高中化学实验题

稀土是一种不可再生的战略性资源，被广泛应用于电子信息、国防军工等多个领域。一种从废弃阴极射线管(CRT)荧光粉中提取稀土元素钇(Y)的工艺流程如下：

已知：①废弃CRT荧光粉的化学组成（某些不参与反应的杂质未列出）如下表所示；

②不同离子沉淀的pH如图所示。

（1）步骤I中进行原料预处理的目的为_____________。
（2）步骤Ⅱ中有黄绿色气体产生，该反应的化学方程式为_______________。
（3）步骤Ⅲ中发生的主要反应的离子方程式为_______________。
（4）步骤Ⅳ中除杂试剂DDTC除去的杂质离子有______，其不能通过直接加碱的方法除去，原因为_____。
（5）步骤V中Y^3＋沉淀完全时，需保证滴加草酸后的溶液中c（C₂O₄^2－）不低于_______mol/L。
(已知：当离子浓度小于10^－5mol/L时，沉淀就达完全；K_sp[Y₂(C₂O₄)₃]=8.0×10^－28)
（6）步骤Ⅵ中草酸钇隔绝空气加热可以得到Y₂O₃，该反应的化学方程式为___________。

实验室用少量的溴水和足量的乙醇制备1，2—二溴乙烷的装置如下图所示：

有关数据列表如下：

	乙醇	1,2-二溴乙烷	乙醚
状态	无色液体	无色液体	无色液体
密度／g· cm^-3	0.79	2.2	0.71
沸点／℃	78.5	132	34.6
熔点／℃	-l30	9	-1l6

回答下列问题：
（1）烧瓶A中发生的主要的反应方程式：                。
（2）安全瓶B可以防倒吸，并可以检查实验进行时试管D是否发生堵塞。请写出发生堵塞时瓶B中的现象：              。
（3）在装置C中应加入      (填字母），其目的是_________________
a．水        b．浓硫酸       c．氢氧化钠溶液
（4）若产物中有少量未反应的Br₂，最好用    洗涤除去。(填字母)
a．水       b．氢氧化钠溶液       c．碘化钠溶液         d．乙醇
（5）若产物中有少量副产物乙醚，可用        的方法除去。
（6）反应过程中应用冷水冷却装置D，但又不能过度冷却(如用冰水)，其原因是           。

(12分)葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质。葡萄糖酸钙可通过以下反应制得：
C₆H₁₂O₆(葡萄糖）＋ Br₂ ＋ H₂O→C₆H₁₂O₇(葡萄糖酸）＋ 2HBr
2C₆H₁₂O₇(葡萄糖酸）＋ CaCO₃→Ca(C₆H₁₁O₇)₂(葡萄糖酸钙）＋ H₂O ＋ CO₂↑
相关物质的溶解性见下表：

物质名称	葡萄糖酸钙	葡萄糖酸	溴化钙	氯化钙
水中的溶解性	可溶于冷水、易溶于热水	可溶	易溶	易溶
乙醇中的溶解性	微溶	微溶	可溶	可溶

实验流程如下：

请回答下列问题：
（1）第①步中溴水氧化葡萄糖时，下列装置最适合的是：________。
制备葡萄糖酸钙的过程中，葡萄糖的氧化也可用其它试剂，下列物质中最适合的是_______。
A．新制Cu(OH)₂悬浊液        B．酸性KMnO₄溶液 
C．O₂／葡萄糖氧化酶           D．[Ag(NH₃)₂]OH 溶液
（2）第②步充分反应后CaCO₃固体需有剩余，其目的是                   ；本实验中不宜用CaCl₂替代CaCO₃，理由是                    。
（3）第③步需趁热过滤，其原因是                   。
（4）第④步加入乙醇的作用是                     。
（5）第⑥步中，下列洗涤剂最合适的是              。
A．冷水       B．热水       C．乙醇       D．乙醇-水混合溶液

某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图1装置来一次性完成N、C、Si三种元素的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律。A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润红纸。已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气。

（1）图1中仪器A的名称是              。甲同学实验步骤：连接仪器、              、加药品、滴入试剂。
（2）①图1中烧瓶B中的盛放试剂为碳酸钙，C中盛放试剂为硅酸钠溶液，则甲同学设计实验的依据是                 。
②能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是                。
（3）图2中A处反应的离子方程式                   。
（4）乙同学发现图2中B处试纸变蓝，C处红纸褪色，据此     (填“能”或“不能”)得出溴的非金属性强于碘，理由是                  。

