高中化学实验题

高锰酸钾是一种用途广泛的强氧化剂，实验室制备高锰酸钾所涉及的化学方程式如下：MnO₂熔融氧化：3MnO₂+ KClO₃+ 6KOH  3K₂MnO₄+ KCl+3H₂O；
K₂MnO₄歧化：3K₂MnO₄+ 2CO₂＝2KMnO₄+ MnO₂↓+2K₂CO₃。
已知K₂MnO₄溶液显绿色。请回答下列问题：
（1）MnO₂熔融氧化应放在        中加热（填仪器编号）。
①烧杯 ②瓷坩埚 ③蒸发皿 ④铁坩埚
（2）在MnO₂熔融氧化所得产物的热浸取液中通入CO₂气体，使K₂MnO₄歧化的过程在如图装置中进行，A、B、C、D、E为旋塞，F、G为气囊，H为带套管的玻璃棒。

①为了能充分利用CO₂，装置中使用了两个气囊。当试管内依次加入块状碳酸钙和盐酸后，关闭旋塞B、E，微开旋塞A，打开旋塞C、D，往热K₂MnO₄溶液中通入CO₂气体，未反应的CO₂被收集到气囊F中。待气囊F收集到较多气体时，关闭旋塞        ，打开旋塞            ，轻轻挤压气囊F，使CO₂气体缓缓地压入K₂MnO₄溶液中再次反应，未反应的CO₂气体又被收集在气囊G中。然后将气囊G中的气体挤压入气囊F中，如此反复，直至K₂MnO₄完全反应。
②检验K₂MnO₄歧化完全的实验操作是                                    。
（3）利用氧化还原滴定法进行高锰酸钾纯度分析，原理为：
2MnO₄^－+5C₂O₄^2­－+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
现称取制得的高锰酸钾产品7.245g，配成500mL溶液，用移液管量取25.00 mL待测液，用0.1000 mol·L^－1草酸钠标准溶液液进行滴定，终点时消耗标准液体积为50.00mL（不考虑杂质的反应），则高锰酸钾产品的纯度为         （保留4位有效数字，已知M(KMnO₄)=158g·mol^－1）。若移液管用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗或烘干，则测定结果将         。（填“偏大”、“偏小”、“不变”）

金属钼（Mo）可以增强合金的某些机械性能和耐腐蚀性。下图是化工生产中制备金属钼的实验流程图（已知钼酸为难溶于水和酸的黄色晶体）：

（1）在灼烧钼矿时发生化学反应：2MoS₂+7O₂2MoO₃+4SO₂，该反应的还原剂是__________。当有1mol MoS₂反应时，还原剂失去电子的物质的量为______________。
（2）步骤①中，灼烧钼矿时，用于盛放固体的仪器的名称为______________。
（3）写出步骤②中发生反应的离子方程式______________________________。
（4）在步骤③中需要加入过量硝酸，检验硝酸过量的操作为_________________。
（5）某同学拟选用如下装置，用氢气还原三氧化钼，同时检验该反应的氧化产物，根据要求回答下列问题。

①若两次使用到C装置，则装置D中所盛的药品是___________（填试剂名称）。
②根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞后_________→_________→_________→_________（请按正确的顺序填入下列步骤的代号）。
a．收集气体并检验其纯度   b．停止加热，充分冷却
c．加热反应一段时间       d．关闭分液漏斗活塞，停止通氢气
（6）化学分析中，常用沉淀法测定金属的含量。若称取三氧化钼粗产品m g，用浓氨水溶解后，再滴加足量的硝酸使其完全转化为钼酸沉淀，此时消耗0.2 mol/L HNO₃溶液250mL ，则粗产品中三氧化钼的含量为        （请用含m的表达式表示）。

Na₂S₂O₃俗称大苏打（海波）是重要的化工原料。用Na₂SO₃和硫粉在水溶液中加热反应，可以制得Na₂S₂O₃。已知10℃和70℃时，Na₂S₂O₃在水中的溶解度分别为60.0g和212g。常温下，从溶液中析出的晶体是Na₂S₂O₃·5H₂O。
现实验室欲制取Na₂S₂O₃·5H₂O晶体（Na₂S₂O₃·5H₂O的分子量为248）
步骤如下：
①称取12.6g Na₂SO₃于烧杯中，溶于80.0mL水。
②另取4.0g硫粉，用少许乙醇润湿后，加到上述溶液中。
③（如图所示，部分装置略去），水浴加热，微沸，反应约1小时后过滤。

