高中化学实验题

氰化物多数易溶于水，有剧毒，易造成水污染。为了增加对氰化物的了解，同学们查找资料进行学习和探究。
探究一：测定含氰水样中处理百分率
为了测定含氰水样中处理百分率，同学们利用下图所示装置进行实验。将CN^－的浓度为0．2000 mol/L的含氰废水100 mL与100 mL NaClO溶液（过量）置于装置②锥形瓶中充分反应。打开分液漏斗活塞，滴入100 mL稀H₂SO₄，关闭活塞。

已知装置②中发生的主要反应依次为：
CN^－+ ClO^－＝CNO^－+ Cl^－      2CNO^－+2H⁺ + 3C1O^－＝N₂↑+2CO₂↑+ 3C1^－+H₂O
（1）①和⑥的作用是                              ;
（2）反应结束后，缓缓通入空气的目的是                          ;
（3）为了计算该实验装置②锥形瓶中含氰废水被处理的百分率，实验中需要测定装置         反应前后的质量（从装置①到⑥中选择，填装置序号）。
探究二：探究氰化物的性质
已知部分弱酸的电离平衡常数如下表：

弱酸	HCOOH	HCN	H2CO3
电离平衡常数 （ 25℃）	Ki=1.77×10^－4	Ki=5.0×10^－10	Ki1=4.3×10^－7 Ki2=5.6×10^－11

（4）NaCN溶液呈碱性的原因是                   （用离子方程式表示）
（5）下列选项错误的是__________
A．2CN^－+H₂O+CO₂=2HCN+CO₃^2－
B．2HCOOH+CO₃^2－=2HCOO^－+H₂O+CO₂↑
C．中和等体积、等浓度的NaOH消耗等pH的HCOOH和HCN溶液的体积前者小于后者
D．等体积、等浓度的HCOONa和NaCN溶液中所含离子总数前者大于后者
（6）H₂O₂有“绿色氧化剂”的美称；也可消除水中的氰化物（如KCN），经以下反应实现：
KCN+H₂O₂+H₂O=A+NH₃↑，则生成物A的化学式为            。
（7）处理含CN^－废水时，如用NaOH溶液调节pH至9时，此时c(CN^－)       c(HCN)（填“>”、“<”或“=”）

现有以下实验装置供实验时挑选使用。

（1）利用Cu和浓硝酸反应制备NO₂，用过氧化氢溶液和MnO₂制取O₂，根据反应原理应选用_______装置（填序号，从A、B、C中选取）。
（2）欲用石灰石和浓盐酸反应制取纯净干燥的CO₂气体，将你所选的仪器按气体由左向右方向连接，连接顺序为：        → G →       →       。用饱和碳酸氢钠溶液除去挥发出的HCl优于用水除HCl的原因是_____________________。
（3）某小组为了探究Ag与浓硝酸反应过程中可能产生NO，设计了一连接顺序为D→H→I→K的实验装置。
①反应开始前通入N₂的目的是______________________，
②反应结束，若H瓶中溶液体积为100mL，从中取出25.00mL溶液以酚酞作指示剂，用0.1000mol·L^—1NaOH溶液进行滴定，两次滴定用去NaOH溶液的体积分别为16.98mL和17.02mL，则该瓶中硝酸的物质的量浓度为_______________。若实验测得NO的体积为95.2mL（已折算成标准状况），请你通过数据说明Ag与浓硝酸反应过程中________（填“是”或“否”）有NO产生。
（4）某同学设计下列四种制备NH₃的方法，不合理的是_________（填序号）

