高中化学实验题

某课外活动小组的同学对“菠菜与豆腐同食会引起结石”的说法产生了兴趣。于是查阅了相关资料，并进行了实验操作欲检测菠菜中草酸盐的含量。查阅资料得知：
Ⅰ. 菠菜中富含可溶性草酸盐，易与豆腐中的钙盐形成不溶于水能溶于稀硫酸的草酸钙（CaC₂O₄）
Ⅱ. 有关专家建议食用高草酸蔬菜的同时，适当摄入高钙食物，使二者在肠道内结合成草酸钙沉淀，并随着大便排出体外。以免草酸进入血液中与人体内的血钙结合，形成血液中的草酸钙需经肝脏、肾脏、尿道，随着小便排出体外，大量草酸钙流经肾脏，提升了泌尿系统结石的风险。
Ⅲ. 草酸（H₂C₂O₄）具有较强的还原性。回答下列问题：
（1）该活动小组的同学取m g菠菜样品在研钵中研磨成汁，用足量热的稀硫酸溶液浸泡，最后         （填操作名称）得到澄清溶液。
（2）将溶液转入容量瓶中并加水配制成250mL溶液A。
（3）用滴定法测定草酸盐的含量。
①量取待测溶液A 20.00 mL于锥形瓶中，置于铁架台的白纸上。
②用        （填仪器名称）盛装0.1000mol/LKMnO₄标准溶液进行滴定时：眼睛注视     ；当      时，停止滴定，并记录KMnO₄标准溶液的终读数。重复滴定3次。
（4）KMnO₄滴定待测溶液A时发生反应的离子方程式为         ，根据下表实验数据计算菠菜中草酸盐（以C₂O₄^2－计算）的质量分数为（可以只列式不化简）          。

滴定次数	待测溶液A的体积(mL)	KMnO4标准溶液的体积
滴定前的刻度(mL)	滴定后的刻度(mL)
第一次	20.00	0.10	20.12
第二次	20.00	2.20	24.20
第三次	20.00	4.30	24.28

（5）下列操作会使测定结果偏高的是      。
A．配制溶液时未洗涤烧杯和玻璃棒      
B．锥形瓶未干燥就直接加入待测液
C．未用标准液润洗盛装标准液的仪器就加入标准液开始滴定
D．滴定前尖嘴处有气泡滴定后气泡消失  
E．滴定后俯视读数

某兴趣小组采用HgSO₄作催化剂，使乙炔水化为乙醛(在75℃左右)。但HgSO₄遇到某些特定物质常会发生催化剂中毒而失去催化作用，H₂S就是其中一种。现选用块状电石、浓硫酸、水、NaOH溶液、HgO粉末五种物质制乙醛，装置图如下所示，回答下列问题：

（1）实验开始时，仪器A中盛放电石，B中应装入________，其作用是___________。
（2）仪器D中盛放水，其作用是_________。
（3）蒸馏烧瓶F中应加入HgO和另外两种试剂，若将三者分别直接加入，请按加入的先后顺序写出包括HgO在内的各种试剂的名称__________。
（4）所选用温度计G的量程表示正确的是________。

A．0～50℃	B．0～100℃
C．0～200℃	D．50～100℃

（5）检验乙醛已制出的操作、现象是______________。

CoCl₂•6H₂O是一种饲料营养强化剂．以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl₂•6H₂O的一种新工艺流程如图：