④滤液在经过            、           后析出Na₂S₂O₃·5H₂O晶体。
⑤进行减压过滤并干燥。
（1）仪器B的名称是____________。其作用是__________。加入的硫粉用乙醇润湿的目的是             。
（2）步骤④应采取的操作是              、           。
（3）滤液中除Na₂S₂O₃和可能未反应完全的Na₂SO₃外，最可能存在的无机杂质是             。
（4）为了测产品的纯度，称取7.40g 产品，配制成250mL溶液，用移液管移取25.00mL于锥形瓶中，滴加淀粉溶液作指示剂，再用浓度为0.0500mol/L 的碘水，用酸式滴定管来滴定（2S₂O₃^2－+ I₂＝ S₄O₆^2－+ 2I^－），滴定结果如下：

滴定次数	滴定前读数（mL）	滴定滴定后读数（mL）
第一次	0.00	30.82
第二次	0.00	30.80
第三次	0.00	30.78

列式并计算所得产品的纯度                                                ，
你认为影响纯度测定的主要原因是（不考虑操作引起误差）                   。

氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿（主要成分为MgCO₃，含少量FeCO₃）为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：

（1）MgCO₃与稀硫酸反应的离子方程式为                          。
（2）加入H₂O₂氧化时，发生反应的化学方程式为                          。
（3）滤渣2 的成分是            （填化学式）。
（4）煅烧过程存在以下反应：
2MgSO₄+C2MgO+2SO₂↑+CO₂↑
MgSO₄+CMgO+SO₂↑+CO↑
MgSO₄+3CMgO+S↑+3CO↑
利用右图装置对煅烧产生的气体进行分步检验或收集。

①D中收集的气体可以是               （填化学式）。
②B中盛放的溶液可以是              （填字母）。
a．NaOH 溶液 b．Na₂CO₃溶液  c．稀硝酸  d．KMnO₄溶液
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为+4，写出该反应的离子方程式：                              。

工业中以铝土矿(主要成分为Al₂O₃，另含有Fe₂O₃和SiO₂)为原料冶炼铝过程如下图所示。

试回答下列问题：
（1）实验室进行过滤用到的玻璃仪器有烧杯、________、________。
（2）操作II中生成不溶物C的离子方程式是                        。
（3）氧化铝的熔点高达2050℃，工业上为降低能耗，在铝的电解冶炼时，采取的措施是             。
（4）电解冶炼铝时，阳极和阴极以碳素材料制成，电解过程中，阳极材料需定期进行更换，原因是                    。
（5）为了提高综合经济效益，实际工业生产中常将上述反应中的相关物质循环利用。其部分转化关系如下图所示：

①上述转化中未涉及四种基本反应类型中的                反应；
②写出过程③的化学方程式：                         。
（6）科学研究表明，人体过量吸入铝元素会严重危害身体健康。请你结合实际提出两条杜绝铝元素过量吸入的措施：____________。

Ⅰ.甲学生对Cl₂与FeCl₂和KSCN混合溶液的反应进行实验探究。向A中通入氯气至过量，观察A中，发现溶液先呈红色，然后变为黄色。

（1）B中反应的离子方程式是                          ．
（2）为了探究A中溶液由红色变为黄色的原因，甲同学进行如下实验．取A中黄色溶液于试管中，加入NaOH溶液，有红褐色沉淀生成，则溶液中一定存在________    ．
（3）资料显示：SCN ­^-的电子式为 ．甲同学猜想SCN^―可能被Cl₂氧化了，他进行了如下研究．
①取A中黄色溶液于试管中，加入用盐酸酸化的BaCl₂溶液， 产生白色沉淀，由此证明SCN^―中被氧化的元素是                ．
②甲同学通过实验证明了SCN^―中氮元素转化为NO₃^―，已知SCN^―中碳元素没有被氧化，若SCN^―与Cl₂反应生成1mol CO₂，则转移电子的物质的量是           mol．
Ⅱ.8.12天津港特大爆炸事故现场有700吨左右氰化钠，氰化钠剧毒。有少量因爆炸冲击发生泄漏。这些泄露的氰化钠可通过喷洒氧化剂双氧水的方式来处理，以减轻污染。
（1） 写出NaCN的电子式__________，偏碱性条件下，氰化钠溶液的CN^―被双氧水氧化为HCO₃^―，同时放出NH₃，该反应的离子方程式：________                。
（2）Cu²⁺可作为双氧水氧化CN^―中的催化剂。某兴趣小组要探究Cu²⁺对双氧水氧化CN^―是否起催化作用，请你完成下实验方案。填写实验步骤、实验现象和结论（己知：CN^―浓度可用离子色谱仪测定）

