高中化学实验题

某化学小组进行Na₂SO₃的性质实验探究。
（1）在白色点滴板的a、b、c三个凹槽中滴有Na₂SO₃溶液，再分别滴加下图所示的试剂：

实验现象如下表：

编号	实验现象
a	溴水褪色
b	产生淡黄色沉淀
c	滴入酚酞溶液变红，再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去

 
根据实验现象进行分析：
① a中实验现象证明Na₂SO₃具有     性。
② b中发生反应的离子方程式是      。
③ 应用化学平衡原理解释c中现象（用化学用语及简单文字表述）        。
（2）在用NaOH 溶液吸收SO₂的过程中，往往得到Na₂SO₃和NaHSO₃的混合溶液，溶液pH 随n(SO₃^2-):n(HSO₃^-) 变化关系如下表：

n(SO3^2—)： n(HSO3^—)	91：9	1：1	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

 
① 当吸收液中n(SO₃^2-):n(HSO₃^-) ="10:1" 时，溶液中离子浓度关系正确的是  （填字母）。
A．c(Na⁺) +c(H⁺) = 2c(SO₃^2-) +c(HSO₃^-) + c(OH^-)
B．c(Na⁺) > c(HSO₃^-) >  c(SO₃^2-) > c(OH^-)>c(H⁺)
C．c(Na⁺) > c(SO₃^2-)  > c(HSO₃^-) > c(OH^-)>c(H⁺)
②若n(SO₃^2-):n(HSO₃^-) = 3:2，则0.8 mol NaOH溶液吸收了标准状况下的SO₂       L。

锶(Sr)为第五周期ⅡA族元素。高纯六水氯化锶晶体(SrCl₂•6H₂O)具有很高的经济价值，61℃时晶体开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水。用工业碳酸锶粉末(含少量Ba、Fe的化合物)制备高纯六水氯化锶的过程如下图：

请回答：
（1）加入少量30%H₂O₂的作用    （用离子方程式表示）；
（2）步骤③中氧化锶粉末的作用是    ，工业上用50～60℃热风吹干六水氯化锶，选择该温度的原因是   ；
（3）步骤④进行的实验操作为    、   ，步骤⑥中，洗涤氯化锶晶体最好选用   ；

A．水

B．硫酸

C．氢氧化钠溶液

D．氯化锶饱和溶液

（4）指出下图中仪器b 的名称   ， 在抽滤时使滤纸紧贴布氏漏斗瓷板的操作是   ，抽气使滤纸紧贴在漏斗瓷板上；

（5）计算原工业碳酸锶粉末中碳酸锶的质量分数   （列计算式即可）。

髙纯氧化铁（a-Fe₂O₃)是现代电子工业重要材料。实验室用硫铁矿烧渣 (Fe₂O₃、FeO、SiO₂等)为原料制备髙纯氧化铁的步骤如下。请回答有关问题：

（1）过滤操作中的玻璃仪器为________。
（2）实验室需240mL4.8mol • L^－1的硫酸溶液，若用18.4 mol • L^－1的浓硫酸进行配制，所需要的最主要仪器为________。
（3）溶液X发生反应的离子方程式为________。
（4）简述如何检验溶液Z中的阴离子________。
（5）操作I的名称是________。列举W的一种用途________。
（6）  某实验小组设计的氨气制备实验流程为:发生装置→净化→收集→尾气处理，则接口的连接顺序是_______________。

（7）将多余的氨气分别通入水中或盐酸中,若得到25℃0.1 mol.L^-1的NH₃ • H₂O溶液或NH₄Cl溶液，请你设计实验，比较NH₃ • H₂O的电离程度和NH₄Cl的水解程度大小。

某学习小组在实验室模拟侯氏制碱法制备纯碱，其实验流程如下：

请回答下列问题：
（1）食盐溶液中含SO₄^2－等杂质，不能用于除去SO₄^2－的试剂是_________（填序号）。
a． Ba(OH)₂     b．Ba(NO₃)₂      c． BaCl₂       d． Na₂CO₃
（2）实验制备碳酸氢钠用到下列装置：

①实验装置中各接口的连接是d接____，e接_____，c接f。实验过程中先通入氨气的原因_____________。
②析出晶体后的溶液中含有大量的NH₄^＋，检验NH₄^＋的方法是__________________。
③瓶g内的溶液是___________________________________________。
（3）由碳酸氢钠制备纯碱的过程中用到的主要仪器除酒精灯、泥三角、三脚架、玻璃棒外，还有__________。
（4）用图电解饱和NaC1溶液的方法来制取NaOH、C1₂和H₂。