已知：
①钴与盐酸反应的化学方程式为：Co+2HCl=CoCl₂+H₂↑
②CoCl₂•6H₂O熔点86℃，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110～120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴．
③部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：
沉淀物 Fe（OH）₃ Fe（OH）₂ Co（OH）₂ Al（OH）₃
开始沉淀 2.3 7.5 7.6         3.4
完全沉淀 4.1 9.7 9.2        5.2
请回答下列问题：
（1）在上述新工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其主要优点为           （写一点）．
（2）加入碳酸钠调节pH至a，a的范围是             ；pH调至             ，a后过滤，再用试剂X将滤液的pH调节至2﹣3，则所用的试剂X为              ．
（3）操作Ⅰ包含3个基本实验操作，它们是              、              和过滤．
（4）制得的CoCl₂•6H₂O需减压烘干的原因是              ．
（5）为测定产品中CoCl₂•6H₂O含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量的AgNO₃溶液，过滤，并将沉淀烘干后称量其质量．通过计算发现产品中CoCl₂•6H₂O的质量分数大于100%，其原因可能是              ．
（6）在实验室中，为了从上述产品中获得纯净的CoCl₂•6H₂O，常将制得的产品溶解于乙醚中，然后             、             （填实验操作）获得纯净的CoCl₂•6H₂O

硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃•5H₂O）俗名“大苏打”，又称为“海波”，可用于照相业作定型剂，也可用于纸浆漂白作脱氧剂，它易溶于水，难溶于乙醇，加热、遇酸均易分解，工业上常用亚硫酸钠法、硫化碱法等制备，某实验模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠，其反应装置及所需试剂如图：

实验具体操作步骤为：
①开启分液漏斗，使硫酸慢慢滴下，适当调节分液漏斗的滴速，使反应产生的SO₂气体均匀的通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，同时开启电动搅拌器搅动，水浴加热，微沸
②直至析出的浑浊不再消失，并控制溶液的PH接近7时，停止通入SO₂气体
③趁热过滤，将滤液加热浓缩，冷却析出Na₂S₂O₃•5H₂O
④在经过滤、洗涤、干燥．得到所需产品
（1）写出仪器A的名称              ，步骤④中洗涤时，为了减少产物的损失的试剂可以是       
（2）为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中不能让溶液PH＜7，请用离子方程式解释原因             
（3）最后得到的产品可能含有反应Na₂SO₄杂质，请设计实验检测产品中是否存在Na₂SO₄（已知BaS₂O₃不溶于水），简要说明实验操作．现象和结论             
（4）测定产品纯度
①准确称取1.00g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂用0.1000mol•L^﹣1碘的标准溶液滴定，反应原理为2S₂O₃^2﹣+I₂=S₄O₃^2﹣+2I^﹣，滴定起始和终点的滴定管液面位置如图则消耗碘的标准溶液体积为        mL，产品的纯度为        %

②若滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，则会使样品中Na₂S₂O₃•5H₂O的质量分数的测量结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
（5）Na₂S₂O₃常用于脱氧剂，在溶液易被Cl₂氧化SO₄^2﹣，该反应的离子方程式为         ．

下图是利用废铜屑（含杂质）制备胆矾（硫酸铜晶体）的过程

已知：

溶液中被沉淀的离子	Fe^3^＋	Fe^2^＋	Cu^2^＋
完全生成氢氧化物的沉淀时，溶液的pH	≥3.7	≥6.4	≥4.4

请回答：
（1）下列物质中最适宜做氧化剂X的是________（填字母）。
A．NaClO        B．H₂O₂        C.KMnO₄
（2）加入试剂①是为了调节pH，试剂①可以选择________（填化学式）。
（3）操作①的名称是________。
（4）沉淀D加入盐酸可以得到FeCl₃溶液，关于FeCl₃溶液的性质中说法不正确的是________。
A．将FeCl₃饱和溶液逐滴加入沸水中，并继续加热得到红褐色液体，该液体能产生丁达尔效应
B．向FeCl₃溶液滴加NaOH溶液，出现红褐色沉淀
C．将FeCl₃溶液滴加NaOH溶液，将沉淀干燥灼烧，得到Fe（OH）₃固体
D．向FeCl₃溶液中滴加KSCN溶液，溶液变为红色
（5）沉淀D加入盐酸和铁粉，可以制得FeCl₂溶液，实验室保存FeCl₂溶液，需加入过量的铁粉防止FeCl₂溶液变质，其原因是________________（用离子方程式表示）。

