高中化学实验题

某校化学课外小组用硫酸铁废液(含少量硫酸铜和稀硫酸)，制备硫酸亚铁晶体并进行如下实验。制备硫酸亚铁晶体主要的操作流程如下：

请根据题目要求回答下列问题：
（1）A的化学式为                  。
（2）趁热过滤的目的是                  。
（3）结晶操作过程中应控制滤液酸性的原因是                  。
（4）实验室利用硫酸亚铁铵溶液[(NH₄)₂Fe(SO₄)₂]和草酸溶液反应生成草酸亚铁，草酸亚铁晶体(相对分子质量180)受热易分解，某课外小组设计如图的实验装置来检验其分解产物。

①该装置中最不合理的部分       (填字母)，原因是                   。
②改用正确装置开始实验，B处变蓝，说明草酸亚铁晶体中有        ；C处有白色沉淀，E处黑色粉末变为红色，说明草酸亚铁分解产生         (填化学式)。

用酸式滴定管准确移取25.00mL某未知浓度的盐酸溶于一洁净的锥形瓶中，然后用0.2000mol·L ^-1的氢氧化钠溶液(指示剂为酚酞)，滴定结果如下：

	NaOH起始读数	NaOH终点读数
第一次	0.10mL	18.60mL
第二次	0.30mL	18.00mL

（1）根据以上数据可以计算出盐酸的物质的量浓度为             mol·L^-1．
（2）达到滴定终点的标志是                      。
（3）以下操作造成测定结果偏高的原因可能是                  。
A．配制标准溶液的氢氧化钠中混有Na₂CO₃杂质
B．滴定终点读数时，俯视滴定管的刻度，其它操作均正确
C．盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用待测液润洗
D．滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
E．未用标准液润洗碱式滴定管

硼酸 $（H_3{\mathit{BO}}_3）$ 是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿（含 ${Mg}_2{B}_2{O}_5\bullet H_{2}O、{SiO}_2$ 及少量 ${Fe}_2{O}_3、{Al}_2{O}_3$ ）为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）在 $95℃$ "溶侵"硼镁矿粉，产生的气体在"吸收"中反应的化学方程式为_________。

（2）"滤渣1"的主要成分有_________。为检验"过滤1"后的滤液中是否含有 ${\mathrm{Fe}}^{3+}$ 离子，可选用的化学试剂是_________。

（3）根据H3BO3的解离反应： $H_3{\mathit{BO}}_3+H_{2}O\rightleftharpoons H^{+}+B{\left(\mathit{OH}\right)}_4^{-}$ ， ${\mathrm{K}}_a=5.81\times {10}^{-10}$ ，可判断 $H_3{\mathit{BO}}_3$ 是_______酸；在"过滤2"前，将溶液pH调节至3.5，目的是_______________。

（4）在"沉镁"中生成 ${Mg\left(\mathit{OH}\right)}_2\bullet {Mg\mathit{CO}}_3$ 沉淀的离子方程式为__________，母液经加热后可返回___________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。

实验室用50 mL 0.50 mol·L^－1盐酸、50 mL 0.55 mol·L^－1 NaOH溶液和下图所示装置进行测定中和热的实验，得到表中的数据：

实验次数	起始温度t1/℃	终止温度t2/℃
盐酸	NaOH溶液
1	20.2	20.3	23.7
2	20.3	20.5	23.8
3	21.5	21.6	24.9

试完成下列问题：
（1）实验时用环形玻璃棒搅拌溶液的方法是____________________。
不能用铜丝搅拌棒代替环形玻璃棒的理由是_____________________。
（2）经数据处理，t₂—t₁＝3.4 ℃。则该实验测得的中和热ΔH＝________[盐酸和NaOH溶液的密度按1 g·cm^－3计算，反应后混合溶液的比热容(c)按4.18 J·(g·℃)^－1计算]。
（3）若将NaOH溶液改为相同体积、相同浓度的氨水，测得中和热为ΔH₁，则ΔH₁与ΔH的关系为：ΔH₁__________ΔH(填“＜”、“＞”或“＝”)，理由是_______________。

如图所示a、b、c、d分别是几种常见漏斗的上部，A、B、C、D是实际操作中各漏斗的下部插入容器中的示意图，请指出A、B、C、D分别与a、b、c、d相匹配的组合，及其组合后装置在实验中的应用，例如：C和a组合，用于制取气体。

① A与＿＿＿＿组合，用于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
② B与＿＿＿＿组合，用于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
③ B与＿＿＿＿组合，用于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，
④ D与＿＿＿＿组合，用于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

实验室配制480 mL 0.1mol·L^-1 NaOH溶液，回答下列问题
（1）应用托盘天平称取氢氧化钠固体              g。
（2）配制NaOH溶液时需用的主要仪器有托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒           、           。使用容量瓶前必须进行的操作是                     。
（3）配制时，该实验两次用到玻璃棒，其作用分别是            、              。
（4）定容时若加水超过刻度线，应如何处理？                     。
（5）试分析下列操作对所配溶液的浓度有何影响。
A．偏高     B．偏低     C．不变（用符号回答）
①定容时俯视刻度线                  ；
②放在滤纸上称量NaOH固体                    。
③容量瓶没有干燥，有少量蒸馏水：                    。
④定容后，加盖倒转摇匀后，发现液面低于刻度线，又滴加蒸馏水至刻度：               。
（6）请你帮助把试剂瓶（盛放上述配制好的溶液）上标签的内容填上去 (标签如图)。

为探究铁和稀硝酸反应的产物，某兴趣小组进行如下实验。
查阅资料
i.NO+Fe(NO)SO₄（棕色）
ii.KMnO₄溶液可氧化吸收NO和NO₂
iii.0.2mol∙L-1NaOH溶液可完全吸收NO、NO₂混合气体中的NO₂，而不吸收NO
实验Ⅰ 用以下装置验证铁和过量12mol∙L-1硝酸反应产生的气体中含有NO

（1）图1的A装置中加入硝酸前需加入N₂一段时间的目的是______________。
（2）通N₂一段时间后，加入12mol∙L^-1硝酸后看到A装置中产生红棕色气体，B装置中溶液变棕色。根据实验现象不能确定产生的气体中含有NO，理由是_______________。请在图1装置的基础上提出改进措施______________________。
（3）用图1的A装置和图2装置可测量反应产生的NO体积，实验操作如下
a．连接装置，并检查气密性
b．往A装置中加入铁片后，再往分液漏斗加入12mol∙L^-1的硝酸
c．通N₂一段时间后关闭
d．向水槽中加入0.2 mol∙L^-1NaOH溶液
e.打开分液漏斗活塞，加入一定量12 mol∙L^-1硝酸后，关闭活塞
f.将装满0.2 mol∙L^-1NaOH溶液的量筒倒扣在水槽中
g.待反应装置恢复至室温时，读取数据
①操作的正确顺序是a→b→______→______→______→______→g
②读取数据时应注意__________________。
实验Ⅱ 对4mol∙L^-1硝酸与过量铁反应的产物进行探究
反应过程中溶液中c(H⁺)和产生气体的体积（标准状况下）随铁的消耗量变化关系如下图所示。
（4）据图推测HNO₃在bc段的还原产物是_________（填化学式）；若在ab段只产生单一的气体，则该气体是________（填化学式）。

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        。