步骤:分别取等体积、等浓度的含氰废水于甲、乙两支试管中，________________________________ ___________________________________________ ___________________________________________ __________________________________________

现象与结论： 若____________________________ _______________________________ 若____________________________ _______________________________

 

乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下：

实验步骤：
在A中加入4.4g异戊醇、6.0g的乙酸、数滴浓硫酸和2～3片碎瓷片。开始缓慢加热A，回流50min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别用少最水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤；分出的产物加入少量无水MgSO₄固体，静置片刻，过滤除去MgSO₄固体，进行蒸馏纯化，收集140～143℃馏分，得乙酸异戊脂3.9 g.
回答下列问题:
（1）仪器B的名称是              
（2）在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是            第二次水洗的主要目的是              
（3）在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分从后(填标号〕             .
a、直接将乙酸异戊脂从分液漏斗的上口倒出
b、直接将乙酸异戊从分液端斗的下口放出
c、先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊脂从下口放出
d、先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酚从上口倒出
（4）本实验中加入过量乙酸的目的是                
（5）实验中加入少量无水MgSO₄的目的是             
（6）在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是_         (填标号)。

（7）本实验的产率是_        (填标号).
a. 30 ％      b. 40 ％    c、60％    d、90％
（8）在进行蒸馏操作时:若从130℃便开始收集馏分，会使实验的产率偏        (填“高”或“低”），其原因是               

某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。
（1）提出假设①该反应的气体产物是CO₂；②该反应的气体产物是CO。
③该反应的气体产物是               。
（2）设计方案，如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。

（3）查阅资料
氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO₂）饱和溶液混合加热反应制得氮气。
请写出该反应的离子方程式：                       。
（4）实验步骤
①按上图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀，放入48.48g的硬质玻璃管中；
②加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气；
③停止通入N₂后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水（足量）变浑浊；
④待反应结束，再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g；
⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为2.00g。
步骤②、④中都分别通入N₂，其作用分别为                      。
（5）数据处理
试根据实验数据分析，写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式：                 。
（6）实验优化 学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善。
①甲同学认为：应将澄清石灰水换成Ba(OH)₂溶液，其理由是                   。
②从环境保护的角度，请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善：               。

NH₄Al(SO₄)₂是食品加工中最为快捷的食品添加剂，用于焙烤食品，工业上常用铝土矿（主要成分为Al₂O₃和少量SiO₂、Fe₂O₃杂质）生产铵明矾晶体NH₄Al(SO₄)₂•12H₂O，其工艺流程图如下：

（1）废渣a、b 的成分分别是_______________、_______________。（写化学式）
（2）流程图中X的化学式为_______________。
（3）反应Ⅲ的离子方程式为________________，从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的操作依次为__________（填操作名称）、冷却结晶、过滤洗涤。
（4）反应Ⅶ的化学方程式为___________________。
（5）向硫酸铝铵溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液，不可能发生的离子反应是      _______。（填选项字母）

A．NH4^+ + SO4^2— + Ba^2+ + OH^—= BaSO4↓ + NH3·H2O

B．2Al^3+ + 3SO4^2— + 3Ba^2+ + 6OH^—= 3BaSO4↓ + 2Al(OH)3↓

C．Al^3+ + 2SO4^2— + 2Ba^2+ + 4OH^—= 2BaSO4↓ + AlO2^— + 2H2O

D．NH4^+ + Al^3+ + 2SO4^2— + 2Ba^2+ + 4OH^—= 2BaSO4↓ + Al(OH)3↓ + NH3·H2O

工业合成氨与制备HNO₃一般可连续生产，其流程如下：

①写出工业合成氨的化学方程式                  ，上述尾气中的NO₂一定条件下可与氨气反应转化为氮气，则该反应的化学方程式为                         。
②某同学在实验室蒸馏含有Mg(NO₃)₂的稀硝酸制取浓硝酸，除导管、酒精灯、牛角管、锥形瓶外，还需的玻璃仪器有                                   。
（2）某兴趣小组采用右图装置制取并探究SO₂气体的性质。