①反应中生成的C1₂从_______（填“A”或“B”）放出，检验C1₂所用试剂（用品）______________________。
②经过长时间电解后，向电解液中滴加酚酞试液，发现溶液并未变红色，试分析可能的原因__________。

纯碱(Na₂CO₃)在生产生活中具有广泛的用途。以下是实验室模拟制碱原理制取Na₂CO₃的流程图

已知:向饱和食盐水中通入NH₃，CO₂后发生和反应为NaCl＋NH₃＋CO₂＋H₂ONaHCO₃↓＋NH₄Cl,请回答以下问题：
（1）粗盐中含有的杂质离子有Ca²⁺，Mg²⁺，SO₄^2-等。
精制除杂的步骤顺序a→_______→________→________→b(填字母编号）。
a．粗盐溶解，滤去沉渣．b．加入盐酸调pH；c．加入Ba(OH)₂溶液；d．加入Na₂CO₃溶液；e．过滤
向饱和食盐水中先通入NH₃，后通人CO₂，理由是_____________________。
（2）灼烧固体A制Na₂CO₃在_____填字母序号）中进行。
a．坩埚    b．蒸发皿    c．烧杯    d．锥形瓶
证明滤液A中含有NH₄⁺的方法是__________________________________________________________。
对滤液A进行重结晶能够获得NH₄HCO₃，向pH=13含Na⁺，K⁺的溶液中加入少量NH₄HCO₃。使pH降低，反应的离子方程式____________________________________。
（3）下图装置中常用于实验室制备CO₂的是_____(填字母编号）；用b示意的装置制备NH₃，分液漏斗中盛放的试剂______(填试剂名称），烧瓶内可加入的固体试剂__________（填试剂名称）。

（4）一种天然碱晶体成分是aNa₂CO₃·bNa₂CO₃·cH₂O，某同学利用下列提供的试剂，设计了如下简单合理测定Na₂CO₃的质量分数的实骏方案。（仪器自选）请把实验方案填全：供选择的试剂：1.0mol/LH₂SO₄溶液、1.0mol/L BaCl₂溶液、稀氨水、碱石灰、Ca(OH)₂溶液、蒸馏水
①称取m₁g一定量天然碱晶体样品，溶于适量蒸馏水中。
②_________________________________________________________________。
③_________________________________________________________________。
④计算天然碱晶体中含Na₂CO₃的质量分数。

氧化铁是重要工业颜料。工业上通常以废铁屑（杂质不与酸反应）为原料制备FeCO₃，再将其煅烧制取氧化铁。工业制备FeCO₃的流程如下：
回答下列问题：
（1）操作Ⅰ的名称是         。
（2）写出生成FeCO₃沉淀的离子方程式         。
（3）有些同学认为滤液Ⅰ中铁元素含量可用KMnO₄溶液来测定（5Fe²⁺+MnO^-₄+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O）。
①实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO₄溶液250 mL，配制时需要的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需          。
②某同学设计了下列滴定方式（夹持部分略去），最合理的是       。（填字母序号）

（4）该流程中用到的Na₂CO₃在工业生产中常含有少量NaCl。某校化学活动社团设计如图所示装置来测定Na₂CO₃的含量。

①要检验Na₂CO₃中杂质的存在，选用下列试剂中的       （选填序号）。
a．氢氧化钡溶液  b．稀硝酸   c．硫氰酸钾溶液   d．硝酸银溶液
②检验装置B气密性的方法是：塞紧带长颈漏斗的三孔橡胶塞，夹紧弹簧夹后，从漏斗注入一定量的水，使漏斗内的水面高于瓶内的水面，停止加水后静置，若       ，说明装置不漏气。
③装置A中的试剂        ，装置C的作用        。
④以上实验装置存在明显缺陷，该缺陷导致测定结果偏高，该缺陷为        。

工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产粗钢。
（1）该工艺的中间过程会发生反应：2Cu₂O+Cu₂S6Cu+SO₂↑，反应的氧化剂是         。
（2）火法熔炼的粗铜含杂质较多。某化学研究性学习小组在实验室条件下用CuSO₄溶液作电解液来实现粗铜的提纯，并对电解后溶液进行净化除杂和含量测定。
实验一 粗铜的提纯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），电解时粗铜应与电源的        极相连，阴极上的电极反应式为              。
实验二 电解后溶液的净化除杂在精炼铜的过程中，电解液中c（Cu²⁺）逐渐下降，c（Fe²⁺）、c（Zn²⁺）会逐渐增大，所以需定时除去其中的Fe²⁺、Zn²⁺。甲同学参考下表的数据，设计了如下方案：

