高中化学实验题

2008年10月14日长江商报报道：湖北监利钒污染致近千人患严重皮肤病。监利县有投产和在建的非法钒冶炼厂达9家，非法钒冶炼厂所造成的污染使得草木枯萎，饮水变咸，清河变浊，人畜奇怪病变，曾经的鱼米之乡正受到前所未有的污染威胁。钒和钒(V)的化合物在工业上有重要用途。如五氧化二钒是工业接触法制硫酸的催化剂。查阅资料知，利用钒矿石制五氧化二钒和钒的工艺流程图如下：

（1）钒（V）的原子序数为23，下列对钒在元素周期表中位置和元素类别判断正确的是            。
A．它位于第五周期第Ⅴ_B族    B．它位于第四周期第Ⅴ_B族    C．它是过渡元素 
D．它位于第五周期第Ⅴ_A族    E．它位于第四周期第Ⅴ_A族    F．它与铁位于同一周期
（2）工业上，接触法制硫酸在接触室里发生反应：2SO₂+O₂2SO₃，催化剂一般是V₂O₅，下列对五氧化二钒作用的描述正确的是            。
A．能增大该反应所需要的能量      B．能提高二氧化硫的转化率      
C．能改变该反应的反应热（△H）  D．能同程度增大正、逆反应速率   
E．能增加SO₂和O₂分子的能量
（3）写出下列化学方程式：
反应I：          ；反应III：                         ；反应IV：        。
（4）预测反应II发生的原因是         ；IV的反应类型是         。

某纯碱样品中含有少量氯化钠杂质，为了测定此样品纯度，甲同学设计了下图所示装置和实验方案。实验步骤如下：

①按图将仪器组装好并检查气密性；
②准确称量盛有碱石灰的干燥管Ⅰ的质量（设为m₁）；
③准确称量纯碱样品的质量（设为n），放入广口瓶A内；
④打开分液漏斗a的旋塞，缓缓滴入稀盐酸，至不再产生气泡为止；
⑤称量干燥管Ⅰ的质量（设为m₂）。
（1）实验操作④要缓缓地进行，其理由是_________。如果操作太快，会导致测定结果________（填偏大、偏小或不变）。
（2）装置B的作用是_____________________；干燥管Ⅱ的作用是___________________。
（3）根据甲同学的实验数据，写出计算纯碱样品纯度的公式_______________________。
（4）方案评价：乙同学认为甲同学的方案有缺陷。乙同学认为稀盐酸要改为稀硫酸，否则会导致测定结果偏大。你认为还有其它缺陷吗？如果有，提出你的改进意见或需要添加的实验步骤，并指出甲同学缺少这一步骤会对结果产生什么影响（填偏大、偏小或不变），将答案填入表中（不一定要填满）。

序号	改进意见	缺少时的影响
①
②
③

（12分每空两分）某同学用0.10 mol/L的HCl溶液测定未知浓度的NaOH溶液，其实验操作如下：

A．用酸式滴定管量取20.00mLHCl溶液注入锥形瓶，同时滴加2-3滴酚酞试液；

B．用0.10 mol/L的HCl溶液润洗酸式滴定管；

C．把滴定管用蒸馏水洗净；

D．取下碱式滴定管，用待测NaOH溶液润洗后，将待测NaOH溶液注入碱式滴定管至距离刻度“0”以上2—3cm处，再把碱式滴定管固定好，调节液面；

E．检查滴定管是否漏水；
F．另取锥形瓶，再重复以上操作1—2 次；
G．把锥形瓶放在碱式滴定管下边，瓶下垫一张白纸，边滴边摇动锥形瓶，直到加入l滴碱液后溶液颜色突变并在半分钟内不再变色为止，记下滴定管液面所在的刻度。请回答下列问题：
(1)滴定操作的正确顺序是：(填字母)     →C→     →B→     →    →   __       。
(1) G步操作中在锥形瓶下垫一张白纸是的作用是                 。
(3)D步操作中液面应调节到           ，尖嘴部分应           。
(4)滴定终点读数时，如果仰视液面，读出的数值                  ，若滴定前平视读数则由此计算得到的NaOH溶液浓度       。(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)

