量H₂O充分反应后的溶液中有H₂O₂存在。现有Na₂S溶液、KI溶液、红色布条等，请从中选择试剂，加以验证（只要求列出实验所用的试剂及观察到的现象）。
试剂：______________________________________________________________。
现象：______________________________________________________________。

饱和氯水与石灰石的反应是制取较浓HClO溶液的方法之一。2005年的《化学教育》报道了如下实验研究：
一、定性研究：

①在试管中加入过量的块状碳酸钙，再加入约20 mL饱和氯水，充分反应，有少量气泡产生，溶液浅黄绿色褪去；②过滤，将滤液滴在有色布条上，发现其比氯水的漂白性更强；③为了确定反应产物，将滤液分为三份，分别进行以下实验：
第一份与石灰水混合，立即产生大量白色沉淀；
第二份与稀盐酸混合，立即产生大量无色气体；
将第三份加热，看到溶液变浑浊且有大量无色气体产生。
经检测，上述实验中产生的无色气体均为CO₂。
请完成下列问题：
(1)反应后所得的溶液漂白性增强的原因是____________________________________。
(2)依据上述实验可推知，②的滤液中的溶质除CaCl₂、HCIO外，还含有_________。
二、定量研究：
在圆底烧瓶底部，有一用塑料网包住的过量块状碳酸钙和150 mL饱和氯水，按如图所示装置实验，待不再产生气泡后，将塑料网中剩余的石灰石提出液面，密封后再加热、煮沸烧瓶中的液体，直到量筒中的气体不再增加。
请完成下列问题：

(3)为减少用装置Ⅲ收集气体过程中CO₂因溶解而造成的损失，且水槽中仍然为水，请你对装置Ⅲ进行改进，最简单的方法是____________________________________________________。
(4)用改进后的装置进行上述实验，测得塑料网内的碳酸钙质量减少A g，总共收集到标准状况下的CO₂气体B L，发现明显小于。若不考虑实验操作和CO₂的溶解等因素造成的误差，从化学反应原理来看，导致这一大小关系的原因是____________________________________________。
(5)实验后发现，装置Ⅱ中的液体增多了，其原因是____________________________________。

某课外活动小组用如图所示装置制取次氯酸钠。图中瓶乙盛饱和食盐水，瓶丙盛浓硫酸，分液漏斗A中盛浓盐酸。

完成下列问题：
(1)烧瓶B中盛____________，大试管C中盛____________。
(2)C中发生反应的化学方程式________________________________________________ 。
(3)有同学认为可以省去某些装置，你认为怎样？
①能否省去乙装置_________(答“能”或“不能”)，理由是_____________________________。

写出下列制取氯气的化学反应方程式：
(1)实验室用二氧化锰跟浓盐酸反应制取氯气的化学反应方程式为_____________________。
(2)高锰酸钾(KMnO₄)是常用的氧化剂，在酸性条件下，被还原成Mn²⁺。试写出用高锰酸钾跟浓盐酸在室温下制取氯气的化学反应方程式：____________________________。
(3)历史上曾用“地康法”制取氯气，这一方法是用CuCl₂作催化剂，在450 ℃时利用空气中氧气跟氯化氢反应制取氯气，化学反应方程式为__________________________。
从氯元素化合价的变化来看，以上三种方法的共同点是____________，比较以上三个反应，可得出三种氧化剂的氧化能力由强到弱的顺序为____________。

现有一定量含有Na₂O杂质的Na₂O₂试样，用下图的实验装置确定Na₂O₂试样的纯度。(可供选用的反应物只有CaCO₃固体、6 mol/L盐酸、6 mol/L硫酸和蒸馏水)

回答下列问题：
(1)实验前必须检查装置的气密性。仪器连接好后，在　　　　中加适量的水，关闭A中分液漏斗阀门后微热试管，若看到　　　　说明装置气密性好。
(2)装置A中液体试剂选用盐酸而不用硫酸，理由是　　　　。
(3)装置B的作用是　　　　；
装置C的作用是　　　　；
装置E中碱石灰的作用是　　　　。
(4)装置D中发生反应的化学方程式是：                                        。
(5)若开始时测得样品的质量为2.0 g，反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况)，则Na₂O₂试样的纯度为　　　　　　　　。

下列叙述不正确的是(　　)
A.用酒精清洗沾到皮肤上的苯酚
B.用氨水清洗试管壁附着的银镜
C.用盐析的方法分离油脂皂化反应的产物
D.用冷凝的方法从氨气、氮气和氢气混合气中分离出氨气
13.0.1 mol/L NaHCO₃溶液的pH最接近于(　　)
A.5.6  B.7.0  C.8.4  D.13.0

某学生利用氯酸钾分解制氧气的反应，测定氧气的摩尔质量。实验步骤如下：

①把适量的氯酸钾粉末和少量二氧化锰粉末混合均匀，放入干燥的试管中，准确称量，质量为a g。
②组装好实验装置。
③检查装置气密性。
④加热，开始反应，直到产生一定量的气体。
⑤停止加热（如图所示，导管口高于液面）。
⑥测量收集到的气体的体积。
⑦准确称量试管和残留物的质量为b g。
⑧测量实验室的温度。
⑨把残留物倒入指定的容器中，洗净仪器，放回原处，把实验桌收拾干净。
⑩处理实验数据，求出氧气的摩尔质量。
完成下列问题：
（1）如何检查装置的气密性？
（2）以下是测量收集到的气体体积必须包括的几个步骤：①调整量筒内外液面的高度使之相同；②使试管和量筒内的气体都冷却到室温；③读取量筒内气体的体积。这三个步骤的正确顺序是___________（请填写步骤代号）。
（3）测量收集到的气体体积时，如何使量筒内外液面的高度相同？
（4）如果实验中得到的气体体积是c L（25 ℃、1.01×10⁵ Pa），水蒸气的影响忽略不计，氧气的摩尔质量的计算式为（含a、b、c，不必化简）：M（O₂）=______________________。