高中化学实验题

实验题：某学生为了验证氢气还原氧化铜的产物，设计了下图所示的实验装置。

⑴ 写出编号仪器的名称： ①______________
⑵ 写出A中反应的离子方程式_____________________________
⑶ 浓H₂SO₄的作用是_____________________
⑷ 本实验需要加热的装置为____________（填字母编号）。
⑸ 写出装置C、D中可观察到的现象：C______               ___，D______              ___
⑹ D中反应每生成1mol水分子，转移的电子数为____________个。

(9分)某非金属单质A经如下图所示的过程转化为含氧酸D，已知D为强酸，请回答下列问题：

（1）若A常温下为淡黄色固体，B是有刺激性气味的无色气体。
①A、D的化学式分别为：A             D         
②工业生产中大量排放的B气体被雨水吸收后形成          而污染环境。
③写出B→C反应的化学方程式：                                         
（2）若A在常温下为气体，C是红棕色气体。
①A的电子式为          ，C的化学式为         
②写出C→D反应的化学方程式：                                          

硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%(体积分数)时需经处理后才能排放。某校化学兴趣小组欲测定某硫酸工厂排放尾气中二氧化硫的含量，分别采用以下方案：
[甲方案]：如右图所示，图中气体流量计B用于准确测量通过的尾气体积。将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定SO₂的含量。当洗气瓶C中溶液蓝色消失时，立即关闭活塞A。

（1）洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以提高实验的准确度，其理由是___________________________________。
（2）洗气瓶C中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞A，测得的SO₂含量_________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
[乙方案]：实验步骤如下面流程图所示：

（3）步骤①中过量H₂O₂的作用是                                                     
（4）写出步骤②中反应的化学方程式______________________________________
（5）步骤②中Ba(OH)₂是否足量的判断方法是_______________________________
___________________________________________________________________。
（6）通过的尾气体积为V L(已换算成标准状况)时，该尾气中二氧化硫的含量(体积分数)为_____________________________(用含有V、m的代数式表示)。

为了证明铜与稀硝酸反应产生一氧化氮，某校学生实验小组设计了一个实验，其装置如下图所示（加热装置和固定装置均已略去），B为一个用金属丝固定的干燥管，内装块状碳酸钙固体；E为一个空的蒸馏烧瓶；F是可控制气体流向，用于鼓入空气的双连打气球。

（1） 实验时，先将B装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触产生气体，当C处产生白色沉淀时，立刻将B装置上提，使之与稀硝酸分离。该组学生设计此步操作的目的为
__________________________________。
（2）将A中铜丝放入稀硝酸中，给装置A微微加热，在装置A中产生无色气体，其反应的化学方程式为______________________。 
（3）装置E中开始时出现浅红棕色，原因是__________________________；用F向E中鼓入空气后，可观察到烧瓶E内气体颜色加深，产生上述现象的原因是__________________________________。    
（4）一段时间后，C中白色沉淀溶解，其原因是_________________________________；
　　　　　　　　　　　　　　　　。（用化学方程式表示）
（5）装置D的作用是_____________________________________________________。

一水硫酸四氨合铜(Ⅱ)(化学式为[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O)是一种重要的染料及农药中间体。某学习小组以孔雀石(主要成分为Cu₂(OH)₂CO₃，含少量Fe₂O₃和SiO₂杂质)为原料制备该物质的流程如下：

请回答：
（1）沉淀A的晶体中最小环上的原子个数为________，气体C分子中σ键和π键的个数比为________。
（2）溶液D的溶质阴离子的空间构型为__________，其中心原子的杂化轨道类型为________。
（3）MgO的熔点高于CuO的原因为______________________________________。
（4）画出一水硫酸四氨合铜(Ⅱ)中配离子([Cu(NH₃)₄]^2＋)的配位键________________。
（5）一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构。在晶胞中，Au原子位于顶点，Cu原子位于面心，则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为　　　　　，若该晶胞的边长为a pm，则合金的密度为　　　　g·cm^－3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为N_A）。

