高中化学实验题

在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验，所用仪器如下图：

（1）连接上述仪器的正确顺序（填各接口处的字母）：E接       ；       接       ；        接       ；
       接        。
（2）装置中，饱和食盐水的作用是                             ；NaOH溶液的作用是                           。
（3）化学实验中常用湿润的淀粉—KI试纸检验是否有Cl₂产生。如果有Cl₂产生，可观察到                   ，
（4）写出下列化学反应的方程式：
①气体发生装置中进行的反应：                                                      
②NaOH溶液中发生的反应：                                                                 
（5）KMnO₄的氧化性比MnO₂强得多，实验室可以用KMnO₄固体和浓盐酸反应制取氯气，反应方程式如下：
2KMnO₄+16HCl (浓)= 2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O。
①请用“双线桥”标出电子转移的方向和数目：
2KMnO₄+16HCl (浓)= 2KCl+2MnCl₂+5Cl₂↑+8H₂O。
②该反应中被氧化和未被氧化的盐酸的物质的量之比是               ，如果将20ml 12mol·L^－1的浓盐酸与足量KMnO₄充分反应，实际能收集到的氯气在标准状况下的体积将                    。

A．≥1.68L

B．＞1.68L

C．≤1.68L

D．＜1.68L

人们认识和应用物质常从两方面入手，一是从物质的类别认识该物质可能跟哪些物质发生反应；二是从物质所含元素的化合价分析该物质是否具有氧化性或还原性。
（1）下图1是硫元素的各个价态与物质类别的对应关系：

①写出指定物质的化学式：A            ，B            。
②写出SO₂转化为A的化学反应方程式：                                        。
（2）为认识浓硫酸的强氧化性，老师在B、C、D试剂瓶中依次分装酸性KMnO₄溶液、品红溶液、澄清石灰水，进行图2所示的实验。
①写出A中发生的化学反应方程式：                                                。
②C试剂瓶中品红溶液的作用：                              。。
③老师提醒同学们，如果B、D顺序对调，即使澄清石灰水变浑浊也不能说明木炭已被氧化成CO₂其原因是                                                 （用化学方程式表示）
④下列实验中能证明某气体为SO₂的是 
a．使澄清石灰水变浑浊
b．使湿润的蓝色石蕊试纸变红
c．使品红溶液褪色
d．通入足量NaOH溶液中，再滴加BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，该沉淀溶于稀盐酸
e．通入氯水中，能使氯水褪色，再滴加Ba(NO₃)₂溶液有白色沉淀产生

二氧化氯（ClO₂，黄绿色易溶于水的气体）是高效、低毒的消毒剂，回答下列问題：
（1）KClO₃可以和草酸（H₂C₂O₄）、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO₂，还生成CO₂和KHSO₄等物质。写出该反应的化学方程式      。
（2）实验室用NH₄Cl、盐酸、NaClO₂(亚氯酸钠）为原料，通过以下过程制备ClO₂：
①电解时发生反应的化学方程式为                         。
②溶液X中大量存在的阴离子有__________。
③除去ClO₂中的NH₃可选用的试剂是       (填标号)。
a．水 b．碱石灰C．浓硫酸 d．饱和食盐水
（3）用下图装置可以测定混合气中ClO₂的含量：

Ⅰ．在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL水溶解后，再加入 3 mL稀硫酸：
Ⅱ．在玻璃液封装置中加入水.使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ．将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ．将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中：
Ⅴ．用0.1000 mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液
（I₂+2S₂O₃^2-＝2I^－+S₄O₆^2－)，指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：
①锥形瓶内ClO₂与碘化钾反应的离子方程式为                       。
②玻璃液封装置的作用是               。
③V中滴定至终点的现象是              。
④测得混合气中ClO₂的质量为           g.。

(1)研究CO₂在海洋中的转移和归宿，是当今海洋科学研究的前沿领域。
海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上，其准确测量是研究海洋碳循环的基础，测量溶解无机碳，可采用如下方法：①气提、吸收CO₂，用N₂从酸化后的海水中吹出CO₂并用碱液吸收（装置示意图如下），将虚线框中的装置补充完整并标出所用试剂。

②滴定。将吸收液洗后的无机碳转化为NaHCO₃，再用xmol/LHCl溶液滴定，消耗ymlHCl溶液，海水中溶解无机碳的浓度=        mol/L。
（2）室温下，0.1 mol/L NaClO溶液的pH   0.1 mol/L Na₂SO₃溶液的pH。（选填“大于”、“小于”或“等于”）。浓度均为0.1 mol/L 的Na₂SO₃和Na₂CO₃的混合溶液中，SO₃^2–、CO₃^2–、HSO₃^–、HCO₃^– 浓度从大到小的顺序为      。
已知： H₂SO₃  K_i1=1.54×10^-2  K_i2=1.02×10^-7
HClO  K_i1=2.95×10^-8
H₂CO₃  K_i1=4.3×10^-7  K_i2=5.6×10^-11