某化学小组想探究铁与浓硫酸能否反应产生气体，进行了如下实验：
【实验】甲同学在烧瓶中加入足量的铁丝与浓H₂SO₄溶液，开始无明显变化，对反应物加热，有气泡产生可收集到无色气体。
【查阅资料】①铁与浓硫酸在常温下会发生钝化，看不到明显现象，加热情况下会反应，产生有刺激性气味的二氧化硫气体；
②二氧化硫气体能使品红溶液褪色，能被氢氧化钠溶液吸收。
【提出假设】甲同学认为收集到的就是二氧化硫气体，乙同学认为还有氢气，你认为乙同学预测有氢气的理由是：_________________________。
气体的组成可能有以下几种情况：
假设一：无色气体是SO₂；
假设二：_________________________；
假设三：无色气体是SO₂与H₂的混合气体。
【实验验证】请你设计实验验证上述假设三，完成下表中内容。小组同学在实验室找到可能在实验探究过程中能用到的试剂有：品红溶液、NaOH溶液、火柴、CuO粉末、无水硫酸铜，仪器任选。

实验方案与步骤	实验现象和结论
1．将少量气体通入盛有少量品红溶液的试管内；	若_____________________， 则无色气体中有SO2。
2.________________________________________________________________________________________________________________	若_______________________，则无色气体中有H2。 结合以上实验可知假设三成立。

 

草酸（H₂C₂O₄）是生物体的一种代谢产物。草酸的钠盐和钾盐易溶于水，而其钙盐难溶于水。已知草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O）无色，易溶于水，熔点为101℃，受热脱水、升华，170℃以上分解。试回答下列问题：

（1）甲组同学按照如图所示的装置，通过实验检验草酸晶体的分解产物，装置C中可观察到有气泡冒出且澄清石灰水变浑浊，由此可知草酸晶体分解的产物中有      。
（2）乙组同学认为草酸晶体分解的产物中含有CO，为进行验证，选用甲组实验中的装置A、B和如图所示的部分装置（可以重复选用）进行实验。

①乙组同学的实验装置中，依次连接的合理顺序为：
A→B→（  ）→Ｄ→Ｇ→（ ）→Ｄ→Ｉ
装置H反应管中盛有的物质是__________________（写化学式）。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是__________，__________，第二个D装置中澄清石灰水变浑浊。

某化学兴趣小组拟用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。提供化学药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液。

（1）稀硫酸应放在           中（填写仪器编号）.
（2）本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，再关闭开关      、打开开关       就可观察到氢氧化亚铁的颜色。试分析实验开始时排尽装置中空气的理由                 ．
（3）该实验使用铁粉，除反应速率可能太快外，还可能会造成的不良后果是                  ．
（4）在FeSO₄溶液中加入(NH₄）₂SO₄固体可制备硫酸亚铁铵晶体[(NH₄）₂SO₄·FeSO₄·6H₂O] （式量为392），该晶体比一般亚铁盐稳定，不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇。
①为洗涤(NH₄）₂SO₄·FeSO₄·6H₂O粗产品，下列方法中最合适的是          。
A．用冷水洗                        B．先用冷水洗，后用无水乙醇洗
C．用30%的乙醇溶液洗                D．用90%的乙醇溶液洗
②为了测定产品的纯度，称取a g产品溶于水，配制成500mL溶液，用浓度为c mol·L^-1的酸性KMnO₄溶液滴定。每次所取待测液体积均为25.00mL，实验结果记录如下：

实验次数	第一次	第二次	第三次
消耗高锰酸钾溶液体积/mL	25.52	25.02	24.98

滴定过程中发生反应的离子方程式为                      .
滴定终点的现象是                     .
通过实验数据计算的该产品纯度为              （用字母ac表）．上表中第一次实验中记录数据明显大于后两次，其原因可能是       。
A．实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸钾溶液的体积
B．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡
C．第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过，后两次未润洗
D．该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长，有部分变质，浓度降低