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        。

碲（Te）被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素，创造人间奇迹的桥梁”．实验室模拟提取碲的一个实验是：取某含碲溶液于烧瓶中，加入适量NaC1，加热到一定温度，持续通入SO₂，待反应一定时间，过滤得到粗碲．
（1）反应的总化学方程式为：TeOSO₄+2SO₂+3XTe↓+3H₂SO₄，则X为      （化学式）．
（2）为探究获得较高粗碲沉淀率的反应条件，某研究小组在控制NaC1浓度和SO₂流量不变的条件下，进行下述对比试验，数据如下：

实验	温度/℃	反应时间/h	粗蹄沉淀率
a	65	3.0	65.0
b	80	3.0	98.9
c	80	2.0	98.9
d	90	2.0	97.0

①该小组研究的反应条件是       和        ．
②实验a和b的目的是                                      ．
③在上述四组实验中，最佳的反应条件是      ℃和       h．
④为了提升设备利用效率和节约能源，可进一步优化反应条件测定粗碲沉淀率．若再设计对比实验，选择的反应条件还可以是       （填选项）．
A.80℃，1.5h         B.80℃，2.5h
C.70℃，2.0h         D.95℃，2.0h．

水中因含有机物而具有较高的化学耗氧量。常用酸性KMnO₄氧化有机物测其含量。主要操作步骤如下：

（1）仪器A为       （填酸式或碱式）滴定管；要顺利完成实验，步骤Ⅲ中溶液颜色应为            。
（2）完善步骤Ⅳ涉及的离子方程式：
   C₂O₄^2—+   MnO₄^—+        =   Mn²⁺+   CO₂↑+       
该步骤中KMnO₄溶液紫色会逐渐褪去．某探究小组测得某次实验（恒温）时溶液中Mn²⁺物质的量与时间关系如图．

请解释n（Mn²⁺）在反应起始时变化不大、一段时间后快速增大的原因：                             
（3）若步骤Ⅳ中所用Na₂C₂O₄溶液为20.00ml，已知滴定后的液面如图所示，请写出滴定前的液面读数            。

（4）若实验测量结果比实际有机物含量偏高，分别从以下两个方面猜想：
猜想1：水样中Cl^—影响
猜想2：配制Na₂C₂O₄标液定容时              。
（5）若猜想1成立，请根据资料卡片补充完善上述实验以消除Cl^—影响。（限选试剂：AgNO₃溶液、Ag₂SO₄溶液、KMnO₄溶液、Na₂C₂O₄溶液）                                    。
资料卡片：
1、有机物可被HNO₃氧化。
2、AgCl不与酸性KMnO₄溶液反应。
3、Ag₂C₂O₄可被酸性KMnO₄溶液氧化。

某研究性学习小组做了以下实验：向溴水中加入足量乙醛溶液，观察到溴水褪色的现象。
（1）[提出问题]
产生上述现象的原因是什么？
（2）[提出猜想]
①溴水与乙醛发生取代反应。
②___________________________________________________。
③___________________________________________________。
（3）[设计方案]
方案一：检验褪色后溶液的酸碱性。
方案二：测定反应前溴水中Br₂的物质的量和反应后Br^－离子的物质的量。
（4）[实验探究]
取含0.005mol Br₂的溶液10mL，加入足量乙醛溶液使其褪色，再加入过量AgNO₃溶液，过滤、洗涤、干燥后称重固体质量为1.88g。
（5）[解释与结论]
假设测得反应前溴水中Br₂的物质的量为a mol，
若测得反应后n(Br^－)＝0 mol，则说明溴水与乙醛发生了____________反应。
若测得反应后n(Br^－)＝a mol，则说明溴水与乙醛发生了____________反应。
若测得反应后n(Br^－)＝2a mol，则说明溴水与乙醛发生了____________反应。
若已知CH₃COOAg易溶解于水，试通过计算判断溴水与乙醛发生反应的类型为___________。理由是________________________________________。
其反应的离子方程式为__________________________________________________。
（6）[反思与评价]
方案一是否可行？__________。理由是_______________________________。

下图是教师在课堂中演示的两个实验装置（铁架台等辅助仪器略去未画）。

实验一                    实验二
回答下列问题：
⑴实验一的实验目的是                                          ，实验过程中可以看到烧杯中的实验现象是                                      ，加热过程中发生反应的化学方程式是：                                      。
⑵实验二用来验证Na₂O₂与CO₂的反应，观察到的实验现象是：包有Na₂O₂的棉花燃烧。从该实验可以得出许多结论，请你写出由该实验得出的两个结论：
结论1：                                           ；
结论2：                                           。