下图所示是用于气体制备、干燥、性质验证、尾气处理的部分仪器装置（加热及夹持固定装置均已略去）。请根据下列要求回答问题。

（1）若锥形瓶中盛装Na₂O₂固体，分液漏斗中盛装浓氨水，慢慢打开分液漏斗的活塞：
① 锥形瓶内产生的气体主要有（写化学式）                 。
② 用产生的气体做氨的催化氧化实验，各仪器装置按气流方向从左到右连接顺序是（填字母）（  ）→（  ）→（  ）→E 
③试管B中的现象为             ，反应方程式为                       。
（2）若锥形瓶中盛装锌片，分液漏斗中盛装稀硫酸，当仪器连接顺序为A→C→B→B→D时，两次使用B装置，其中所盛的药品依次是CuO、无水CuSO₄粉末。
①此实验的目的是                                             ，
D装置的作用是                                             。
②为了使B中CuO反应充分，在不改变现有药品的条件下，可采取的方法有                     。（写出一种即可）
③加热前必须进行的操作是                                    。

如图1是盛硫酸的试剂瓶上的标签的部分内容，现实验需要0.5 mol•L^-1H₂SO₄溶液480mL，若由你来配制所需溶液，请根据实验室已有的仪器和药品情况回答下列问题：

（1）容量瓶应如何检漏____________________________________；
（2）实验中除量筒、烧杯外还需要的其他仪器________________；
（3）计算所需浓硫酸的体积约为______mL；若将该硫酸与等体积的水混合，所得溶液中溶质的质量分数__________49%（填“＜”、“=”或“＞”）。
（4）下列操作会引起所配溶液浓度偏大的是_______（填字母）。
A．用量筒量取浓硫酸时，仰视量筒的刻度
B．向容量瓶中转移时，溶液未冷却
C．定容时仰视刻度线
D．定容后倒置摇匀后再正立时，发现液面低于刻度线
（5）温度计、量筒、滴定管的一部分如图2所示，下述读数（虚线所指刻度）及说法正确的是_____（填字母）．A．①是量筒，读数为2.5mLB．②是量筒，读数为2.5mLC．③是滴定管，读数为2.5mLD．①是温度计，读数为2.5℃

甲乙两同学对保存已久的Na₂SO₃试剂进行试验探究。取适量Na₂SO₃样品于洁净烧杯中，加入适量蒸馏水，充分搅拌全部溶解。
（1）测上述溶液的PH值，其PH值＞7，原因是（用离子方程式表示）                       
（2）取少量上述溶液于试管中，加入硝酸钡溶液生成白色沉淀，再加入盐酸，白色沉淀不溶解，甲认为已变质，乙认为他的结论不科学，理由是                    
（3）假设试剂由Na₂SO₃和Na₂SO₄组成，设计试验方案，进行成分检验，他们决定继续探究，请在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。限选试剂及仪器：稀盐酸、稀硝酸、氯化钡溶液，品红溶液，酸性高锰酸溶液，NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置。
步骤2：取适量步骤1所得溶液于试管中，加入少量的                    溶液。	若溶液褪色，说明其有         若溶液不褪色，说明其中没有
步骤3： 再取适量步骤1所得溶液于另一试管中，先加入足量的稀盐酸，再滴加           溶液。	如果有白色沉淀生成，则说明其中有             ，已经变质。 如果没有白色沉淀生成，则说明其中没有

（4）经实验检验后，确实已变质，现准确测定其中Na₂SO₃的含量。实验如下：
①配制250ml 约0.2mol•L^-1 Na₂SO₃溶液：准确称取w克试样，置于烧杯中，加适量蒸馏水溶解，将溶液转入            ，洗涤，定容，摇匀。
②滴定：准确量取25.00ml Na₂SO₃所配制溶液于锥形瓶中，将 0.05mol•L^-1酸性高锰酸钾装入50ml          （填酸式或碱式）滴定管，滴定至终点，记录数据。重复滴定2次。平均消耗KMnO₄VmL。
③计算Na₂SO₃的质量分数=              （只列出计算式，不要求算出结果）

某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验，并利用产物进一步制取FeCl₃·6H₂O 晶体。（图中夹持及尾气处理装置均已略去）
 
