高中化学实验题

聚合硫酸铁（PFS）是水处理中重要的絮凝剂，如图是以回收废铁屑为原料制备PFS的一种工艺流程．

回答下列问题

（1）废铁屑主要为表面附有大量铁锈的铁，铁锈的主要成分为________．粉碎过筛的目的是________．

（2）酸浸时最合适的酸是________，写出铁锈与酸反应的离子方程式________．

（3）反应釜中加入氧化剂的作用是________，下列氧化剂中最合适的是________（填标号）．

A．

$KMn{O}_4$

B．

$C{l}_2$

C．

$H_2{O}_2$

D．

$HN{O}_3$

（4）聚合釜中溶液的pH必须控制在一定的范围内，pH偏小时 $F{e}^{3+}$ 水解程度弱，pH偏大时则________．

（5）相对于常压蒸发，减压蒸发的优点是________．

（6）盐基度B是衡量絮凝剂絮凝效果的重要指标，定义式为 $\mathrm{B}=\frac{3n\left(\mathit{OH}\right)}{n\left(\mathit{Fe}\right)}$ （n为物质的量）．为测量样品的B值，取样品 $mg$ ，准确加入过量盐酸，充分反应，再加入煮沸后冷却的蒸馏水，以酚酞为指示剂，用 $cmol•L^{﹣1}$ 的标准NaOH溶液进行中和滴定（部分操作略去，已排除铁离子干扰）．到终点时消耗NaOH溶液 $VmL$ ．按上述步骤做空白对照试验，消耗NaOH溶液 $V_{0}mL$ ，已知该样品中Fe的质量分数w，则B的表达式为________．

实验室需要配制0.50 mol/L NaCl溶液480 mL，现使用NaCl固体配制，按下列操作步骤填上适当的文字，以使整个操作完整。
Ⅰ.（1）选择仪器。完成本实验所必需的仪器有：托盘天平(精确到0.1 g)、药匙、烧杯、玻璃棒、__________、_________________以及等质量的两片滤纸。
（2）计算。配制该溶液需取NaCl晶体________ g。
（3）称量。
①天平调平。 ②称量。  ③称量完毕，将药品倒入烧杯中。
（4）溶解、冷却，该步实验中需要使用玻璃棒，目的是___________________。
（5）转移、洗涤。在转移时应使用________引流，需要洗涤烧杯2～3次是为了_______________________。
（6）定容、摇匀。
（7）将配好的溶液静置一段时间后，倒入指定的试剂瓶中，并贴好标签，注明配制的时间、溶液名称及浓度。
（8）在配制过程中，某学生观察定容时液面情况如图所示，所配溶液的浓度会______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
         
Ⅱ．实验室利用如图装置进行中和热的测定，请回答下列问题：
（1）该图中有两处未画出，它们是________________，________________。
（2）在操作正确的前提下，提高中和热测定准确性的关键是_________________。
（3）如用0.5 mol/L的盐酸与NaOH固体进行实验，则实验中测得的“中和热”数值将________(填“偏大”、“偏小”、“不变”)；原因是_______________。

过氧化钙是一种温和的氧化剂，常温下为白色的固体，易溶于酸，难溶于水、乙醇等溶剂。某实验小组拟选用如下装置（部分固定装置略）制备过氧化钙。

（1）请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为                  （填仪器接口的字母编号，装置可重  复使用）。
（2）根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：①检验装置的气密性后，装入药品；②打开分液漏斗活塞，通入一段时间气体，加热药品；③反应结束后，           （填操作）；④拆除装置，取出产物。
（3）利用反应Ca^2＋＋H₂O₂＋2NH₃＋8H₂O=CaO₂ .8H₂O↓＋2NH₄^＋,在碱性环境下制取CaO₂的装置如下：

①装置A中发生反应的化学方程式为                           。
②NH₃在Ca^2＋和H₂O₂的反应历程中所起的作用是                            。
③反应结束后，经             （填操作名称）、洗涤、低温烘干可获得CaO₂ .8H₂O。
检验CaO₂ .8H₂O是否洗涤干净的操作为                                     。
④已知CaO₂ 在350℃迅速分解生成CaO和O₂。若所取产品质量是mg，加热至恒重时，
剩余固体ng，则产品中CaO₂ 的质量分数为                （用字母表示）。
（4）钙在空气中燃烧生成氮化钙(Ca₃N₂),同时可能生成过氧化钙。请利用下列试剂，设计试验检验钙的燃烧 产物中是否含有过氧化钙                    。（简要说明实验步骤、现象和结论）
限选试剂：酸化的FeCl₂溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、稀硝酸

