高中化学实验题

绿矾（FeSO₄·7H₂O）是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑（含少量锡、氧化铁等杂质）为原料生产纯净绿矾的一种方法：

已知：室温下饱和H₂S溶液的pH约为3.9，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5。
（1）检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe³⁺的实验操作是。
（2）操作II中，通入硫化氢至饱和的目的是；在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是。
（3）操作IV的顺序依次为：、冷却结晶、。
（4）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②。
（5）测定绿矾产品中Fe²⁺含量的方法是：a.称取2.8500g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c.用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为20.00mL。
①滴定时发生反应的离子方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②判断此滴定实验达到终点的方法是。
③计算上述样品中FeSO₄·7H₂O的质量分数为（用小数表示，保留三位小数）。

盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段常见的“三大酸”，请就“三大酸”的性质，回答下列问题：
⑴稀盐酸与铜不反应，但向稀盐酸中加入H₂O₂后，则可使铜溶解。该反应的化学方程式为________________________________________________________。
某同学未加入氧化剂，而是设计了一个实验装置，也能使铜很快溶于稀盐酸．请在下面的方框中画出该装置：

⑵某课外活动小组设计了以下实验方案验证Cu与浓硝酸反应的过程中可能产生NO。其实验流程图如下：

①若要测定NO的体积，从上图所示的装置中，你认为应选用装置进行Cu与浓硝酸反应实验，选用的理由是。
②选用如上图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置，其合理的连接顺序是
（填各导管口编号）。
③在测定NO的体积时，若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低，此时应将量筒的位置_______（“下降”或“升高”），以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平。
⑶工业制硫酸时，硫铁矿（FeS₂）高温下空气氧化产生二氧化硫：4FeS₂＋11O₂→8SO₂＋2Fe₂O₃，设空气中N₂、O₂的含量分别为0.800和0.200（体积分数），4.8t FeS₂完全制成硫酸，需要空气的体积（标准状况）为L。

工业上常用废铁屑溶于一定浓度的硫酸溶液制备绿矾( FeSO₄·7H₂O )。
⑴若用98% 1.84 g/cm³的浓硫酸配制生产用28%的硫酸溶液，则浓硫酸与水的体积比约为1：▲。
⑵为测定某久置于空气的绿矾样品中Fe²⁺的氧化率，某同学设计如下实验：取一定量的样品溶于足量的稀硫酸中，然后加入5.00 g铁粉充分反应，收集到224 mL（标准状况）气体，剩余固体质量为3.88 g，测得反应后的溶液中Fe²⁺的物质的量为0.14 mol（不含Fe³⁺）。则该样品中Fe²⁺离子的氧化率为▲。
⑶硫酸亚铁铵［(NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O］(俗称莫尔盐)，较绿矾稳定，在氧化还原滴定分析中常用来配制Fe²⁺的标准溶液。现取0.4 g Cu₂S和CuS的混合物在酸性溶液中用40 mL 0.150 mol/L KMnO₄溶液处理，发生反应如下：
8MnO₄^－＋5Cu₂S＋44H^＋＝10Cu^2＋＋5SO₂＋8Mn^2＋＋22H₂O
6MnO₄^－＋5CuS＋28H^＋＝5Cu^2＋＋5SO₂＋6Mn^2＋＋14H₂O
反应后煮沸溶液，赶尽SO₂，剩余的KMnO₄恰好与V mL 0.2 mol/L (NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液完全反应。已知：MnO₄^－＋Fe^2＋＋H^＋——Mn^2＋＋Fe³⁺＋H₂O（未配平）
①V的取值范围为▲；
②若V=35，试计算混合物中CuS的质量分数。

近年来，我国的电子工业迅速发展，造成了大量的电路板蚀刻废液的产生和排放。蚀刻液主要有酸性的（HCl—H₂O₂）、碱性的（NH₃—NH₄Cl）以及传统的（HCl—FeCl₃）等3种。蚀刻废液中含有大量的Cu²⁺，废液的回收利用可减少铜资源的流失。几种蚀刻废液的常用处理方法如下：

