高中化学实验题

海带中含有丰富的碘。为了从海带中提取碘，某研究性学习小组设计并进行了以下实验：

请填写下列空白：
（1）步骤①灼烧海带时，除需要三脚架外，还需要用到的实验仪器是（   ）
（从下列仪器中选出所需的仪器，用标号字母填写在空白处）。

A．烧杯

B．坩埚

C．表面皿

D．泥三角

E．酒精灯   
F．干燥器
（2）步骤⑤的仪器名称是             ;
（3）步骤⑥的目的是从含碘的苯溶液中分离出单质碘和回收苯，该步骤的实验操作名称是         。
（4）若反应后有Mn²⁺步骤④反应的离子方程式是                            。
（5）步骤⑤中，某学生选择用苯来提取碘的理由是                          。

Ⅰ、亚硫酸钠中的硫元素为＋4价，请选择下面所提供的化学试剂，设计简单的实验，证明亚硫酸钠既有氧化性，又有还原性。（所提供的试剂为：溴水、硫化钠溶液、亚硫酸钠溶液、稀硫酸、NaOH溶液、氨水）
（1）要说明Na₂SO₃具有氧化性，应选用的试剂是             ，观察到的现象是                       。
（2）要说明Na₂SO₃具有还原性，应选用的试剂是       ，反应的离子方程式是_______________。
Ⅱ、某亚硫酸钠试剂已被部分氧化。为了确定它的纯度，要进行如下实验：
①称取样品 a g；
②将样品溶解；
③在溶液中加入稍过量的盐酸酸化的BaCl₂溶液；
④将沉淀过滤，洗涤、干燥后称重，质量为b g。
试回答：
（1）BaCl₂溶液要用盐酸酸化的原因是                                     ；
（2）BaCl₂溶液要稍过量的原因是                                     ；
（3）判断沉淀是否洗尽的方法是                                      ；
（4）Na₂SO₃样品纯度的计算式是                                       。
III、现有混有少量SO₂杂质的CO₂气体，请选用适当的实验装置，收集纯净干燥的CO₂气体。

①要达到实验目的，按气流从左到右，各接口连接顺序正确的是_______。
A．dcabh        B．feabh       C．feabg
②本实验除去SO₂的原理是利用SO₂的________性质。

[9分] （1）已知锌与稀硫酸反应为放热反应，某学生为了探究其反应过程中的速率变化，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下：

时间(min)	1	2	3	4	5
氢气体积(mL)	30	120	280	350	370

①反应速率最大的时间段(即0～1、l～2、2～3、3～4、4～5 min)为_____________，原因是__________________________________________________
②反应速率最小的时间段为_________，原因是________________________          ___
（2）另一学生也做同样的实验，由于反应太快，测量氢气的体积时不好控制，他就事先在硫酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率
A．蒸馏水            B．CuCl₂溶液            C．NaCl溶液
你认为他上述做法中可行的是__________________(填相应字母)；
做法中不可行的理由是___________________________________________________。

某校实验室合成环己烯的反应和实验装置（夹持及加热部分已省）如下

相关数据如下：

实验步骤：
1、[合成]：在a中加入20．00g纯环己醇及2小块沸石，冷却搅动下缓慢加入10mL浓硫酸。b中通入冷却水后，缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90℃。
2、[提纯]：将反应后粗产物倒入分液漏斗中，依次用少量5% Na₂CO₃溶液和水洗涤，分离后加入无水CaCl₂颗粒，静置一段时间后弃去CaCl₂。再进行蒸馏最终获得12．30g纯环己烯。
回答下列问题：
（1）装置b的名称是_________________。加入沸石的目的是______________ 。
（2）本实验分液所得产物应从 _____________倒出（填“上口”或“下口”）。
（3）提纯过程中加入Na₂CO₃溶液的目的是_________________
加入无水CaCl₂的作用是_________________________________。
（4）本实验所得环己烯的产率是______________________ （产率= ×100%）

化学课上，围绕浓硫酸的化学性质进行了如下实验探究：将适量的蔗糖放入烧杯中，加入几滴水，搅拌均匀。然后加入适量浓硫酸，迅速搅拌，放出大量的热，同时观察到蔗糖逐渐变黑，体积膨胀，并放出有刺激性气味的气体。请回答：
（1）这种黑色物质继续与浓硫酸作用会产生两种气体，其中一种气体有刺激性气味，是大气的主要污染物之一，这种气体的成分是          (填化学式)，这种黑色物质继续与浓硫酸作用，产生两种气体的化学方程式为：             。
（2）根据蔗糖与浓硫酸反应的实验现象，说明浓硫酸具有          (填序号)。