某无色透明溶液可能含有下列离子K^＋、Al^3＋、Fe^3＋、Ba^2＋、NO₃^—、SO₄^2—、HCO₃^—、Cl^－等，取该溶液进行如下实验：
①用蓝色石蕊试纸检测该溶液，试纸显红色；
②取溶液少许，加入铜片和稀硫酸共热，产生无色气体，该气体遇到空气立即变为红棕色；
③取溶液少许，加入氨水有白色沉淀生成，继续加入过量氨水，沉淀不消失；
④取溶液少许，滴入氯化钡溶液产生白色沉淀；
⑤取实验④后的澄清溶液，滴入硝酸银溶液产生白色沉淀，再加入过量的稀硝酸，沉淀不消失。
请回答下列问题：
(1)在实验①中，下图所示的操作中正确的是____            ____(填代号)。

(2)根据上述实验判断原溶液中肯定存在的离子是___         _____，
肯定不存在的离子是___         _____。
(3)写出②实验中产生无色气体的离子方程式：
________________________________________________________________________。
（4）写出③实验中的有关离子方程式：
________________________________________________________________________。

(I) 电子工业常用30％的FeCl₃溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板。用FeCl₃溶液做腐蚀液与Cu反应生成CuCl₂和FeCl₂。
(1) 写出该反应的化学方程式                                                   。
(2) 检验溶液中Fe³⁺存在的试剂是         ，证明Fe³⁺存在的现象是                 。
(Ⅱ) 印刷电路的废腐蚀液含有大量CuCl₂、FeCl₂、FeCl₃，任意排放会造成环境污染及资源的浪费。通过下列流程可从该废液中回收铜，并将铁的化合物全部转化为FeCl₃溶液，作为腐蚀液原料循环使用。

⑴ 步骤①中发生反应的离子方程式                                             。
(2) 步骤②需加入的试剂A是                   (填化学式)。
(3) 步骤③通入的气体B是        (填化学式)，写出该反应的化学方程式           。
(4) 为测定滤渣中铜的质量分数，取50g的滤渣与足量的试剂A反应，得到5.6L气体（标准状况下），试计算滤渣中铜的质量分数。

(1)控制变量是科学研究中的重要研究方法，其基本思路是，在实验研究中人为只改变一个因素(调节变量)，其他因素保持相同，观察测定因调节变量改变而改变的因素(因变量)，从而分析得到研究结论。中学化学中应用控制变量的方法研究问题的例子很多。请分析或设计：
①在研究浓度对化学反应速率的影响时，教材安排了利用Na₂S₂O₃与H₂SO₄反应的一组对照实验(Na₂S₂O₃＋H₂SO₄===Na₂SO₄＋S↓＋SO₂↑＋H₂O)

烧杯 编号	加3% Na2S2O3溶液体积(mL)	加H2O体积(mL)	加(体积之比为1∶2)H2SO4溶液体积(mL)	所需时间(s)
1	5	5	2
2	7	3	2
3	10	0	2

在三个烧杯(底部有黑色“十”字标记)内分别加入表中所示体积的三种液体，搅拌并开始计时，到出现浑浊使烧杯底部“十”字看不见时停止计时。比较所需时间，得出浓度对化学反应速率影响的结论。实验中，温度和反应体系中硫酸浓度是保持相同的因素，调节变量是____________________，因变量是______________。
②运用控制变量原理设计实验，利用纯碱溶液探究温度对盐的水解的影响，简述实验方法：________________________________________________________________________。
(2)373 K时，H₂PO₃^－与OH^－发生如下反应：
H₂PO₃^－＋OH^－HPO₃^2－＋H₂O
反应结果如表所示：

H2PO3^－起始浓度(mol/L)	0.10	0.50	0.50
OH^－起始浓度(mol/L)	1.00	1.00	4.00
反应速率[mol/(L·s)]	3.2×10^－5	1.60×10^－4	2.56×10^－3