有难溶于水的粉末状固体样品，可能含Al、Fe₂O₃、Cu₂O、SiO₂、Fe₃O₄中的一种或几种。研究小组通过实验确定样品的成分。
查阅资料知：
① Cu₂O + 2H⁺ =" Cu" + Cu²⁺ + H₂O；
② 部分氢氧化物在溶液中沉淀的pH见下表：

物质	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cu(OH)2
开始沉淀的pH	1.8	6.3	5.2
完全沉淀的pH	3.0	8.3	6.7

注：金属离子的起始浓度为0.1 mol·L^-1
实验步骤：
Ⅰ．取一定量样品于烧杯中，加足量NaOH溶液，有气体产生，过滤得固体A和无色溶液B；
Ⅱ．向B中加入稀硫酸，出现白色沉淀，继续滴加稀硫酸至过量，白色沉淀完全溶解；
Ⅲ．向A中加入足量稀硫酸并微热，固体完全溶解，得溶液C；
Ⅳ．向C中加入NaClO，调节溶液的pH至4～5，产生红褐色沉淀，过滤得到蓝绿色溶液D；
Ⅴ．向D中加入NaOH，调节溶液的pH到7～8，产生蓝色絮状沉淀。
请回答下列问题。
（1）Ⅰ中产生气体的离子方程式为                  。
（2）由Ⅰ、Ⅱ知，原样品中一定不存在的物质是           。
（3）溶液C中除H⁺、Cu²⁺外一定还含有的阳离子是           ；为验证溶液C中存在该阳离子，可选用的试剂及对应的现象是                。
（4）Ⅳ中加NaClO的目的是                。
（5）将Ⅳ中得到的溶液D电解，阳极的电极反应式为                ；若电路中有0.1mol电子通过，则理论上阴极质量增重            g。
（6）由上述实验可以获得结论：原样品所有可能的成分组合为
组合1：          ；组合2：                 ；……（用化学式表示）

为验证氧化性Cl₂ > Fe^3＋ > SO₂，某小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器和A中加热装置已略，气密性已检验）。

实验过程：
I. 打开弹簧夹K₁~K₄，通入一段时间N₂，再将T型导管插入B中，继续通入N₂，然后关闭K₁、K₃、K₄。
Ⅱ. 打开活塞a，滴加一定量的浓盐酸，给A加热。
Ⅲ. 当B中溶液变黄时，停止加热，夹紧弹簧夹K₂。
Ⅳ. 打开活塞b，使约2mL的溶液流入D试管中，检验其中的离子。
Ⅴ. 打开弹簧夹K₃、活塞c，加入70%的硫酸，一段时间后夹紧弹簧夹K₃。
Ⅵ. 更新试管D，重复过程Ⅳ，检验B溶液中的离子。
（1）过程Ⅰ的目的是                     。
（2）棉花中浸润的溶液为                   。
（3）A中发生反应的化学方程式为                。
（4）用70%的硫酸制取SO₂，反应速率比用98%的硫酸快，原因是               。
（5）甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，结论如下表所示。他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl₂ > Fe^3＋ > SO₂的是        （填“甲”“乙”“丙”）。

	过程Ⅳ  B溶液中含有的离子	过程Ⅵ  B溶液中含有的离子
甲	有Fe^3^＋无Fe^2^＋	有SO4^2^－
乙	既有Fe^3^＋又有Fe^2^＋	有SO4^2^－
丙	有Fe^3^＋无Fe^2^＋	有Fe^2^＋

（6）进行实验过程Ⅴ时，B中溶液颜色由黄色逐渐变为红棕色，停止通气，放置一段时间后溶液颜色变为浅绿色。
查阅资料：Fe^2＋（aq）＋ SO₃^2－ （aq） FeSO₃（s）（墨绿色）
提出假设：FeCl₃与 SO₂的反应经历了中间产物FeSO₃，溶液的红棕色是FeSO₃（墨绿色）与FeCl₃（黄色）的混合色。
某同学设计如下实验，证实该假设成立：