A．酸性

B．吸水性

C．脱水性

D．强氧化性

（3）将实验（2）产生的刺激性气味的气体通入氯水中，可以看到氯水褪色，说明这种气体具有       性；请写出该反应的化学方程式：             。

某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置（如图1），以环己醇为主要原料制备环己烯．

已知：

	密度（g/cm^3）	熔点（℃）	沸点（℃）	熔点（℃）
环乙醇	0．96	25	161	难溶于水
环乙烯	0．81	﹣103	83	难溶于水

（1）制备粗品
将12．5mL环己醇加入试管A中，再加入1mL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品．
①A中碎瓷片的作用是    ，导管B除了导气外还具有的作用是    ．
②试管C置于冰水浴中的目的是     ．
（2）制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等．加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在     层（填上或下），分液后用      （填入编号）洗涤．
a．KMnO₄溶液         b．稀H₂SO₄        c．Na₂CO₃溶液
②再将环己烯按图2装置蒸馏，冷却水从     口进入（填“g”或“f”）．收集产品时，控制的温度应在     左右，实验制得的环己烯精品质量低于理论产量，可能的原因是     ．

为了证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO，某同学设计了如下实验装置和实验方案。

实验步骤：
（1）关闭K₁，打开K₂，向试管中加石灰石，通过分液漏斗向其中加入一定的稀硝酸，则加入石灰石的作用是________________________________，反应化学方程式是                       。
（2）将将铜丝插入稀硝酸中，微热大试管。该步反应离子方程式是                        。
（3）充分反应后，打开开关K₁，通过气囊鼓入空气，可以观察到烧瓶中                  ，证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO。
（4）NaOH溶液的作用                                  。

某化学小组同学欲在实验室中用乙醇制备1，2-二溴乙烷。
甲同学设计的实验装置如下图：

（1）请写出A和B中发生的主要反应的化学方程式：
A中：________________________________________。
B中：________________________________________。
（2）乙同学查阅资料得知：
①此反应可能存在的主要副反应有：在浓硫酸的存在下，乙醇可发生如下反应生成乙醚，
②乙醚不与溴水反应
有关数据列表如下：

	乙醇	1，2-二溴乙烷	乙醚
颜色、状态	无色液体	无色液体	无色液体
沸点/℃	78．5	132	34．6

若最终产物中混有少量乙醚，可用__________的方法除去。
（3）丙同学观察到：在实验后期A中液体变黑，认为应该在装置A和B之间加入装置__________（填序号），此装置的作用是___________________。

纳米TiO₂在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。
制备纳米TiO₂的方法之一是TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O，经过滤、水洗除去其中的Cl^-，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO₂。
用现代分析仪器测定TiO₂粒子的大小。用氧化还原滴定法测定TiO₂的质量分数：一定条件下，将TiO₂溶解并还原为Ti³⁺，再以KSCN溶液作指示剂，用NH₄Fe（SO₄)₂标准溶液滴定Ti³⁺至全部生成Ti⁴⁺。
注：NH₄Fe（SO₄)₂是一种复盐。请回答下列问题：
（1）TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O的化学方程式为_________________________。
（2）检验TiO₂·x H₂O中Cl^－是否被除净的方法是_________________________。
（3）配制NH₄Fe（SO₄)₂标准溶液时，加入一定量H₂SO₄的原因是______________；使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需要下图中的_______（填字母代号）。

（4）滴定终点的现象是__________________________________________。
（5）滴定分析时，称取TiO₂（摩尔质量为M g·mol^－1）试样w g，消耗C mol/L NH₄Fe（SO₄)₂标准溶液V mL，则TiO₂质量分数表达式为___________________。
（6）判断下列操作对TiO₂质量分数测定结果的影响（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
①若在配制标准溶液过程中，烧杯中的NH₄Fe（SO₄)₂溶液有少量溅出，使测定结果__  __。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，使测定结果_________。

废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)回收 Cu并制备ZnO的部分实验过程如下：

（1）①铜帽溶解时加入H₂O₂的目的是______________________ (用化学方程式表示)。
②铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H₂O₂除去。除去H₂O₂的简便方法是______。
（2）为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物)的量，实验中需测定除去H₂O₂后溶液中Cu^2＋的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu^2＋的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液pH＝3～4，加入过量的KI，用Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下：
2Cu^2＋＋4I^－===2CuI(白色)↓＋I₂      
2S₂O₃^2-＋I₂===2I^－＋S₄O₆^2-
①滴定选用的指示剂为________，滴定终点观察到的现象_____________________。
②若滴定前溶液中的H₂O₂没有除尽，所测定的Cu^2＋含量将会________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
（3）已知pH>11时Zn(OH)₂能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)₄]^2－。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L^－1计算)。

	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe^3^＋	1.1	3.2
Fe^2^＋	5.8	8.8
Zn^2^＋	5.9	9

实验中可选用的试剂：30% H₂O₂、1.0 mol·L^－1 HNO₃、1.0 mol·L^－1 NaOH。
由除去铜的滤液制备ZnO的正确实验步骤依次为：
①过滤；               
②调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11)，使Zn^2＋沉淀完全；
③过滤、洗涤、干燥；   
④调节溶液pH约为5(或3.2≤pH<5.9)，使Fe^3＋沉淀完全；
⑤向滤液中加入适量30% H₂O₂，使其充分反应；    
⑥900 ℃煅烧；
（4）Zn(OH)₂的溶度积常数为1.2×10^-17(mol•L^-1)³,当Zn²⁺沉淀完全时，此时溶液中Zn²⁺的浓度为