试剂a是               （填化学式），其目的是             ；该方案能够除去的杂质离子是           （填离子符号）。
实验三 电解后溶液离子含量的测定
乙同学设计了如下方案：

则100mL溶液中Cu²⁺的浓度为         mol·L^-1，Fe²⁺的浓度为         mol·L^-1。

某化学兴趣小组同学展开对漂白剂亚氯酸钠（NaClO₂）的研究。
实验Ⅰ：制取NaClO₂晶体
已知：NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO₂•3H₂O，高于38℃时析出晶体是NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl。利用下图所示装置进行实验。

（1）装置③的作用是                         。
（2）装置②中产生ClO₂的化学方程式为                           ；装置④中制备NaClO₂的化学方程式为                          。
（3）从装置④反应后的溶液获得NaClO₂晶体的操作步骤为：
①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③       ；④低于60℃干燥，得到成品。
实验Ⅱ：测定某亚氯酸钠样品的纯度。
设计如下实验方案，并进行实验：
①准确称取所得亚氯酸钠样品m g于烧杯中，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸，充分反应（已知：ClO₂^－+ 4I^－+4H⁺ =2H₂O+2I₂+Cl^－）。将所得混合液配成250mL待测溶液。
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，加几滴淀粉溶液，用c mol•L^-1 Na₂S₂O₃标准液滴定，至滴定终点。重复2次，测得平均值为V mL（已知：I₂ +2S₂O₃^2－=2I^－+S₄O₆^2－）。
（4）达到滴定终点时的现象为                 。
（5）该样品中NaClO₂的质量分数为             （用含m、c、V的代数式表示）。
（6）在滴定操作正确无误的情况下，此实验测得结果偏高，原因用离子方程式表示为
                           。

废旧物的回收利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。某研究小组同学以废旧锌锰干电池为原料，将废旧电池含锌部分转化成ZnSO₄·7H₂O，含锰部分转化成纯度较高的MnO₂，将NH₄Cl溶液应用于化肥生产中，实验流程如下：

（1）操作②中所用的加热仪器应选          （选填“蒸发皿”或“坩埚”）。
（2）将溶液A处理的第一步是加入氨水调节pH为9，使其中的Fe³⁺和Zn²⁺沉淀，请写出氨水和Fe³⁺反应的离子方程式                        。
（3）操作⑤是为了除去溶液中的Zn²⁺。已知25℃时，

NH3·H2O的Kb	Zn^2+完全沉淀的pH	Zn(OH)2溶于碱的pH
1.8×10^－5	8.9	＞11

 
由上表数据分析应调节溶液pH最好为            （填序号）。
a．9                 b．10               c．11
（4） MnO₂精处理的主要步骤：
步骤1：用3%H₂O₂和6.0mol/L的H₂SO₄的混和液将粗MnO₂溶解，加热除去过量H₂O₂，得MnSO₄溶液（含少量Fe³⁺）。反应生成MnSO₄的离子方程式为              ；
步骤2：冷却至室温，滴加10%氨水调节pH为6，使Fe³⁺沉淀完全，再加活性炭搅拌，抽滤。加活性炭的作用是                         ；
步骤3：向滤液中滴加0.5mol/L的Na₂CO₃溶液，调节pH至7，滤出沉淀、洗涤、干燥，灼烧至黑褐色，生成MnO₂。灼烧过程中反应的化学方程式为               。
（5） 查文献可知，粗MnO₂的溶解还可以用盐酸或者硝酸浸泡，然后制取MnCO₃固体。
①在盐酸和硝酸溶液的浓度均为5mol/L、体积相等和最佳浸泡时间下，浸泡温度对MnCO₃产率的影响如图4，由图看出两种酸的最佳浸泡温度都在         ℃左右；