（一）下列各组物质的分离或提纯，应选用下述方法的哪一种？（填序号）
A 分液   B 过滤  C 萃取  D 蒸馏   E 结晶
从碘水中提取碘             ；分离植物油和水             ；
（二）实验室里需要纯净的氯化钠溶液，但手边只有混有硫酸钠、碳酸氢铵的氯化钠。某学生设计了如下方案：

如果此方案正确，那么：
（1）操作②是否可改为加硝酸钡溶液？为什么？                          。
（2）操作③的目的是_____________，为什么不先过滤后加碳酸钠溶液？理由是_________________
（三）某水样中要检验出H⁺ 、SO₄^2-、Cl^- 离子，三位学生进行了如下不同的实验：
甲同学：取少量溶液先滴加石蕊溶液，再加入稍过量BaCl₂溶液，充分振荡后静置，取上层清液加入AgNO₃溶液。
乙同学：取少量溶液先加入稍过量Ba(NO₃)₂溶液，充分振荡后静置，取上层清液加入AgNO₃溶液，再加入少量NaHCO₃粉末。
（1）评价二位同学实验的合理性。甲_________ 乙___________（填“合理”或“不合理”）。如不合理，请说明原因____________________（如合理，此空不填）
（2）甲同学所加的BaCl₂溶液应该是稍过量的， 判断该试剂过量的方法是：                   。

用固体烧碱配制0.4mol·L^－1的NaOH溶液240mL：
（1）实验仪器：托盘天平（含砝码）、烧杯、玻璃棒、____________、____________。
（2）称量____________g的NaOH。
（3）称量烧碱的动作要迅速，原因是：                    _________  。
（4）下列操作中，会使所配制溶液浓度偏高的是                       。（选填字母序号）

A．NaOH在烧杯中溶解后立即转移到容量瓶

B．定容时俯视读数

C．定容、摇匀、静置，发现液面低于刻线，再加水至刻度线

D．容量瓶没有干燥即用来配制溶液

E．溶解烧碱的烧杯未洗涤

实验室常利用甲醛法测定(NH₄)₂SO₄样品中氮的质量分数，其反应原理为：
4NH₄^＋ ＋6HCHO =3H^＋＋6H₂O＋(CH₂)₆N₄H^＋ ［滴定时，1 mol (CH₂)₆N₄H^＋与 l mol H^＋相当，然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验：
步骤I 称取样品1.500 g。
步骤II 将样品溶解后，完全转移到250 mL容量瓶中，定容，充分摇匀。
步骤III 移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中，加入10 mL 20％的中性甲醛溶液，摇匀、静置5 min后，加入1—2滴酚酞试液，用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。
（1）根据步骤III 填空：
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后，直接加入NaOH标准溶液进行滴定，则测得样品中氮的质量分数________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后，水未倒尽，则滴定时用去NaOH标准溶液的体积_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
③滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察____________
(A)滴定管内液面的变化    (B)锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时，酚酞指示剂由_________色变成_________色。
（2）滴定结果如下表所示：

若NaOH标准溶液的浓度为0.1010 mol·L^－1，则该样品中氮的质量分数为___________。

铁做为重要的金属元素与人类生产生活密切相关，某课外活动小组在学习了氧化剂和还原剂后，要利用实验验证铁及其化合物的性质。
请你帮助他们完成以下实验报告：
（1）实验目的：探究铁及其化合物的氧化性和还原性
（2）试剂：铁粉、FeCl₃溶液、FeCl₂溶液、氯水、锌片、铜片
（3）仪器：胶头滴管，                  （你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器）。
（4）实验记录（虚线部分不必填写）

序号	实验内容	实验现象	离子方程式	实验结论
①	在FeCl2溶液中滴入适量氯水	溶液由浅绿色变为棕黄色		Fe^2+具有还原性
②	在FeCl2溶液中加入锌片		Zn＋Fe^2+＝Zn^2+＋Fe
③	在FeCl3溶液中加入足量铁粉		Fe＋2Fe^3+＝3Fe^2+	Fe^3+具有氧化性
④		溶液由黄色变为蓝色		Fe^3+具有氧化性