（1）烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是                           。
装置B中发生反应的化学方程式是 ____________________________
（2）如果要在C处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行                     ，装置E中的现象是                         
（3）停止反应，待B管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤。简述检验滤液中Fe³⁺的操作方法 __________________________。
（4）该小组学生利用上述滤液制取FeCl₃·6H₂O晶体，设计流程如下：
 
① 步骤I中通入Cl₂的作用是____________________________。
② 步骤II从FeCl₃稀溶液中得到FeCl₃·6H₂O晶体的主要操作包括：                    

（一）酸碱中和滴定是利用中和反应，用已知浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱（或酸）的实验方法。某学生用0.1032 mol·L^－1的氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸溶液，其操作可分解为如下几步：
（A）移取25.00mL待测的盐酸溶液注入洁净的锥形瓶，并加入2-3滴酚酞
（B）用标准溶液润洗滴定管2-3次
（C）把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好，调节液面使滴定管尖嘴充满溶液
（D）取标准NaOH溶液注入碱式滴定管至0刻度以上2-3cm
（E）调节液面至0或0刻度以下，记下读数
（F）把锥形瓶放在滴定管的下面，用标准KOH溶液滴定至终点，记下滴定管液面的刻度
完成以下填空：
（1）正确操作的顺序是（用序号字母填写）______________________。
（2）重复三次的实验数据如下表所示：

实验序号	消耗0.1032 mol·L^－1的氢氧化钠溶液的体积/mL	待测盐酸溶液的体积/mL
1	28.84	25.00
2	27.83	25.00
3	27.85	25.00

则待测HCl的物质的量浓度是________mol·L^－1。
（3）滴定至终点的现象是                   。
（4）下列操作中可能使所测盐酸的浓度数值偏低的是                 。
A．碱式滴定管未用标准溶液润洗就直接注入标准液
B．滴定前盛放盐酸的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C．碱式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失
D．读取氢氧化钠溶液体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数
（5）若用同浓度的氨水与同浓度的盐酸混合至二者恰好完全中和时，该溶液中离子浓度大小关系为                 。
（二）从海水中提取溴的工业流程如图：

（1）以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴，其目的是               。
（2）上述流程中吹出的溴蒸气，也可先用二氧化硫水溶液吸收，再用氯气氧化后蒸馏。写出溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式：                    。

制得的碳酸钠样品中往往含有少量NaCl，现欲测定样品中Na₂CO₃的质量分数，某探究性学习小组分别设计了如下实验方案。请回答下列有关问题：
方案一：把一定质量的样品溶解后加入过量的CaCl₂溶液，将所得沉淀            (填操作名称)、洗涤、烘干、称量、计算。洗涤沉淀的具体操作是                             。
方案二：把一定量的样品与足量硫酸反应后，用下图所示装置测定产生CO₂的体积，为了确保测定结果的准确性，B中的溶液最好采用              。下图装置中实验仪器a的名称是        。

方案三：利用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等在图中均已略去）。实验步骤如下：
①按图连接装置，并检查气密性；
②准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为33.4g；
③准确称得6g纯碱样品放入容器b中；
④打开分液漏斗a的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；
⑤打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为35.6g。

（1）若④⑤两步的实验操作太快，则会导致测定结果          （填“偏大”或“偏小”）。
（2）装置A中试剂X应选用                 。
（3）E装置的作用是                 。
（4）根据实验中测得的有关数据，计算纯碱样品Na₂CO₃的质量分数为           （结果保留小数点后一位）。

三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。现有一红色粉末可能含有Fe₂O₃和Cu₂O中的一种或两种，设计合理的实验探究样品中Fe₂O₃、Cu₂O的存在。
查阅数据知：Cu₂O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，在空气中加热生成CuO。
请完成以下实验探究过程：
（一）提出假设
假设1：红色粉末是Fe₂O₃；
假设2：红色粉末是__________________；
假设3：红色粉末是___________________。
(二)设计实验方案
取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加 KSCN 试剂．
（1）若假设1成立，则实验现象是_________________________。
（2）若滴加 KSCN 试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁．你认为这种说法合理吗？______________。简述你的理由________________________。
（3）若固体粉末完全溶解，向所得溶液中滴加KSCN 试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是_______________。写出实验过程中发生反应的离子方程式________________、_______________、__________________。
（4）若经实验分析，确定红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物．欲用加热法测定Cu₂O的质量分数．取a g固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为bg(b＞a)，则混合物中Cu₂O的质量分数为_______。