如果用v＝kc^m(H₂PO₃^－)·cⁿ(OH^－)表示反应速率(k为与浓度无关的常数)
①k＝________，m＝________，n＝________。
②若c(H₂PO₃^－)的起始浓度为0.20 mol/L，c(OH^－)的起始浓度为1.50 mol/L，则反应速率v＝________。

某研究性学习小组将一定浓度的Na₂CO₃ 溶液滴入CuSO₄溶液中得到沉淀。
甲同学认为两者反应只有CuCO₃一种沉淀生成；
乙同学认为这两者相互促进水解反应，生成Cu(OH) ₂一种沉淀；
丙同学认为生成CuCO₃和Cu(OH) ₂两种沉淀。

（1）各装置连接顺序为              →            →            。
（2）若甲同学的结论正确，实验现象为                               。
II．若CuCO₃和Cu(OH)₂两者都有，可通过下列所示装置的连接，进行定量分析来测定其组成。

（1）仪器组装好后首先要进行的实验操作是              ，实验结束时要继续通入处理过的过量空气，其作用是                                         。
（2）若沉淀样品的质量为mg，当反应完全后，装置C质量增加了ng，则沉淀中CuCO₃的质量分数为                       。
III．沉淀转化在生产中也有重要应用。例如，用Na₂CO₃溶液可以将锅炉水垢中的CaSO₄转化为较疏松瓶易清除的CaCO₃，该沉淀转化达到平衡时，其平衡常数K=___________（写数值）。[已知Ksp(CaSO₄)=9.1×10^—6，Ksp(CaCO₃)=2.8×10^—9]
IV．蓝铜矿的主要成分为2CuCO₃·Cu(OH)₂，当它与焦炭一起加热时，可以生成铜、二氧化碳和水，写出该反应的化学方程式_____________________________________________

盐酸、硫酸和硝酸都是重要的化工原料，也是化学实验室里必备的重要试剂。请回答下列问题：
（1）常温下，可用铁、铝制的容器盛放浓硫酸，说明浓硫酸具有             性。用玻璃棒蘸取浓硫酸滴在纸上，纸逐渐变黑，说明浓硫酸具有               性。
（2）硝酸铜是制备Cu-Zn-Al系催化剂的重要原料，工业上用洗净的废铜屑作原料来制备硝酸铜。下列制备方法符合“绿色化学”思想的是           （填序号）。
① Cu + HNO₃（浓）→ Cu(NO₃)₂             ② Cu + HNO₃（稀）→ Cu(NO₃)₂
③ Cu CuO Cu(NO₃)₂ 
（3）①在100mL 18mol·L^-1的浓硫酸中加入过量的铜片，加热使之充分反应，测得产生的气体在标准状况下的体积可能是             。

A．40.32L

B．30.24L

C．20.16L

D．13.44L

②若使上述反应①中剩余的铜片继续溶解，可向其中加入硝酸钠，写出反应的离子方程式_______________________________________________________________________。
（4）若将12.8g铜跟一定质量的浓HNO₃反应,铜消耗完时,共产生气体5.6L(标准状况),则所耗HNO₃的物质的量             mol。
(5)某同学向浸泡铜片的稀盐酸中加入H₂O₂后，铜片溶解，并且该反应的产物只有氯化铜和水。该反应的化学方程式为                                             。

绿矾（）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：室温下饱和溶液的约为3.9，SnS沉淀完全时溶液的为1.6；开始沉淀时溶液的为3.0，沉淀完全时的为5.5。
（1）检验制得的绿矾晶体中是否含有的实验操作是
（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=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计算上述样品中的质量分数为          （用小数表示，保留三位小数）。

（每空2分，共16分）某研究性学习小组为合成1－丁醇，查阅资料得知一条合成路线：
CH₃CH===CH₂＋CO＋H₂CH₃CH₂CH₂CHOCH₃CH₂CH₂CH₂OH：
CO的制备原理：HCOOHCO↑＋H₂O，并设计出原料气的制备装置(如图)。