（5）实验结论：Fe只有还原性，Fe³⁺只有氧化性，Fe²⁺既有氧化性，又有还原性。
①根据以上结论判断，下列物质中既有氧化性，又有还原性的有：              （填序号）。
A  Cl₂    B  Na    C  Na⁺    D  Cl^－    E  NO₂
②亚铁盐在溶液中易被氧化，而实验室中需要纯净的亚铁盐溶液。那么保存亚铁盐溶液时应该加入少量            防止亚铁盐被氧化。

实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备 $MgS{O}_4•H_{2}O$，其实验过程可表示为

（1）在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入 $S{O}_2$气体，生成 $MgS{O}_3$，反应为 $Mg（OH{）}_2+H_{2}S{O}_3═MgS{O}_3+2H_{2}O$，其平衡常数 $K$与 $K_{sp}[Mg（OH{）}_2]、K_{sp}（MgS{O}_3）、K_{a1}（H_{2}S{O}_3）、K_{a2}（H_{2}S{O}_3）$的代数关系式为 $K＝$＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收 $S{O}_2$效率的有＿＿＿＿＿（填序号）。

A．	水浴加热氧化镁浆料
B．	加快搅拌速率
C．	降低通入 $S{O}_2$气体的速率
D．	通过多孔球泡向氧化镁浆料中通 $S{O}_2$

（2）在催化剂作用下 $MgS{O}_3$被 $O_2$氧化为 $MgS{O}_4$。已知 $MgS{O}_3$的溶解度为 $0.57g（20℃）$， $O_2$氧化溶液中 $S{O_3}^{2-}$的离子方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；在其他条件相同时，以负载钴的分子筛为催化剂，浆料中 $MgS{O}_3$被 $O_2$氧化的速率随 $pH$的变化如题图甲所示。在 $pH＝6～8$范围内，pH增大，浆料中 $MgS{O}_3$的氧化速率增大，其主要原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）制取 $MgS{O}_4•H_{2}O$晶体。在如题图乙所示的实验装置中，搅拌下，使一定量的 $MgS{O}_3$浆料与 $H_{2}S{O}_4$溶液充分反应。 $MgS{O}_3$浆料与 $H_{2}S{O}_4$溶液的加料方式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；补充完整制取 $MgS{O}_4•H_{2}O$晶体的实验方案：向含有少量 $F{e}^{3+}、A{l}^{3+}$的 $MgS{O}_4$溶液中，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。（已知： $F{e}^{3+}、A{l}^{3+}$在 $pH\ge 5$时完全转化为氢氧化物沉淀；室温下从 $MgS{O}_4$饱和溶液中结晶出 $MgS{O}_4•7H_{2}O$， $MgS{O}_4•7H_{2}O$在 $150～170℃$下干燥得到 $MgS{O}_4•H_{2}O$，实验中需要使用 $MgO$粉末）

超纯 $Ga（C{H}_3{）}_3$是制备第三代半导体的支撑源材料之一，近年来，我国科技工作者开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯 $Ga（C{H}_3{）}_3$方面取得了显著成果，工业上以粗镓为原料，制备超纯 $Ga（C{H}_3{）}_3$的工艺流程如图：

知：①金属 $Ga$的化学性质和 $Al$相似， $Ga$的熔点为 $29.8℃$；

② $E{t}_{2}O$（乙醚）和 $N{R}_3$（三正辛胺）在上述流程中可作为配体；

③相关物质的沸点：

物质	$Ga（C{H}_3{）}_3$	$E{t}_{2}O$	$C{H}_{3}I$	$N{R}_3$
沸点/ $℃$	$55.7$	$34.6$	$42.4$	$365.8$

回答下列问题：

（1）晶体 $Ga（C{H}_3{）}_3$的晶体类型是＿＿＿＿＿；

（2）“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在 $40～45℃$的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，阴极的电极反应式为＿＿＿＿＿；

（3）“合成 $Ga（C{H}_3{）}_3（E{t}_{2}O）$”工序中的产物还包括 $Mg{I}_2$和 $C{H}_{3}MgI$，写出该反应的化学方程式＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