某化学兴趣小组需100mL某物质的量浓度的FeSO₄溶液作标准试剂，现有外观颜色发黄的硫酸亚铁晶体、浓硫酸、稀盐酸、KMnO₄溶液、溴水、KSCN溶液、石蕊、酚酞及中学化学常用化学仪器，实验过程如下：
Ⅰ．配制FeSO₄溶液
（1）下列关于FeSO₄溶液配制操作步骤的合理顺序为A→B→__________（填字母）．
A．在盛适量水的烧杯中滴加少量浓H₂SO₄后搅拌均匀并冷却到室温
B．称取一定质量的FeSO₄晶体样品
C．将样品溶于已配制的稀H₂SO₄中，用玻璃棒搅拌至样品充分溶解
D．过滤后，将滤液转移到容量瓶中，加水稀释至指定刻度
E．往硫酸亚铁溶液中加入稍过量的铁粉，充分搅拌，静置一段时间至不再有气体冒出为止
Ⅱ．标定FeSO₄溶液的浓度
（1）用滴定管量取20.00mL FeSO₄溶液放入锥形瓶中，用0.10mol•L^-1的酸性KMnO₄溶液滴至终点，耗去KMnO₄溶液20.00mL，若生成物中Mn元素全部呈+2价，据此可测得FeSO₄溶液的物质的量浓度为______mol•L^-1．
（2）滴定时选用________（A．石蕊 B．酚酞 C．不用指示剂，填字母）为指示剂，理由是__________．

按如图所示装置进行铁和水蒸气反应的实验。

已知：铁与水蒸气反应生成产物有磁性氧化物及可燃性气体。
（1）写出试管A中发生反应的化学方程：                         ，
（2）为检验铁与水蒸气反应生成的气体产物，需从下图选择必要的装置，其正确的连接顺序为（用接口字母表示）a-               ，描述能证明气体产物的实验现象            ；

（3）待试管A冷却后，取少量其中的固体物质进行如下实验：

①试剂X的化学式            ；
②用离子方程式表示加入新制氯水后溶液红色加深的原因                     ；
③若在实验中加入了过量氯水，放置一段时间后，发现深红色褪去，现对褪色的原因进行探究。
I．提出假设：
假设1：溶液中的SCN^-被氧化；
假设2：溶液中的Fe³⁺被氧化；
假设3：                        。
II．设计方案：请对所提出的假设2进行验证，写出实验方案。
III．方案实施（略）。

某化学兴趣小组进行草酸亚铁晶体(FeC₂O₄·nH₂O)分解的实验探究。
经过小组讨论，他们设计了如下装置进行实验(夹持装置未画出)：烧瓶A中盛有饱和NH₄Cl和饱和NaNO₂混合液(常用于实验室制取N₂)，干燥管B、G中均装有碱石灰，试管D、F、I中盛有澄清石灰水。

（1）连接好装置后，加入药品前应该进行的实验操作是_____________(填操作名称)。
（2）实验时先打开活塞a，并加热烧瓶A一段时间，其目的是___________________。
（3）试管E中的试剂为：________________。
（4）装置F的作用：______                     ___。
Ⅰ．定性研究
（5）试管D中出现浑浊，证明产物中有____________存在；证明分解产物中存在CO的现象是_________________；要证明分解时产生的另一种气态产物的存在应该如何改进装置_____________；装置C反应后的固体残余物（经测无Fe），在煮沸的稀硫酸中完全溶解，取反应液加入KSCN溶液无血红色，证明固体产物为____________。
Ⅱ．定量分析(假定每一步反应进行完全)
（6）取7.2 g样品进行上述实验，测得硬质玻璃管C中残余固体2.88 g，硬质玻璃管H中固体质量减轻0.64 g，则草酸亚铁晶体(FeC₂O₄·nH₂O)分解的化学方程式为__________________。

实验室用乙醇、浓硫酸和溴化钠反应来制备溴乙烷，其反应原理和实验的装置如下(反应需要加热，图中省去了加热装置)：H₂SO₄(浓)＋NaBr  NaHSO₄＋HBr↑，CH₃CH₂OH＋HBrCH₃CH₂Br＋H₂O。有关数据见下表：