某小组同学利用下图装置（夹持仪器已省略）制备溴苯，并探究该反应原理。

I．制备溴苯
（1）装置中长导管a的作用是         、导出气体。
（2）本实验所获得的溴苯为褐色，是因为             。
II．分离提纯
已知，溴苯与苯互溶，液溴、苯、溴苯的沸点依次为59℃、80℃、156℃。同学们设计了如下流程：

（3）操作Ⅱ为       。
（4）流程②和④中，需要用到的玻璃仪器是烧杯、         ；流程③的现象为       ，流程④的作用是            。
III．探究原理
（5）反应结束后，某同学取少量锥形瓶中的液体于试管中，再滴入几滴AgNO₃溶液，出现浅黄色浑浊，从而判断反应一定生成了HBr。你认为该同学的判断     （填“合理”、“不合理”）。
（6）为探究锥形瓶中溶液的离子，请完成下表探究实验方案（限选试剂：镁粉、四氯化碳、氯水、溴水、蒸馏水）

实验步骤	预期现象	结论
1．将锥形瓶中的液体转入分液漏斗，加足量 ① ，振荡后分液。分别取少量 ② 层溶液于试管A、B中
2．向试管A中加入少量 ③ 和四氯化碳，振荡后静置；	溶液分层，下层显 ④ 色	锥形瓶中液体含大量Br^-
3．向试管B中加入 ⑤ 。	有汽泡生成	锥形瓶中液体含大量 ⑥

根据上述结论推断，制备溴苯的反应属于     反应，其反应方程式为           。

镁及其合金是一种用途很广的金属材料，海水中镁的含量为1.10 mg·L^－1，目前世界上60%的镁是从海水中提取的。主要步骤如下：

（1）为了使MgSO₄转化为Mg（OH）₂，试剂①可以选用        ，要使完全转化为沉淀，加入试剂①的量应        ；
（2）加入试剂①后，能够分离得到Mg（OH）₂沉淀的方法是        ；
（3）试剂②可以选用        ；
（4）无水MgCl₂在熔融状态下通电会产生Mg和Cl₂，写出该反应的化学方程式        ；
（5）假设海水中镁元素全部存在于MgSO₄中，则海水中MgSO₄的含量为     mg·L^－1，若某工厂每天生产1.00 t镁，则每天需要海水的体积为       L。

探究碳、硅元素的非金属性的相对强弱，根据要求完成下列各小题
（1）实验装置：

填写所示仪器名称A              B           
（2）实验步骤： 连接仪器、        、加药品后，打开a、然后滴入浓硫酸，加热。
（3）问题探究：（已知酸性强弱:亚硫酸 >碳酸）
①铜与浓硫酸反应的化学方程式是        。装置E中足量酸性KMnO₄溶液的作用是      ;
②能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是          ;
③试管D中发生反应的离子方程式是                      。
④若将铜片改为木炭，其它药品不变，也可以对该实验目的进行探究，请写出在该实验中木炭与浓硫酸反应的化学方程式                     。

下图是丁烷裂解的实验流程：（提示：丁烷在一定条件下裂解的可能方程式为：
C₄H₁₀C₂H₆+C₂H₄，    C₄H₁₀ CH₄+C₃H₆）
连接好装置后，需进行的实验操作有：①给D、G装置加热；②检查整套装置的气密性；③排出装置中的空气等…‥

（1）这三步操作的先后顺序依次是                      ；
（2）简要说明排空气的方法______________。
（3）写出甲烷与氧化铜反应的化学方程式                     
（4）若对E装置中的混合物（溴水足量），再按以下流程实验：

①分离操作Ⅰ和Ⅱ的名称分别是：Ⅰ______Ⅱ______，Na₂SO₃溶液的作用是（用离子方程式表示）           ．
②已知B的碳原子数大于A的碳原子数请写出B的结构简式            ．
（5）假定丁烷完全裂解当（E+F）装置的总质量比反应前增加了0．7 g， G装置的质量减少了1．76 g，则丁烷的裂解产物中甲烷和乙烷的物质的量之比n （CH₄） : n （C₂H₆） =______（假定流经D、G装置中的气体能完全反应）

(12分)某化学研究性小组采用如下装置(夹持和加热仪器已略去)电解饱和食盐水一段时间，并通过实验测定产物的量来判断饱和食盐水的电解率。饱和食盐水的电解率=（电解的氯化钠质量/总的氯化钠质量)×100%