①溶液E和F分别为             、           。
②请用化学平衡原理解释步骤3中溶液由红棕色变为浅绿色的原因             。

氮化硅的强度很高，尤其是热压氮化硅，是世界上最坚硬的物质之一，氮化硅陶瓷可做燃气轮机的燃烧室、机械密封环、输送铝液的电磁泵的管道及阀门、永久性模具、钢水分离环等。制备氮化硅可将硅粉放在氮气中加热至1000℃左右直接氮化制得，实验室制备氮化硅装置示意图如下：

回答下列问题：
（1）检查装置气密性的方法是           ，a仪器的名称是             。
（2）写出NaNO₂和（NH₄）₂SO₄反应制备氮气的化学方程式                ；
（3）装置B的作用是           ，装置C的作用是               ；
（4）已知氮化硅的化学性质稳定，但常温下易溶于氢氟酸溶液生成一种白色的胶状沉淀和一种盐，请写出此化学反应方程式：             ；
（5）实验室中某些气体的制取、收集及尾气处理装置如图所示（省略夹持和净化装置）。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验，最合理的选项是（  ）

选项	a物质	b物质	c收集的气体	d中的物质
A	浓氨水	NaOH	NH3	H2O
B	浓硫酸	Na2SO3	SO2	澄清石灰水
C	稀硝酸	Fe	NO2	H2O
D	浓盐酸	KMnO4	Cl2	NaOH溶液

 

乙酸乙酯是一种用途广泛的精细化工产品。某课外小组设计实验室制取并提纯乙酸乙酯的方案如下：
已知：①氯化钙可与乙醇形成CaCl₂·6C₂H₅OH
②2CH₃CH₂OH CH₃CH₂OCH₂CH₃＋H₂O
③有关有机物的沸点

试剂	乙醚	乙醇	乙酸	乙酸乙酯
沸点/℃	34.7	78.5	118	77.1

I．制备过程
装置如图所示，A中放有浓硫酸，B中放有9.5mL无水乙醇和6mL冰醋酸，D中放有饱和碳酸钠溶液。

（1）写出乙酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式        。
（2）实验过程中滴加大约3mL浓硫酸，B的容积最合适的是       （填入正确选项前的字母）。
A．25mL       B．50mL        C．250mL       D．500mL
（3）球形干燥管的主要作用是                。
（4）预先向饱和Na₂CO₃溶液中滴加几滴酚酞试液，目的是           。
II．提纯方法：
①将D中混合液转入分液漏斗进行分液。
②有机层用5mL饱和食盐水洗涤，再用5mL饱和氯化钙溶液洗涤，最后用水洗涤。有机层倒入一干燥的烧瓶中，用无水硫酸镁干燥，得粗产物。
③将粗产物蒸馏，收集77.1℃的馏分，得到纯净干燥的乙酸乙酯。
（5）第①步分液时，选用的两种玻璃仪器的名称分别是       、       。

对叔丁基苯酚工业用途广泛，可用于生产油溶性酚醛树脂、稳定剂和香料等。实验室以苯酚、叔丁基氯（CH₃）₃CCl等为原料制备对叔丁基苯酚。实验步骤如下：

步骤l：组装仪器，用量筒量取2.2 mL叔丁基氯（过量），称取1.6 g苯酚，搅拌使苯酚完全溶解，并装入滴液漏斗。
步骤2：向A中加入少量无水AlCl₃固体作催化剂，打开滴液漏斗旋塞，反应有气体放出。
步骤3：反应结束后，向A中加入8 mL水和1 mL浓盐酸，即有白色固体析出。
步骤4：抽滤得到白色固体，洗涤，得到粗产物，用石油醚重结晶，得对叔丁基苯酚1.8 g。
（1）仪器A和B的名称分别为                ；                  。
（2）步骤2中发生主要反应的化学方程式为                  。该反应为放热反应，且实验的产率通常较低，可能的原因是               。
（3）图中倒扣漏斗的作用是                。苯酚有腐蚀性，能使蛋白质变性，若其溶液沾到皮肤上可用               洗涤。
（4）步骤4中用石油醚重结晶提纯粗产物，试简述重结晶的操作步骤：
（5）实验结束后，对产品进行光谱鉴定，谱图结果如下图。该谱图是         （填字母）。