	乙醇	溴乙烷	溴
状态	无色液体	无色液体	深红色液体
密度/(g·cm^－3)	0.79	1.44	3.1
沸点/℃	78.5	38.4	59

 

（1）A装置的名称是              。
（2）实验中用滴液漏斗代替分液漏斗的优点为                         。
（3）给A加热温度过高或浓硫酸的浓度过大，均会使Ｃ中收集到的粗产品呈橙色，原因是Ａ中发生了副反应，写出此反应的化学方程式                      。
（4）给A加热的目的是                  ，F接橡皮管导入稀NaOH溶液，其目的主要是               。
（5）图中C中的导管E的末端须在水面以下，其目的是                      。
（6）为了除去产品中的主要杂质，最好选择下列__（选填序号）溶液来洗涤所得粗产品
A．氢氧化钠 　   B．碘化钾 　  C．亚硫酸钠 　  D．碳酸氢钠
（7）粗产品用上述溶液洗涤、分液后，再经过蒸馏水洗涤、分液，然后加入少量的无水硫酸镁固体，静置片刻后过滤，再将所得滤液进行蒸馏，收集到的馏分约10.0 g。
①在上述提纯过程中每次分液时产品均从分液漏斗的_____________(上口或下口)取得。
②从乙醇的角度考虑，本实验所得溴乙烷的产率是______________。

无水三氯化铁易升华，有强烈的吸水性，是一种用途比较广泛的盐。
（1）实验室中可将FeCl₃溶液          、        、过滤、洗涤干燥得FeCl₃·6H₂O；再         ，得到无水FeCl₃。
（2）利用工业FeCl₃制取纯净的草酸铁晶体[Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O]的实验流程如下图所示：

①为抑制FeCl₃水解，溶液X为            。
②上述流程中FeCl₃能被异丙醚萃取，其原因是                 ；检验萃取、分液后所得水层中是否含有Fe^3＋的方法是                       。
③所得Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O需用冰水洗涤，其目的是             。
④为测定所得草酸铁晶体的纯度，实验室称取a g样品，加硫酸酸化，用KMnO₄标准溶液滴定生成的H₂C₂O₄，KMnO₄标准溶液应置于右图所示仪器      (填“甲”或“乙”)中；下列情况会造成实验测得Fe₂(C₂O₄)₃·5H₂O含量偏低的是             。

a．盛放KMnO₄的滴定管水洗后未用标准液润洗
b．滴定管滴定前尖嘴部分有气泡，滴定后消失
c．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数

实验室用粗锌(含铅等杂质)与过量的稀硫酸反应制氢气的废液制备硫酸锌晶体，其流程如下：
 
已知ZnSO₄的溶解度如下表所示：

温度/℃	0	10	20	30	40	60	80	100
溶解度/g	41.6	47.5	53.8	61.3	70.5	75.4	71.1	60.5

（1）实验过程中多次用到如右图所示的过滤装置，仪器a的名称为                    。
（2）滤渣Ⅰ的主要成分为                    。X的化学式为                    。
（3）溶解过程中加入的稀硫酸的作用是                     。
（4）结晶的操作为              。
（5）用酒精进行洗涤的原因是             。

工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁[Fe(OH)SO₄]的工艺流程如下：

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Al(OH)3
开始沉淀	2.3	7.5	3.4
完全沉淀	3.2	9.7	4.4

回答下列问题：
（1）加入少量NaHCO₃的目的是                 ，该工艺中“搅拌”的作用是            。
（2）反应Ⅱ中的离子方程式为             ，在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O₂以减少NaNO₂的用量，O₂的作用是                。（用化学方程式表示）
（3）生产中碱式硫酸铁溶液蒸发时需要在减压条件下的原因是             。
（4）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe²⁺及NO₃^-。为检验所得产品中是否含有Fe²⁺，应使用的试剂为           。(填写字母)
A．氯水    B．KSCN溶液    C．NaOH溶液    D．酸性KMnO₄溶液