（1）某课外活动小组同学用图1装置（M、N为外电源的两个电极）进行实验，试回答下列问题：

①若开始时开关K与a连接，则铁发生电化学腐蚀中的_________腐蚀。请写出正极反应式：____________。
②若开始时开关K与b连接时，两极均有气体产生，则铁电极为__________极（填“阴”或“阳”），该电极上发生的电极反应式为_____________，总反应的离子方程式为________________。
（2）该小组同学设想，用如图2所示装置电解硫酸钠溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钠。
①B出口导出的气体是__________，制得的氢氧化钠溶液从出口____________（填“A”、“B”、“C”或“D”）导出。通过阴离子交换膜的离子数____________（填“>”、“<”或“=”）通过阳离子交换膜的离子数。
②氢气、氧气和氢氧化钠溶液又可制成燃料电池，该电池的负极反应式为__________________。

新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH₄和O₂，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。回答下列问题：

①甲烷燃料电池负极的电极反应为________________________。
②闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生，其中b电极上得到的是____________（填化学式），电解氯化钠溶液的总反应方程式为_________________________；
③若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况），且反应完全，则理论上通过电解池的电量为__________(法拉第常数F＝9.65×10⁴ C · mol^－1，列式计算），最多能产生的氯气体积为__________L(标准状况）。

在苹果、香蕉等水果的果香中存在着乙酸正丁酯。某化学课外兴趣小组欲以乙酸和正丁醇为原料合成乙酸正丁酯。实验步骤如下：
（一）乙酸正丁酯的制备
①在干燥的50mL圆底烧瓶中，加入13.5mL（0.15mol）正丁醇和7.2mL（0.125mol）冰醋酸，再加入3～4滴浓硫酸，摇匀，投入1～2粒沸石。
按下图所示安装带分水器的回流反应装置，并在分水器中预先加入水，使水面略低于分水器的支管口。

②打开冷凝水，圆底烧瓶在石棉网上用小火加热。在反应过程中，通过分水器下部的旋塞不断分出生成的水，注意保持分水器中水层液面原来的高度，使油层尽量回到圆底烧瓶中。反应达到终点后，停止加热，记录分出的水的体积。
（二）产品的精制
③将分水器分出的酯层和反应液一起倒入分液漏斗中，先用10 mL的水洗涤，
再继续用10 mL10%Na₂CO₃洗涤至中性，再用10 mL 的水洗涤，最后将
有机层转移至锥形瓶中，再用无水硫酸镁干燥。
④将干燥后的乙酸正丁酯滤入50 mL 烧瓶中，常压蒸馏，收集124～126℃的
馏分，得11.6g产品。
（1）写出该制备反应的化学方程式_______________。
（2）冷水应该从冷凝管___________（填a或b）管口通入。
（3）步骤②中不断从分水器下部分出生成的水的目的是__________________。步骤②中判断反应终点的依据是_______。
（4）产品的精制过程步骤③中，洗的目的是______________________。两次洗涤完成后将有机层从分液漏斗的__________置入锥形瓶中。

铜的硫化物可用于冶炼金属铜。为测定某试样中Cu₂S、CuS的质量分数，进行如下实验：
步骤1：在0．7500g试样中加入100．00 mL 0．1200mol/mol KMnO₄的酸性溶液，加热，硫元素全部转化为SO₄^2－，铜元素全部转化为Cu^2＋，滤去不溶性杂质。
步骤2：收集步骤1所得滤液至250 mL容量瓶中，定容。取25．00 mL溶液，用0．1000mol/molFeSO₄溶液滴定至终点，消耗16．00 mL。
步骤3：在步骤2滴定所得溶液中滴加氨水至出现沉淀，然后加入适量NH₄HF₂溶液(使Fe、Mn元素不参与后续反应)，加入约1gKI固体(过量)，轻摇使之溶解并发生反应：2Cu^2＋＋4I^－=2CuI↓＋I₂。用0．05000mol/molNa₂S₂O₃溶液滴定至终点(离子方程式为2S₂O₃^2-＋I₂2I^－＋S₄O₆^2－)，消耗14．00 mL。
已知：酸性条件下，MnO₄^-的还原产物为Mn^2＋。
（1）若步骤3加入氨水产生沉淀时，溶液的pH＝2．0，则溶液中c(Fe^3＋)＝___________。
(已知室温下Ksp[Fe(OH)₃]＝2．6×10^－39)
（2）步骤3若未除去Fe^3＋，则测得的Cu^2＋的物质的量将___________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
（3）计算试样中Cu₂S和CuS的质量分数(写出计算过程)。