⑴ FeCl₃型酸性废液用还原法处理是利用Fe和Cl₂分别作为还原剂和氧化剂，可回收铜并使蚀刻液再生。发生的主要化学反应有：Fe+Cu²⁺=Fe²⁺+Cu、Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑，还
有　　▲　　、　　▲　　。（用离子方程式表示）。
⑵ HCl—H₂O₂型蚀刻液蚀刻过程中发生的化学反应用化学方程式可表示为：
　　▲　　。
⑶ H₂O₂型酸性废液处理回收微米级Cu₂O过程中，加入的试剂A的最佳选择是下列中的　　▲　　（填序号）
①酸性KMnO₄溶液 ②NaCl(固) ③葡萄糖 ④甲醛
⑷ 处理H₂O₂型酸性废液回收Cu₂(OH)₂CO₃的过程中需控制反应的温度，当温度高于80℃时，产品颜色发暗，其原因可能是　　▲　　。
⑸ 碱性蚀刻液发生的化学反应是：2Cu+4NH₄Cl+4NH₃·H₂O+O₂ = 2Cu(NH₃)₄Cl₂+6H₂O，处理碱性蚀刻废液过程中加入NH₄Cl固体并通入NH₃的目的是　　▲　　。

某经济开发区将钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成了一个产业链（如图所示），大大地提高了资源利用率，减少了环境污染。

请填写下列空白：
（1）写出钛铁矿经氯化得到四氯化钛的化学方程式： ▲。
（2）由CO和H₂合成甲醇的方程式是：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)。
①已知该反应在300℃时的化学平衡常数为0.27，该温度下将2 mol CO、3 mol H₂和2 mol CH₃OH充入容积为2 L的密闭容器中，此时反应将▲（填“向正反应方向进行”、“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”）。
②若不考虑生产过程中物质的任何损失，该产业链中每合成19.2 t甲醇，至少需额外补充H₂▲t。
（3）用甲醇—空气碱性（KOH）燃料电池作电源电解精炼粗铜（右图），

在接通电路一段时间后纯Cu质量增加3.2 g。
①请写出燃料电池中的负极反应式：▲。
②燃料电池正极消耗空气的体积是▲（标准状况，
空气中O₂体积分数以20%计算）。

工业碳酸钠（纯度约为98％）中含有Ca^2＋、Mg^2＋、Fe^3＋、Cl^－和SO₄^2－等杂质，提纯工艺线路如下：

Ⅰ、碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示：

Ⅱ、25℃时有关物质的溶度积如下：

物质	CaCO3	MgCO3	Ca(OH)2	Mg(OH)2	Fe (OH)3
Ksp	4.96×10^-9	6.82×10^-6	4.68×10^-6	5.61×10^-12	2.64×10^-39

回答下列问题：
（1）加入NaOH溶液时发生的离子方程式为：
▲。
25℃时，向含有Mg^2＋、Fe^3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的
pH＝8时，c(Mg^2＋)：c(Fe^3＋)＝▲。
（2）“趁热过滤”时的温度应控制在▲。
（3）有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。
请你分析实际工业生产中是否可行▲，并说明理由：
▲。
（4）已知：Na₂CO₃·10 H₂O(s)＝Na₂CO₃(s)＋10 H₂O(g) △H＝+ 532.36kJ·mol^-1
Na₂CO₃·10 H₂O(s)＝Na₂CO₃·H₂O(s)＋9 H₂O(g)△H＝+ 473.63kJ·mol^-1
写出Na₂CO₃·H₂O脱水反应的热化学方程式▲。

将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
（1）甲同学认为X中除外还可能含有。若要确认其中的，应选用（填序号）。

A．KSCN溶液和氯水

B．铁粉和KSCN溶液

C．浓氨水

D．酸性溶液

丙同学认为气体Y中除外还可能含量有和Q气体。为此设计了下列探究实验状置（图中夹持仪器省略）。

（2）装置B中试剂的作用是。
（3）认为气体Y中还含有Q的理由是（用化学方程式表示）。
（4）为确认Q的存在，需在装置中添加M于（选填序号）。
a． A之前 b．A-B间 c．B-C间 d．C-D间
（5）如果气体Y中含有，预计实验现象应是。