②在最佳温度、最佳浸泡时间和体积相等下，酸的浓度对MnCO₃产率的影响如图5，由图看出硝酸的最佳浓度应选择            mol/L左右。

金属锂是原子能工业和新能源工业中的重要物质。工业上常用β—辉锂矿(主要成分是LiAlSi₂O₆，含有少量钙、镁杂质)制备金属锂，其生产流程如下：

已知Li₂CO₃微溶于水。请回答下列问题：
（1）写出LiAlSi₂O₆与硫酸反应的化学方程式_______________________。
（2）沉淀B的主要成分是_____________(写化学式)。
（3）蒸发浓缩Li₂SO₄溶液时，需要使用的硅酸盐质仪器有蒸发皿、_________和_________。
（4）上述生产流程中蒸发浓缩Li₂SO₄溶液的目的是____________________。
（5）金属锂用于锂电池时，常用FeF₃作其正极的活性物质，FeF₃常用FeCl₃与40%HF溶液反应制备。在制备过程中需要选用特制聚四氟乙烯材料的容器进行反应，而不是用普通的玻璃仪器或陶瓷仪器，其原因是_________________________________(用化学反应方程式表示)。
（6）金属锂可用于储存氢气，其原理是：①2Li＋H₂＝2LiH，②LiH＋H₂O＝LiOH＋H₂↑。若已知LiH的密度为0.82g·cm^-3，用金属锂吸收224L H₂（标准状况）恰好完全反应，则生成的LiH的体积与被吸收的氢气的体积之比为1: ______(精确到整数)。

为证明化学反应有一定的限度，进行如下探究活动：
I．取5mL 0.1mol/L的KI溶液，滴加5—6滴FeCl₃稀溶液；  
Ⅱ．继续加入2mL CCl₄，盖好玻璃塞，振荡静置。
Ⅲ．取少量分液后得到的上层清液，滴加KSCN溶液。
Ⅳ．移取25.00mLFeCl₃稀溶液至锥形瓶中，加入KSCN溶液用作指示剂，再用c mol/LKI标准溶液滴定，达到滴定终点。重复滴定三次，平均耗用c mol/LKI标准溶液VmL。
（1）探究活动I中发生反应的离子方程式为                              。
请将探究活动Ⅱ中“振荡静置”后得到下层液体的操作补充完整：将分液漏斗放在铁架台上，静置。
                                                                           。
（2）探究活动Ⅲ的意图是通过生成红色的溶液（假设溶质全部为Fe(SCN)₃），验证有Fe³⁺残留，从而证明化学反应有一定的限度，但在实验中却未见溶液呈红色。对此同学们提出了下列两种猜想：
猜想一：Fe³⁺全部转化为Fe²⁺     猜想二：生成的Fe(SCN)₃浓度极小，其颜色肉眼无法观察。
为了验证猜想，查阅资料获得下列信息：
信息一：乙醚微溶于水，密度为0.71g/mL，Fe(SCN)₃在乙醚中的溶解度比在水中大；
信息二：Fe³⁺可与[Fe(CN)₆]^4—反应生成暗蓝色沉淀，用K₄[Fe(CN)₆](亚铁氰化钾)溶液检验Fe³⁺的灵敏度比用KSCN溶液更高。
结合新信息，现设计以下实验方案验证猜想：
①请完成下表

实验操作	现象和结论
步骤一：	若产生暗蓝色沉淀，则                  。
步骤二：	若乙醚层呈红色，则          。

 
②写出实验操作“步骤一”中的反应离子方程式：                        。
（3）根据探究活动Ⅳ，FeCl₃稀溶液物质的量浓度为        mol/L。

某研究小组探究：
I ．铜片和浓硫酸的反应（夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验）
II． SO₂和 Fe( NO₃)₃溶液的反应[1.0 mol/L的 Fe(NO₃)₃溶液的 pH＝1]请回答下列有关问题：
探究I
(l)某学进行了下列实验:取12.8g铜片和20 mL 18 mol•L^-1的浓硫酸放在三颈瓶中共热,直至反应完毕,最后发现烧瓶中还有铜片剩余，同时根据所学的知识同学们认为还有较多的硫酸剩余。

①装置A中反应的化学方程式是_______
②该同学设计求余酸浓度的实验方案是测定产生气体的量。其方法有多种,请问下列方案中不可行的是______ (填字母）。

A．将产生的气体缓缓通过预先称量的盛有碱石灰的干燥管,结束反应后再次称貴

B．将产生的气体缓缓通入酸性髙锰酸钾溶液,再加入足量BaCl2溶液，过滤、洗涤、干燥、称量沉淀

C．用排水法测定其产生气体的体积(折算成标准状况）

D．用排饱和NaHSO3溶液的方法测定其产生气体的体积(折算成标准状况）

探究II
(2)为排除空气对实验的干扰，滴加浓硫酸之前应进行的操作是______。
(3)裝置B中产生了白色沉淀，分析B中产生白色沉淀的原因，提出下列三种猜想：
猜想1:SO₂与Fe³⁺反应；猜想2 ：在酸性条件下SO₂与NO₃^-反应；猜想3：____________；
①按猜想1，装置B中反应的离子方程式是______，证明该猜想应进一步确认生成的新物质，其实验操作及现象是____________。
②按猜想2,只需将装置B中的Fe(NO₃)₃溶液替换为等体积的下列某种溶液，在相同条件下进行实验。应选择的替换溶液是______ (填序号）。
a．0.1 mol/L 稀硝酸         b． 1.5 mol/L Fe(NO₃)₂溶液
c． 6.0 mol/L NaNO₃和0.2 mol/L盐酸等体积混合的溶液