甲方案：利用甲、乙装置测定饱和食盐水的电解率
（1）若饱和食盐水中滴有酚酞，则电解过程中甲装置中的实验现象：              。
（2）若洗气瓶a中盛放的为足量的氢氧化钠溶液，通过测定洗气瓶a在电解前后的质量变化来计算饱和食盐水的电解率，则正确的连接顺序为     连________（填A、B、C、D、E等导管口），则洗气瓶a中发生反应的离子方程式为                          。
乙方案：利用甲、丙装置测定饱和食盐水的电解率
（3）对于乙方案，有同学提出有两种方法都可测得饱和食盐水的电解率
Ⅰ．通过测定硬质玻璃管中氧化铜固体前后质量差来计算饱和食盐水的电解率
Ⅱ．通过测定丙装置中除硬质玻璃管外的某装置前后质量差来计算饱和食盐水的电解率
①一同学认为可以在乙方案方法Ⅱ中的装置中添加一干燥装置防止外界空气中的水蒸气的干扰，则该干燥装置应与          口连接
a．A         b．B          c．D         d．E
②另一同学认为乙方案的方法Ⅰ、Ⅱ测得的实验结论都不正确，你是否同意？请说明理由     。
丙方案：只利用甲装置测定饱和食盐水的电解率。
（4）若电解150mL饱和食盐水一段时间，测得溶液的为pH为14，求饱和食盐水的电解率      （假设电解前后溶液体积不变，饱和食盐水密度约为1．33 g/mL，溶解度为33．0g）。
（5）若往该电解后所得溶液中通入二氧化碳气体2．24L(标准状况)，则所得溶液中各离子浓度大小关系为：            。

有关催化剂的催化机理等问题可以从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识,某教师设计了如图所示装置(夹持装置等已省略),其实验操作为:先按图安装好装置,关闭活塞a、b、c,在铜丝的中间部分加热片刻,然后打开活塞a、b、c,通过控制活塞a和b,而有节奏(间歇性)地通入气体,即可在M处观察到明显的实验现象。试回答以下问题:

（1）A中发生反应的化学方程式:__________________,B的作用:_____________;C中热水的作用:_____________________。
（2）M处发生反应的化学方程式为_________________。
（3）从M管中可观察到的现象:_______________,从中可认识到该实验过程中催化剂      (填“参加”或“不参加”)化学反应,还可以认识到催化剂起催化作用需要一定的_____________。
（4）实验进行一段时间后,如果撤掉酒精灯,反应 ________ (填“能”或“不能”)继续进行,其原因是_____________。
（5）验证乙醇氧化产物的化学方法是______________________。

某学生在做同主族元素性质递变规律的实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关的实验现象。现在请你帮助该学生整理并完成实验报告。
（1）实验目的：_______________________。
（2）实验用品：
仪器：试管、胶头滴管。
药品：氯水、溴水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳。
（3）实验内容(在下表横线中填写相关内容)：

序号	实验方案	实验现象
①	向盛有少量溴化钠溶液的试管中滴加少量新制的氯水，振荡，再注入少量四氯化碳，振荡后静置	液体分为两层，下层呈________色
②	向盛有少量碘化钾溶液的试管中滴加少量溴水，振荡，再注入少量四氯化碳，振荡后静置	液体分为两层，下层呈________色

（4）实验结论：___________________________。
（5）问题和讨论：
①上述两个实验中发生反应的离子方程式分别为__________________、__________________。
②由于F₂过于活泼，所以很难设计出一个简单的实验来验证其氧化性的强弱。试列举两项事实说明氟的非金属性比氯强____________________、____________________________

为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组用碳素钢（即铁和碳的合金）进行了以下探究活动：
【探究一】
（1）常温下，工业上用铁质容器盛放冷的浓硫酸，其原因是              ；
（2）称取碳素钢6.0 g放入足量浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。
①甲同学认为X中除Fe³⁺之外还可能含有Fe²⁺。若要确认其中的Fe²⁺，应选用      ；
a．KSCN溶液和氯水            b．铁粉和KSCN溶液  
c．浓氨水                    d．酸性KMnO₄溶液
②乙同学取0.56 L（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生SO₂＋Br₂＋2H₂O＝2HBr＋H₂SO₄反应，然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体4.66 g。由此推知气体Y中SO₂的体积分数为     。
【探究二】
根据上述实验中SO₂体积分数的分析，丙同学认为气体Y中还可能含有M和N两种气体，其中M是密度最小的气体。为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略，假设有关气体完全反应）。