（4）“残渣”经纯水处理，能产生可燃性气体，该气体主要成分是＿＿＿＿＿；

（5）下列说法错误的是＿＿＿＿＿；

A.流程中 $E{t}_{2}O$得到了循环利用

B.流程中，“合成 $G{a}_{2}M{g}_5$”至“工序 $X$”需在无水无氧的条件下进行

C.“工序 $X$”的作用是解配 $Ga（C{H}_3{）}_3（N{R}_3）$，并蒸出 $Ga（C{H}_3{）}_3$

D.用核磁共振氢谱不能区分 $Ga（C{H}_3{）}_3$和 $C{H}_{3}I$

（6）直接分解 $Ga（C{H}_3{）}_3（E{t}_{2}O）$不能制备超纯 $Ga（C{H}_3{）}_3$，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯 $Ga（C{H}_3{）}_3$的理由是 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；

（7）比较分子中的 $C﹣Ga﹣C$键角大小： $Ga（C{H}_3{）}_3$　＿＿＿＿＿　 $Ga（C{H}_3{）}_3（E{t}_{2}O）$（填“＞”“＜”或“＝”），其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

钴配合物[Co（NH₃）₆]Cl₃溶于热水，在冷水中微溶，可通过如下反应制备：2CoCl₂+2NH₄Cl+10NH₃+H₂O₂2[Co（NH₃）₆]Cl₃+2H₂O

具体步骤如下：

Ⅰ.称取2.0gNH₄Cl，用5mL水溶解。

Ⅱ.分批加入3.0gCoCl₂•6H₂O后，将溶液温度降至10℃以下，加入1g活性炭、7mL浓氨水，搅拌下逐滴加入10mL6%的双氧水。

Ⅲ.加热至55～60℃反应20min。冷却，过滤。

Ⅳ.将滤得的固体转入含有少量盐酸的25mL沸水中，趁热过滤。

Ⅴ.滤液转入烧杯，加入4mL浓盐酸，冷却、过滤、干燥，得到橙黄色晶体。

回答下列问题：

（1）步骤Ⅰ中使用的部分仪器如图。

仪器a的名称是 　 　。加快NH₄Cl溶解的操作有 　 　。

（2）步骤Ⅱ中，将温度降至10℃以下以避免 　 　、　 　；可选用 　 　降低溶液温度。

（3）指出下列过滤操作中不规范之处：　 　。

（4）步骤Ⅳ中，趁热过滤，除掉的不溶物主要为 　 　。

（5）步骤Ⅴ中加入浓盐酸的目的是 　 　。

近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：   

（1）Deacon发明的直接氧化法为： $4HCl\left(g\right)+O_2\left(g\right)=2C{l}_2\left(g\right)+2H_{2}O\left(g\right)$ 。下图为刚性容器中，进料浓度比 c(HCl) ∶ $c\left(O_2\right)$ 分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：

可知反应平衡常数 K（300℃）________ K（400℃）（填"大于"或"小于"）。设HCl初始浓度为 $c_0$ ， 根据进料浓度比 c(HCl)∶ c(O ₂)=1∶1的数据计算 K（400℃）=________（列出计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比 c(HCl)∶ $c\left(O_2\right)$ 过低、过高的不利影响分别是________。

（2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行：

$CuC{l}_2\left(s\right)=CuCl\left(s\right)+\frac{1}{2} C{l}_2\left(g\right)$  Δ $H_1=83kJ·mol{ }^{-1}$

$CuCl\left(s\right)+\frac{1}{2}{O}_2\left(g\right)=CuO\left(s\right)+\frac{1}{2}C{l}_2\left(g\right)$  Δ $H_2=-20kJ·mol{ }^{-1}$

$CuO\left(s\right)+2HCl\left(g\right)=CuC{l}_2\left(s\right)+H_{2}O\left(g\right)$     Δ $H_3=-121kJ·mol{ }^{-1}$

则 $4HCl\left(g\right)+O_2\left(g\right)=2C{l}_2\left(g\right)+2H_{2}O\left(g\right)$ 的   Δ H=________ $kJ·mol{ }^{-1}$ 。