请填写下列空白：
(1)实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2－丙醇，从中选择合适的试剂制备丙烯。写出化学方程式： ____________________________________________________________________________。
(2)若用以上装置制备H₂，在虚线框内画出收集干燥H₂的装置图。
(3)制丙烯时，还产生少量SO₂、CO₂及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是________(填序号)
①饱和Na₂SO₃溶液　②酸性KMnO₄溶液　③石灰水　④无水CuSO₄　⑤品红溶液
(4)合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是________。
a．低温、高压、催化剂                    b．适当的温度、高压、催化剂
c．常温、常压、催化剂                    d．适当的温度、常压、催化剂
(5)正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1－丁醇粗品，为纯化1－丁醇，该小组查阅文献得知：①R—CHO＋NaHSO₃(饱和)→RCH(OH)SO₃Na↓ ；②沸点：乙醚34℃，1－丁醇118℃，并设计出如下提纯路线：

试剂1为________，操作1为________，操作2为________，操作3为________。

现有一定量含有Na₂O杂质的Na₂O₂试样，用图K2－6－2所示的实验装置测定Na₂O₂试样的纯度。(可供选用的试剂只有CaCO₃固体、6 mol/L盐酸、6 mol/L硫酸和蒸馏水)
回答下列问题：
(1)装置A中液体试剂选用____________，理由是________________________________。
(2)装置B的作用是___________________________________________，装置E中碱石灰的作用是______________________________________________________________________。
(3)装置D中发生反应的化学方程式是_________________________________________。
(4)若开始时测得样品的质量为2.0 g，反应结束后测得气体体积为224 mL(标准状况)，则Na₂O₂试样的纯度为_________________。

实验室用下面装置测定FeO和Fe₂O₃固体混合物中Fe₂O₃的质量，D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe₂O₃的混合物。

（1）如何检查装置A的气密性_________________________________________
（2）为了安全，在点燃D处的酒精灯之前，在b处必须_____________________。
(3) 装置B 的作用是_______________ ，装置C中装的液体是________________，所起的作用是_______________________。
（4）在气密性完好，并且进行了必要的安全操作后，点燃D处的酒精灯，在硬质双管中发生的化学反应方程式是________________________________________。
（5）若FeO和Fe₂O₃固体混合物的质量为31. 2g，反应完全后，U型管的质量增加9.9g则混合物中Fe₂O₃的质量为______________。
（6）U型管E右边连接干燥管F的目的是______________________，若无干燥管F，测得Fe₂O₃的质量将_____________（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）

实验探究和推理都是科学研究的基本方法,请你对以下实验进行探究和推理
Ⅰ、有一瓶澄清的溶液，其中可能含有H⁺、NH₄^＋、K^＋、Na^＋、Mg^2＋、Ba^2＋、Fe^3＋、SO₄^2―、CO₃^2―、Cl^―和I^―。取该溶液进行了以下实验：
（1）用pH试纸检验，表明溶液呈强酸性；
（2）取部分溶液，加入CCl₄及数滴氯水，经振荡后CCl₄层呈紫红色；
（3）另取部分溶液，加入稀NaOH 溶液使其变为碱性，溶液中无沉淀生成；
（4）取部分上述碱性溶液，加Na₂CO₃溶液有白色沉淀生成；
（5）将（3）得到的碱性溶液加热，有气体放出，该气体能使润湿的红色石蕊试纸变蓝；
根据上述实验事实，你可知道该溶液中肯定含有的离子是①              ；肯定不存在的离子是②                       ；还不能确定是否存在的离子是③                  。
Ⅱ、兴趣小组通过实验探究溶解铜的方法和本质。
（1）在热水浴中进行3个实验，部分实验报告如下表所示。

序号	实验操作	实验现象
I	稀硫酸中加入铜片	无明显变化
II	硝酸钠溶液中加入铜片	无明显变化
III	稀硫酸中加入硝酸钠溶液	无明显变化
再加入铜片	有无色气泡；溶液变蓝

 
① 实验I、II的目的是           。
② 实验III中反应的本质是（用离子方程式表示）           。