（3）装置B中试剂的作用是                        ；
（4）写出Y气体中的N气体生成的化学方程式：                     
（5）为确认N的存在，需在装置中添加洗气瓶M于         ；
a．A之前       b．A~B间        c．B~C间       d．C~D间
（6）如果气体Y中含有M，预计实验现象应是                 。

实验室制备1，2—二溴乙烷的反应原理如下：CH₃CH₂OH CH₂=CH₂，CH₂=CH₂＋Br₂ BrCH₂CH₂Br。用少量的溴和足量的乙醇制备l，2—二溴乙烷的装置如下图所示：

有关数据列表如下：

	乙醇	1，2—二溴乙烷	乙醚
状态	无色液体	无色液体	无色液体
密度/g·cm^-3	0.79	2.2	0.71
沸点/℃	78.5	132	34.6
熔点/℃	－130	9	－116

回答下列问题：
（1）在装置c中应加入    （选填序号），其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体。
①水     ②浓硫酸     ③氢氧化钠溶液     ④饱和碳酸氢钠溶液
（2）判断d管中制备二溴乙烷反应已结束的最简单方法是              。
（3）将二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物应在水的     （填“上”或“下”）层。
（4）若产物中有少量未反应的Br₂，最好用     （填正确选项前的序号）洗涤除去。
①水    ②氢氧化钠溶液     ③碘化钠溶液     ④乙醇
（5）反应过程中需用冷水冷却（装置e），其主要目的是          ；但不用冰水进行过度冷却，原因是：                 。
（6）以1，2—二溴乙烷为原料，制备聚氯乙烯，为了提高原料利用率，有同学设计了如下流程：1，2—二溴乙烷通过（ ① ）反应制得（ ② ），②通过（ ③ ）反应制得氯乙烯，由氯乙烯制得聚氯乙烯。
①______________（填反应类型）      
②________________（填该物质的电子式）
③______________（填反应类型）
写出第一步的化学方程式_________________。

已知2NO₂(g)N₂O₄（g) ΔH（298K）=-52.7kJ·mol-1，某课外活动小组为了探究温度和压强对化学平衡的影响，做了如下两组实验：
Ⅰ．该小组的同学取了两个烧瓶A和B，分别加入相同浓度的NO₂与N₂O₄的混合气体，中间用夹子夹紧，并将A和B浸入到已盛有水的两个烧杯中（如图所示），然后分别向两个烧杯中加入浓硫酸和NH₄NO₃固体。

请回答：
（1）A中的现象             ，B中的现象                         ；
（2）由此可知，降低温度，该化学平衡向     （填“正”或“逆”）反应方向移动；
（3）该化学反应的浓度平衡常数表达式为           ，升高温度，该反应中NO₂的转化率将        （填“增大”、“减小”或“不变”）。
Ⅱ．在三支容积均为30cm³针筒中分别抽入10cm³NO₂气体，将针筒前端封闭。
（1）将第二支针筒活塞迅速推至5cm³处，此时气体的颜色变深，一段时间后气体颜色又变浅了，但仍比第一支针筒气体的颜色深。
①推进针筒后颜色变深的原因是                         ；
②一段时间后气体颜色又变浅的原因是                          ；
③由此实验得出的结论是                    。
（2）将第三支针筒活塞拉至20cm³处，该同学观察到的现象是                ；在此过程中，该反应的化学平衡常数将         (填“增大”、“减小”或“不变”，下同），NO₂的转化率将    。

下图所示为某化学兴趣小组设计的乙醇催化氧化的实验装置（图中加热仪器、铁架台、铁夹等均未画出）。图中A试管盛有无水乙醇（沸点为78℃），B处为螺旋状的细铜丝，C处为无水硫酸铜粉末，干燥管D中盛有碱石灰，E为新制的氢氧化铜，F为氧气的发生装置。

（1）在实验过程中，需要加热的仪器（或区域）有（填仪器或区域的代号A～F）___。
（2）B处发生的化学反应方程式为________________。
（3）C处应出现的现象是_________________，
D处使用碱石灰的作用是__________________，
E处应出现的实验现象是 _____________________，
F处可以添加的固体药品是 ______________。
（4）若本实验中拿去F装置（包括其上附的单孔塞和导管），同时将A试管处原来的双孔塞换成单孔塞用以保证装置的气密性，其它操作不变，则发现C处无明显变化，而E处除了依然有上述(3)中所出现的现象之外，还有气体不断地逸出。由此推断此时B处发生反应的化学方程式为______________。