实验来源于生活且服务于生活，请回答些列问题：
（1）正确的实验操作是实验成功的重要因素，下列实验操作错误的是（ ）

（2）由图的装置中，干燥烧瓶内盛有某种气体，烧杯和滴定管内盛放某种液体。

挤压滴管的胶头，下列与实验事实不相符的是（）
A．CO₂(NaHCO₃溶液)/无色喷泉 B．NH₃(H₂O含酚酞)/红色喷泉
C．H₂S(CuSO₄溶液)/黑色喷泉 D．HCl(AgNO₃溶液)/白色喷泉
（3）设计学生实验要注意安全、无污染、现象明显。根据启普发生器原理，可用底部有小孔的试管制简易的气体发生器(见右图)。

若关闭K，不能使反应停止，可将试管从烧杯中取出(会有部分气体逸散)。下列气体的制取宜使用该装置的是( )
A．用二氧化锰(粉末)与双氧水制氧气
B．用锌粒与稀硫酸制氢气
C．用碳酸钠固体与盐酸制二氧化碳
D．用碳酸钙(块状)与稀硫酸制二氧化碳
（4）为提纯下列物质（括号内为杂质），选用的试剂和分离方法都正确的是（）

	物质	试剂	分离方法
①	硝酸钾（氯化钠）	蒸馏水	重结晶
②	二氧化碳（氯化氢）	饱和碳酸钠溶液	洗气
③	乙醇（水）	生石灰	蒸馏
④	苯（苯酚）	浓溴水	分液

A．①② B．①③ C．只有③ D．③④

(10分)我国化学家侯德榜(下图所示)改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：

(1)请写出碳酸钠的一种用途　　　　　　　　　。
(2)写出上述流程中X物质的分子式　　　　。
(3)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了(填上述流程中的编号)的循环，从沉淀池中取出沉淀的操作是　　　　。
(4)该流程中氨气和二氧化碳的添加顺序是：先通氨气后通二氧化碳，请说明理由：。

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：4NH＋6HCHO===3H^＋＋6H₂O＋(CH₂)₆N₄H^＋[滴定时，1 mol(CH₂)₆N₄H^＋与1 mol H^＋相当,也消耗1 mol OH^-]，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用NaOH标准溶液滴定滴定锥形瓶中溶液时,左手控制式滴定管，右手摇动锥形瓶，眼睛注视_______________。直到因加入一滴NaOH溶液后，溶液由无色变为红色，并且______________为止
②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”)。
③移取25.00 mL样品的滴定管，移取前尖嘴处有气泡，移取后气泡消失，则滴定时用去NaOH标准溶液的体积(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
(2)滴定结果如下表所示：

滴定次数	待测溶液的体积/mL	标准溶液的体积/mL
滴定前刻度	滴定后刻度
第一次	25.00	1.02	20.99
第二次	25.00	2.00	22.03
第三次	25.00	0.00	22.00

若NaOH标准溶液的浓度为0.1010 mol/L，则该样品中氮的质量分数为________。

某学习小组用下图装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量.

（提示：镁、铝均与酸反应，铝还能和碱反应：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑）
实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是除去铝镁合金表面的氧化膜。
（1）A中试剂为.
（填“NaOH溶液”或“稀盐酸”）
（2）检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录
C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温；④由A向B中滴加足量试剂；⑤检查气密性；⑥调整橡胶软管使D和C的液面相平。
上述操作的顺序是；（填序号）
（3）B中发生反应的离子方程式为 .
（4）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将.
（填“偏大”、“偏小”、“不受影响”）
（5）若实验用铝镁合金的质量为a g,测得氢气体积为b ml（已换算为标准状况），B中剩余固体的质量为c g，则铝的相对原子质量为.（用含a、b、c的代数式表示）