（3）在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是________。（写出2种）   

（4）在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如下图所示：

负极区发生的反应有________（写反应方程式）。电路中转移1 mol电子，需消耗氧气________L（标准状况）

凯氏定氨法是测定蛋白质中氮含量的经典方法，其原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化成铵盐，利用如图所示装置处理铵盐，然后通过滴定测量．已知： $N{H}_3+H_{3}B{O}_3=N{H}_3•H_{3}B{O}_3；N{H}_3•H_{3}B{O}_3+HCl=N{H}_{4}Cl+H_{3}B{O}_3$ ．

回答下列问题：

（1）a的作用是________．

（2）b中放入少量碎瓷片的目的是________．f的名称是________．

（3）清洗仪器：g中加蒸馏水：打开 $K_1$ ， 关闭 $K_2$ 、 $K_3$ ， 加热b，蒸气充满管路：停止加热，关闭 $K_1$ ， g中蒸馏水倒吸进入c，原因是________；打开 $K_2$ 放掉水，重复操作2～3次．

（4）仪器清洗后，g中加入硼酸（ $H_{3}B{O}_3$ ）和指示剂，铵盐试样由d注入e，随后注入氢氧化钠溶液，用蒸馏水冲洗d，关闭 $K_1$ ， d中保留少量水，打开 $K_1$ ， 加热b，使水蒸气进入e．

①d中保留少量水的目的是________．

②e中主要反应的离子方程式为________，e采用中空双层玻璃瓶的作用是________．

（5）取某甘氨酸（ $C_2{H}_{3}N{O}_2$ ）样品m 克进行测定，滴定g中吸收液时消耗浓度为 $cmol•L^{﹣1}$ 的盐酸 $VmL$ ，则样品中氮的质量分数为________%，样品的纯度≤________%．

掌握仪器名称、组装及使用方法是中学化学实验的基础，下图为两套实验装置：

（1）写出下列仪器的名称：A．           B．           C．___________
（2）若利用装置I分离四氯化碳和酒精的混合物，还缺少的仪器是           ，将仪器补充完整后进行实验，温度计水银球的位置在            处。冷凝水的进出方向为              。
（3）现需配制0.1mol/LNaOH溶液450mL，装置II是某同学转移溶液的示意图。
①图中的错误是        。除了图中给出的的仪器和托盘天平外，为完成实验还需的仪器有：          。
②根据计算得知，所需NaOH的质量为               g

某校化学课外小组为了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠两种白色固体，用不同的方法做了以下实验，如图Ⅰ～Ⅳ所示．

（1）只根据图Ⅰ、Ⅱ所示实验，能够达到实验目的是（填装置序号）______________．
（2）图Ⅲ、Ⅳ所示实验均能鉴别这两种物质，其反应的化学方程式为_____________，____________；与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ的优点是（填选项序号）______________．
A．Ⅳ比Ⅲ复杂
B．Ⅳ比Ⅲ安全
C．Ⅳ可以做到用一套装置同时进行两个对比实验，而Ⅲ不行
（3）若用实验Ⅳ验证碳酸钠和碳酸氢钠的稳定性，则试管B中装入的固体应是（填化学式）____________．
（4）将碳酸氢钠溶液与澄清石灰水混合并充分反应。当碳酸氢钠与氢氧化钙物质的量之比为2：1时，所得溶液中溶质的化学式为_____________，请设计实验检验所得溶液中溶质的阴离子______________．

实验题

I．（1）写出上图中A仪器的名称___________（2）冷凝管的进水口为_____________（填字母）
Ⅱ．实验室要配制2 mol/L稀硫酸240 mL。
（1）量取浓硫酸时，用下面那种规格的量筒____________（填序号）
①10 ml   ②50 ml   ③100 ml   ④500 ml
（2）配制该稀硫酸时使用的仪器除量筒、烧杯外，还必须用到的仪器有             、             、        等．
（3）在配制过程中，如果出现下列情况，将对所配溶液的物质的量浓度有何影响？(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
①用量筒量取浓硫酸时，仰视量筒进行读数_____________；
②定容时，液面超过刻度线后用胶头滴管吸至液面处_____________；
③ 容量瓶事先有水，没干燥_____________
III.200ml 5mol/lNaOH溶液中含溶质的质量是      g,取出20 ml溶液，其溶质的物质的量浓度是       。将取出的溶液稀释至100 ml，其溶质的物质的量浓度是        。