①下列实验方案适用于右图所示装置制取所需SO₂的是_________（填序号）

A．Na2SO3溶液与HNO3	B．Na2SO3固体与浓硫酸
C．固体硫在纯氧中燃烧	D．铜与浓H2SO4

②组装完仪器后，检查装置气密性的方法是：________
③若要证明c中生成的气体是SO₂，d中加入品红溶液后，打开活塞b，反应开始，待d中溶液_____________后，再________________（填实验的操作）试管d中的溶液，颜色又恢复，证明气体是SO₂。
④指导老师指出应增加一尾气吸收装置，并帮助同学们设计了如下装置，其中合理的是______________（填序号）。

（共18分）（1）实验室里需用480ml 0.2mol/L的硫酸铜溶液，若以胆矾（化学式为CuSO₄·5H₂O）为原料进行配制，请回答下列问题：
（i）完成下列步骤：
①用托盘天平称取胆矾          g。
②将称好的胆矾放入        中，加适量蒸馏水将其溶解，待        后将溶液沿玻璃棒转移入X容器中，X容器应为               。
③用少量蒸馏水洗涤溶解仪器2~3次，将洗涤液也注入X容器中，在操作过程中不能损失点滴液体，否则会使溶液的浓度          （偏高或偏低）。
④向X容器内加水至刻度线下           时，改用               小心地加水至液面与刻度线相切。若加水时仰视刻度线，会造成溶液浓度              （偏高或偏低）。
⑤最后盖好瓶塞，反复上下颠倒，          。
（ii）在X容器的使用方法中，下列操作不正确的是____________
A．X容器使用前需检验是否漏水
B．X容器用水洗净后，烘干后方可使用
C．若X容器洗净后未经干燥就直接使用，对溶液浓度无影响。
D．配制溶液时，把称好的固体用纸条小心倒入X容器中，加水溶解时需用玻璃棒引流。
（2）化学中很多时候需要对混合物进行分离和提纯，以下这套装置就常常用来分离液态混合物。

①利用这套装置来分离液态混合物的方法叫            。
②写出有关仪器的名称：A．              B．            
③图中有一处明显错误，请写出正确的做法：                        ，仪器B中的冷却水应该从             口（c或d）通入。

某校化学实验操作考试中，有一题目是鉴别澄清石灰水和氢氧化钠溶液。请你参与探究：
[提出问题]如何鉴别这两种无色溶液？
[实验方案]小琪等几位同学进行了下图所示的实验。

请你回答下列问题：
（1）C组实验中反应的化学方程式为                               ；
（2）其中不能达到实验目的的是            （填字母）；
（3）D组实验中变浑浊的原溶液是                       。
[继续探究]实验结束后，小琪同学将A、B、C、D四组试管中的物质全部倒入同一个干净的烧杯中，充分反应后，得到无色澄清透明的溶液，对该溶液的成分又进行了探究。
[提出问题]该溶液中除水、酚酞外还含有哪些物质？
[查阅资料]氯化钙溶液呈中性。
[猜想与假设]Ⅰ.
Ⅱ.NaCl、 CaCl₂、HCl
Ⅲ.NaCl、 CaCl₂、NaOH
[反思与拓展]①上述猜想与假设中只有一个不成立，它是        （填序号），理由是                                                             。
②根据所学化学知识，验证烧杯内溶液中可能有的物质是否存在，下列哪些物质单独使用不能完成该实验           （填字母）
a．pH试纸  b．硝酸银溶液  c．紫色石蕊试液  d．铜  e.足量氢氧化钠溶液

酸性KMnO₄溶液能与草酸（H₂C₂O₄）溶液反应。某探究小组利用反应过程中溶液紫色消失快慢的方法来研究影响反应速率的因素。
Ⅰ.实验前首先用浓度为0.1000mol•L^-1酸性KMnO₄标准溶液滴定未知浓度的草酸。
（1）写出滴定过程中发生反应的离子方程式为                                        。
（2）滴定过程中操作滴定管的图示正确的是                  。