A．核磁共振氢谱图        B．红外光谱图       C．质谱图
（6）下列仪器在使用前必须检查是否漏液的是             （填选项字母）。
A．量筒   
B．容量瓶  
C．滴定管   
D．分液漏斗   
E．长颈漏斗
（7）本实验中，对叔丁基苯酚的产率为               （请保留三位有效数字）。

某同学欲在实验室中对Fe³⁺与I^-的反应进行探究，实现Fe²⁺与Fe³⁺的相互转化。
（1）该同学最初的实验操作和现象如下：

编号	操作	现象
I	先向2 mL 0.1 mol/L FeCl2溶液中滴加KSCN溶液，再滴加新制氯水
II	先向2 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液中滴加KSCN溶液，再滴加0.1 mol/L KI溶液	滴加KSCN溶液后，溶液变成红色；滴加KI溶液后，红色无明显变化

①实验I的现象为 ______________。
②FeCl₂溶液与新制氯水反应的离子方程式为_____________。
（2）该同学分析了导致实验II现象的可能原因，并对实验方案进行了改进。改进后的实验操作和现象如下：

编号	操作	现象
III	向2 mL 0.1 mol/L KI溶液中滴加1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液，再滴加KSCN溶液	滴加FeCl3溶液后，溶液变成黄色；滴加KSCN溶液后，溶液变成红色

根据实验III，甲同学认为Fe³⁺有可能与I^-发生氧化还原反应，请结合实验现象用简明的文字说明他得出上述结论的理由______________。
（3）该同学认为需要进一步设计实验证明根据实验III中现象得出的结论。请补全下表中的实验方案。

编号	操作	预期现象及结论
IV	向2 mL 0.1 mol/L KI溶液中滴加1 mL0.1 mol/L FeCl3溶液，

（4）上述实验结果表明，Fe³⁺有可能与I^-发生氧化还原反应。进一步查阅资料知，参加反应的Fe³⁺与I^-的物质的量相同。该同学结合上述实验结论，分析了实验III中加入KSCN后溶液变红的原因，认为Fe³⁺与I^-反应的离子方程式应写为__________________。

Ⅰ、某化学研究性学习小组为探究元素性质的变化规律，设计了如下实验：
（1）甲同学欲比较N、C、Si的非金属性强弱，设计了图1所示的实验装置，其设计的依据是         ；但该装置存在缺陷，请指出           。
（2）乙同学设计了如图2装置验证元素性质递变规律。A、B、C处分别是蘸有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润的红纸。乙同学可能观察到的现象
A．              ；B．              ；C．             。
从环保角度考虑，该装置有明显不足，请指出提出改进建议               。

Ⅱ、另一化学研究性学习小组在实验室条件下用以硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法实现了粗铜的提纯，并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定。已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质（与酸不反应）。
步骤一：电解精制：电解时，粗铜应与电源的       极相连。阴极上的电极反应式为              。
步骤二：电解完成后，该小组同学按以下流程对电解液进行处理：

（1）阳极泥的综合利用：稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液，请写出该步反应的离子方程式：         。
残渣含有极少量的黄金，如何回收金，他们查阅了有关资料，了解到了一些有关金的信息：

序号	反应	平衡常数
1		1
2		1

请根据以上信息简要解释溶解阳极泥不用王水的原因         。
（2）滤液含量的测定：以下是该小组探究滤液的一个实验流程。

则滤液中的浓度为        ，的浓度为       。