亚硫酸钠和硫粉通过化合反应可制得硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)。
已知：Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能稳定存在。有关物质的溶解度随温度变化曲线如右下图所示。某研究小组设计了制备Na₂S₂O₃·5H₂O的如下装置图 。
     
部分操作步骤如下：
①打开K1，关闭K2，向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸，加热。
②C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少。
当C中溶液的pH接近7时，即停止C中的反应，停止加热
③过滤C中的混合液，并将滤液进行处理，得到产品。
31．步骤①中，圆底烧瓶中发生反应的化学方程式是            。
32．步骤②中，“当C中溶液的pH接近7时即停止C中的反应”的原因是            。“停止C中的反应”的操作是            。
33．步骤③中，“过滤”用到的玻璃仪器是烧杯、            、           (填仪器名称)。将滤液进行处理过程是将滤液经过           、              、过滤、洗涤、烘干，得到产品。
依据反应2S₂O₃^2－ + I₂ → S₄O₆^2－   + 2I^－，可用I₂的标准溶液测定产品的纯度。取5.5g产品配制成100mL溶液。取10mL溶液，以淀粉溶液为指示剂，用浓度为0.050 mol/L I₂的标准溶液进行滴定，相关数据记录如下表所示。

编号	1	2	3	4
溶液的体积/mL	10.00	10.00	10.00	10.00
消耗I2标准溶液的体积/mL	19.99	19.98	17.13	20.03

34．判断达到滴定终点的现象是            。
35．Na₂S₂O₃·5H₂O在产品中的质量分数是                。(计算结果请用百分数表示并保留1位小数)(Na₂S₂O₃·5H₂O的式量为248)

亚硝酸钠是一种工业盐，在生产、生活中应用广泛。现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及生成气体产物的成分。已知：①NO＋NO₂＋2OH^-＝2NO₂^-＋2H₂O
②气体液化的温度：NO₂  21℃、NO －152℃

（1）为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序为(从左向右连接)：A→C→_______→_______→_______；组装好仪器后，接下来进行的操作是________________。
（2）关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，滴入70％的硫酸后， A中产生红棕色气体.
①确认A中产生气体含有NO，依据的现象是___________________
②装置E的作用是______________________
（3）如果向D中通入过量O₂，则装置B中发生反应的化学方程式为________________.
如果没有装置C，对实验结论造成的影响是______________________。
（4）通过上述实验探究过程，可得出装置A中反应的化学方程式是_______________。
（5）工业生产中氮氧化物的排放会造成环境污染，可采用如下方法处理氮氧化物：
CH₄(g)＋2NO₂(g)＝N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)△H＝－867kJ·mol^-1
CH₄(g)＋4NO(g)＝2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)△H＝－1160kJ·mol^-1
则CH₄将NO₂还原为NO的热化学方程式为：____________________。

某课外兴趣小组为了探究铁与硫在隔绝空气的条件下反应所得固体M的成分，设计了如右图装置。倾斜A使稀硫酸(足量)与固体M充分反应，待反应停止后，B装置增重，C装置中溶液无变化，反应后进入量气管气体的体积为VmL(已折算成标准状况)，由上述实验事实可知：提示：铁和硫生成硫化亚铁，硫化铜是一种不溶于酸也不溶于水的黑色固体)

（1）固体M中一定有的物质是            (填化学式)，理由是          。
（2）写出B装置中反应的离子方程式_____________。
（3）C装置的作用是                ，如果实验中没有B装置，则C装置中产生的现象是        。
（4）稀硫酸和固体M反应后溶液中还残留淡黄色固体，该固体是             ，要分离出该固体，在实验操作中，除烧杯外还需要用到的玻璃仪器有________________。
（5）通过进一步实验，测得固体M中各种成分的质量之和小于反应前铁粉和硫粉的质量之和，产生这种现象的原因可能是________________。
a．M中有未反应的铁和硫
b．测定气体体积时水准管的水面高于量气管的水面
c．A中留有反应生成的气体
d．气体进入D装置前未用浓硫酸干燥