（3）若配制酸性KMnO₄标准溶液时,俯视容量瓶的刻度线，会使测得的草酸溶液浓度                （填“偏高”、“偏低”、或“不变”）。
Ⅱ.通过滴定实验得到草酸溶液的浓度为0.2000mol·L^-1。用该草酸溶液按下表进行后续实验（每次实验草酸溶液的用量均为8mL）。

实验编号	温 度（℃）	催化剂用量(g）	酸性高锰酸钾溶液	实验目的 a.实验1和2探究 b.实验1 和3 探究反应物浓度对该反应速率的影响； c.实验1 和4 探究催化剂对该反应速率的影响。
体积（mL）	浓度(mol•L^-1）
1	25	0.5	4	0.1000
2	50	0.5	4	0.1000
3	25	0.5	4	0.0100
4	25	0	4	0.1000

 
（4）写出表中a 对应的实验目的                          ；
（5）该小组同学对实验1和3分别进行了三次实验，测得以下实验数据（从混合振荡均匀开始计时）：

实验编号	溶液褪色所需时间（min）
第1次	第2 次	第3 次
1	14.0	13.0	11.0
3	6.5	6.7	6.8

分析上述数据后得出“当其它条件相同时，酸性高锰酸钾溶液的浓度越小，褪色时间就越短，即反应速率就越快”的结论。某同学认为该小组“探究反应物浓度对速率影响”的实验方案设计中存在问题，从而得到了错误的实验结论，请简述改进的实验方案_________。
（6）该实验中使用的催化剂应选择MnSO₄并非MnCl₂，原因为（离子方程式表示） 为           。

(19分)晶体硅是信息科学和能源科学中的一种重要材料，可用于制芯片和太阳能电池等，.以下是工业上制取纯硅的一种方法.

已知：在一定条件下可发生反应：Si(s)＋3HCl(g)  SiHCl₃(g)＋H₂(g) ΔH<0
I.反应②、③均需要加热，有如下两个温度区间分别供两反应选择，你认为反应②应选择_______（填序号字母），原因是_______________；
a .520~530K           B．1350~1360K
II.现在实验室模拟工业上粗硅提纯的过程，已知SiHCl₃遇水强烈水解，其他相关数据如下表所示：

物质	SiCl4	SiHCl3	AlCl3	FeCl3
沸点/℃	57.7	33.0	－	315
升华温度/℃	－	－	180	300

（1）现用如下装置进行模拟反应②的过程。实验室制HCl的反应原理为：
2NaCl(s) + H₂SO₄(浓)  2HCl↑ + Na₂SO₄

A中是HCl的发生装置，你认为应选择下列哪套装置？____________（填装置的序号字母），装置D中碱石灰的作用为__________________、___________________；

（2）已知液态粗品SiHCl₃中含有杂质SiCl₄、AlCl₃、FeCl₃等，则流程中操作①为_____________(填操作名称)，下列不是该操作所需的仪器是____________________（填装置序号字母）；
a．冷凝管 b． 圆底烧瓶 c． 蒸馏烧瓶 d． 分液漏斗 e.温度计 f. 接受器
（3）用SiHCl₃与H₂反应制备纯硅的装置如下：

①按图示组装好仪器后，下列实验步骤的正确顺序为____________（填步骤的序号字母），
A．打开甲装置分液漏斗旋塞，滴加稀硫酸，反应生成H₂；
B．向装置中添加药品；
C．打开丙装置分液漏斗的旋塞，滴加SiHCl₃，并加热相应装置；
D．检查装置气密性；
e．停止向丙装置滴加SiHCl₃，并停止加热相应装置；
f．停止通H₂；
步骤c中需要加热的装置为____________（填装置序号“甲”、“乙”、“丙”、“丁”）
②该套装置的设计缺陷是________________________。

分离和提纯在生产和生活中得以广泛应用，请完成以下两个小题：
ⅰ、我们饮用的水是由原水净化所得。原水中含有泥沙、悬浮物和细菌等杂质。家庭的饮用水可经过如下的净化步骤：

则：（1）可以除去大颗粒悬浮物质的步骤是_____________。
（2）能消毒杀菌的步骤是___________。
ⅱ、下列操作过程中采用了哪些分离或提纯的方法？
①分离食盐与碳酸钙混合物：__________________________________；
②从溴水中提取单质溴（溴的性质与碘的相似）：_________________；
③酿酒时提高酒的度数：_____________；④古代制盐；___________________；
⑤常用海水淡化：_______________________；⑥油水分离：___________________；