某化学兴趣小组拟采用下图所示装置电解饱和氯化钠溶液制备H₂，通过H₂还原氧化铜测定Cu的相对原子质量Ar（Cu），同时检验Cl₂的氧化性（图中夹持和加热仪器已略去）。

（1）直流电源中的X极为      极（填“正”、“负”、“阴”或“阳”）；写出甲装置U形管中反应的离子方程式：             ；实验开始后，用铁棒作电极的一侧的实验现象是   。
（2）为完成上述实验，正确的链接顺序为：a连     ，b连   （填写连接的字母）。
（3）装置乙中的G瓶内溶液可能为     （填字母）。

A．淀粉KI溶液

B．NaOH溶液

C．Na2S溶液

D．Na2SO3溶液

H瓶内的反应的离子方程式为：               。
（4）在对硬质玻璃试管里的氧化铜粉末加热前需要进行的操作为：                。
（5）装置丙中N瓶内盛放的试剂为     ，作用是              。
（6）为了测定Cu的相对原子质量，某同学通过实验测得如一下数据：
I．氧化铜样品质量为m₁g
Ⅱ．反应后硬质玻璃管中剩余固体质量为m₂g
Ⅲ．反应前后U形管及其固体质量差为m₃g
Ⅳ．反应前后瓶及其液体质量差为m₄g
①请选择理论上误差最小的一组数据计算Ar（Cu），Ar（Cu）=             。
②如果选用其它数据进行计算，会导致Ar（Cu）    （填“偏大”、“偏小”或“无影响”），理由是                                                           。

向溴水中加入足量乙醛溶液,可以看到溴水褪色。据此对溴水与乙醛发生的有机反应类型进行如下探究，请你完成下列填空：
I．猜测：
（1）溴水与乙醛发生取代反应；
（2）溴水与乙醛发生加成反应；
（3）溴水与乙醛发生_______反应。
II．设计方案并论证：
为探究哪一种猜测正确,某研究性学习小组提出了如下两种实验方案：
方案l：检验褪色后溶液的酸碱性。
方案2：测定反应前用于溴水制备的Br₂的物质的量和反应后Br^-离子的物质的量。
（1）方案1是否可行？  _______，理由是__________________________________________
（2）假设测得反应前用于溴水制备的Br₂的物质的量为a mol 。
若测得反应后n(Br^－) = _______mol，则说明溴水与乙醛发生加成反应；_；
若测得反应后n(Br^-) = _______mol，则说明溴水与乙醛发生取代反应；
若测得反应后n(Br^-) = _______mol，则说明猜测(3)正确。
III．实验验证:某同学在含0.005molBr₂的10mL溶液中，加入足量乙醛溶液使其褪色；再加入过量AgNO₃溶液，得到淡黄色沉淀l.88 g（已知反应生成有机物与AgNO₃不反应）。根据计算结果，推知溴水与乙醛反应的离子方程式为__________________________________________。
IV．拓展
请你设计对照实验,探究乙醛和乙醇的还原性强弱(填写下表）。

实验操作步骤	实验现象	结论

 

利用酸解法制钛白粉产生的废液[含有大量FeSO₄、H₂SO₄和少量Fe₂(SO₄)₃、TiOSO₄ ]，生产硫酸亚铁和补血剂乳酸亚铁。其生产步骤如下：

请回答：
（1）步骤①中分离操作的名称是_______；步骤⑥必须控制一定的真空度，原因是______________
（2）废液中的TiOSO₄在步骤①能水解生成滤渣(主要成分为TiO₂•xH₂O)的化学方程式为_________
_                        ；步骤④的离子方程式为____________________________________。
（3）用平衡移动原理解释步骤⑤中加乳酸能得到乳酸亚铁的原因______________________________。
（4）配平酸性高锰酸钾溶液与硫酸亚铁溶液反应的离子方程式：
_____ Fe²⁺ + _____ MnO₄^－ + _____ H⁺ = _____Fe³⁺ +_____ Mn²⁺ +_____
取步骤②所得晶体样品a g,溶于稀硫酸配成100.00 mL溶液，取出20. 00 mL溶液,用KMnO₄溶液滴定（杂质与KMnO₄不反应）。若消耗0.1000 mol·L^－1 KMnO₄溶液20.00mL，则所得晶体中FeSO₄• 7H₂O的质量分数为（以含a的式子表示) _____________________。