Na₂S₂O₃是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定存在。
Ⅰ.制备Na₂S₂O₃·5H₂O的反应原理：Na₂SO₃+S（s） Na₂S₂O₃(aq)
实验步骤：
①称取15g Na₂SO₃加入圆底烧瓶中，再加入80mL蒸馏水，另取5g研细的硫粉，用3mL乙醇润湿，加入上述溶液中。
②安装实验装置（如图，部分加持装置略去），水浴加热，微沸60分钟。

③趁热过滤，将滤液水浴加热浓缩，冷却析出Na₂S₂O₃·5H₂O，经过滤、洗涤，干燥，得到产品。
回答下列问题：
（1）硫粉在反应前用乙醇润湿的目的是                    。
（2）仪器a的名称是             ，其作用是                 。
（3）产品中除了有未反应的Na₂SO₃，外，最可能存在的无机杂质是             ，检验是否存在该杂质的方法是                   。
（4）该实验一般控制在碱性环境下进行，否则产品发黄，用离子方程式表示其原因：               。
Ⅱ.测定产品纯度
准确称取Wg产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉做指示剂，用0.1000mol/L碘的标准溶液滴定，反应原理为
2S₂O₃2-+I₂=S₄O₆^2-+2I^-。
（1）滴定至终点时，溶液颜色的变化：                       。
（2）滴定起始和终点的液面位置如图，则消耗点的标准溶液体积为            mL，产品的纯度为（设的相对分子质量为M）                        。

Ⅲ.Na₂S₂O₃的应用
Na₂S₂O₃还原性较强，在溶液中易被氯气氧化成硫酸根离子，常用作脱氧即，该反应的离子方程式为            。

工业上用铝土矿（主要成分为Al₂O₃，Fe₂O₃等）提取Al₂O₃做冶炼铝的原料，由熔盐电解法获得的粗铝中含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝．工艺流程如下图所示：
（已知：NaCl熔点为801℃；AlCl₃在181℃升华）

（1）钢材镀铝后，抗腐蚀性能会大大增强，其原因是               ．
（2）将Cl₂连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮而除去．气泡的主要成分除Cl₂外还含有         ，固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在              ．
（3）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，则铝和氧化铁反应的化学方程式为                 ．
（4）向滤液中通入过量CO₂所发生反应的离子方程式为                                ．
（5）镀铝电解池中，金属铝为阳极，熔融盐电镀液中铝元素主要以AlCl₄^﹣形式存在，则阳极的电极反应式为                            ．

草酸亚铁晶体的化学式为FeC₂O₄.2H₂O，它是一种淡黄色结晶粉末，有轻微刺激性，加热时可发生如下分解反应：FeC₂O₄.2H₂OFeO+CO₂+CO+2H₂O
（1）请你用下图中提供的仪器（可以重复选用，但每种仪器至少选用一次），选择必要的试剂[供选择的试剂：NaOH溶液、澄清石灰水、饱和碳酸钠溶液、CuO、无水硫酸铜、酸性高锰酸钾溶液]，设计一个实验，检验FeC₂O₄·2H₂O加热时分解产生的气态产物（包括水蒸气）（部分加热装置和夹持仪器在图中略去）。在答题卡上填写下表（可以不用填满，也可以补充）。

仪器符号	仪器中所加物质	作用
A	草酸亚铁晶体	加热草酸亚铁晶体得到气体产物
D	NaOH溶液

 
（2）按照题目提供的装置和要求设计的实验明显存在的一个不足是           。
（3）反应结束后，在A装置试管中有黑色固体粉末（混合物）产生，倒出时存在燃烧现象，产生上述现象的可能原因是              。