某研究小组为了探究“铁与水蒸气”能否发生反应及反应的产物，进行了下列实验：（1）用如图所示实验装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”（石棉绒是耐高温材料，不与水和铁反应）。

①反应一段时间后，有肥皂泡吹起时，用点燃的火柴靠近肥皂泡，当________时（填实验现象），说明“铁与水蒸气”能够进行反应。
②写出铁与水蒸气反应的化学方程式_______________。
③实验中石棉绒的作用是。
（2）为了研究一定时间内铁粉的转化率，他们设计了如下实验：准确称量一定质量的铁粉进行反应，收集并测量反应后生成气体的体积，计算出铁粉的转化率。
①收集并测量气体体积应选图中的________装置。

②称取0．24 g铁粉与适量石棉绒混合，然后加热至无气体放出。若室温下氢气密度约为0．088 g/L，最好选用______规格的量筒（选填字母序号）。

A．100 mL	B．200 mL
C．500 mL	D．1 000 mL

工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：
完成下列填空：
（1）粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质（沉淀剂A来源于石灰窑厂），写出A、B的化学式。A B 。
（2）工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是。
（3）碳酸化后过滤，滤液D最主要的成分是（填写化学式）。
（4）氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为：，滤液D加石灰水前先要加热，原因是。
（5）产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，需要测定的数据是加热前样品的质量（m₁）与加热后残留固体的质量（m₂），则纯碱中碳酸氢钠的质量分数为。

中和热是在稀溶液中，酸和碱反应生成1mol水所放出的热量。某同学利用50 mL、0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和热测定的实验，回答下列问题：
（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃仪器是（量筒除外）___________________。
（2）为保证该实验成功该同学采取了许多措施，如图的碎塑料泡沫的作用在于___________。
（3）用60 mL 0.50 mol/L盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液进行反应，与上述实验相比，所求的中和热_________________(填“相等”“不相等”)
（4）用正确的方法测得含有11.2 g KOH的稀溶液与1 L 0.1 mol/L的H₂SO₄溶液反应，放出11.46 kJ热量，表示其中和热的热化学方程式为________________________。

(14分)．酸碱中和滴定是中学化学常见实验。
Ⅰ右图表示50mL酸式滴定管中液面的位置，如果液面处的读数是a，则滴定管中剩余液体的体积是______mL
　A、a　　　 B、大于a　　 C、小于(50-a)　　 D、大于(50-a)
Ⅱ　 某同学欲测定某浓硫酸样品的物质的量浓度，进行了以下实验操作：
　A．冷却至室温后，在100mL容量瓶中定容配成100mL稀硫酸。
　B．量取20.00mL稀硫酸于锥形瓶中并滴入几滴指示剂。
　C．将酸式滴定管和碱式滴定管用蒸馏水洗涤干净，并用各待盛溶液润洗。
　D．将物质的量浓度为1.50mol·L^－1标准NaOH溶液装入碱式滴定管，调节液面记下读数V₁。
　E．继续滴定至终点，记下读数为V₂。
　F．在锥形瓶下垫一张白纸，把锥形瓶移到碱式滴定管下小心滴入NaOH标准溶液，边滴边摇动锥形瓶。
　G．量取浓硫酸样品5mL，在烧杯中用蒸馏水溶解。
　H．重复以上实验。
请回答下列问题：
（1）该实验正确操作步骤的顺序为　　　 → A→　　　　 →　　　　 →D→　　　　 →　　　　 → H（用编号字母填写）。
（2）量取5mL浓硫酸的仪器是　　　　　；量取20.00mL稀硫酸的仪器是　　　　　　　　。
（3）选用的指示剂是　　　　　　　 。滴定过程中，视线应注视　　　　　　　　 ；判断到达滴定终点的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）下表是实验测得的有关数据：

滴定序号	待测稀硫酸的体积(mL)	所消耗NaOH标准溶液液的体积(mL)
V1	V2
①	20．00	0．50	22．60
②	20．00	6．00	27．90

请计算出该浓硫酸样品的浓度为　　　　　　 mol·L^－1(不必写出计算过程)。