溴化钙是一种溴化物，用于石油钻井，也用于制造溴化铵及光敏纸、灭火剂、制冷剂等。制备CaBr₂·2H₂O的主要流程如下：

（1）制备FeBr₂时可用如下实验装置（部分夹持装置略去），水浴加热。

仪器a的名称是________，与液溴的反应温度不能超过40℃的原因是                 。
（2）滤渣的成分可能是                 。
（3）试剂M是            ，加入M的目的是                            。
（4）操作Ⅱ的步骤为蒸发浓缩、           、             、洗涤、干燥。
（5）溴化钙晶体中溴离子的检验:将少量溴化钙晶体溶于水，加入          ，实验现象为              ，发生反应的离子方程式为                           。
（6）将氨气通入石灰乳，加入溴，于65°C进行反应也可制得溴化钙，此反应中还会生成一种无色气体，写出反应的化学方程式                                  。
（7）制得的CaBr₂·2H₂O可以通过以下方法测定纯度：称取5．00g样品溶于水，滴入足量Na₂CO₃溶液，充分反应后过滤，将滤渣洗涤、烘干、冷却，称量。得到2．00g固体，则CaBr₂·2H₂O的质量分数为           。

锌钡白是一种白色颜料。工业上是由ZnSO₄与BaS溶液混合而成：BaS+ZnSO₄＝ZnS↓+BaSO₄↓。请根据以下工业生产流程回答有关问题.
Ⅰ．ZnSO₄溶液的制备与提纯：
有关资料：a.菱锌矿的主要成分是ZnCO₃，含少量SiO₂、FeCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃等；b.Zn（OH）₂与Al（OH）₃相似，能溶于过量的NaOH溶液生成Na₂ZnO₂；

（1）滤渣1的化学式为        ；②中使用的氧化剂最好是下列的     （填序号）。

A．Cl2

B．H2O2

C．KMnO4

D．浓HNO3

（2）滤渣2中主要成份的化学式为                        ；为了达到综合利用、节能减排的目的，上述流程步骤④中的CO₂可以来自于步骤       （选填①、②、③、⑤）。
（3）步骤④发生的离子反应方程式为                                          。
（4）与Al相似，Zn也能溶于NaOH溶液。写出将Zn片和Cu片放入NaOH溶液中形成原电池的负极电极反应式：                     。
Ⅱ.BaS溶液的制备

有关数据：Ba（s）＋S（s）＋2O₂（g）＝BaSO₄（s）      △H₁ =" —1473.2" kJ•mol^-1
C（s）＋ 1/2O₂（g）＝CO（g）          △H₂ =" —110.5" kJ•mol^-1
Ba（s）＋ S（s）＝BaS（s）           △H₃ =" —460" kJ•mol^-1
（5）若煅烧还原的产物仅为BaS和CO，则其反应的热化学方程式为：           。
Ⅲ.制取锌钡白
（6）如果Ⅰ中步骤⑤使用硫酸过量，产生的后果是                 。

Na₂S₂O₃可做分析试剂。它易溶于水，遇酸易分解。某研究小组进行如下实验：
【实验一】Na₂S₂O₃·5H₂O的制备
I 实验原理：Na₂SO₃（aq）＋S（s）Na₂S₂O₃（aq）
II 实验装置：如图1所示，有关物质的溶解度曲线如图2所示：

III 实验步骤：
（1）检查装置气密性，按图1所示加入试剂，其中装置B和D中加的是        ，装置C中的硫粉应事先研细并用乙醇润湿，否则会影响                            。
（2）打开K₁、关闭K₂，向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸并加热。C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少。
（3）当C中溶液的pH接近7时，打开K₂、关闭K₁并停止加热。采取该措施的理由是       。
（4）将C中的混合液过滤，将滤液经过一系列操作，可得粗产品Na₂S₂O₃·5H₂O。
IV 产品检测：
（5）粗产品中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等杂质，利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na₂SO₄，简要说明实验操作，现象和结论：                     。
供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、AgNO₃溶液
【实验二】自来水中余氯的测定
含氯消毒剂给自来水消毒后余氯含量的方案如下：在250ml碘量瓶（或具塞锥形瓶）中放置0.5gKI，加10ml稀硫酸，准确量取流动水样100ml（打开自来水龙头，待水流数十秒后再取水样）置于碘量瓶，迅速塞上塞摇动，见水样呈淡黄色，加1ml淀粉溶液变蓝，则说明水样中有余氯。再以Cmol/L标准Na₂S₂O₃溶液滴定，至溶液蓝色消失呈无色透明溶液，记下硫代硫酸钠溶液的体积。
（已知：滴定时反应的化学方程式为I₂＋2Na₂S₂O₃=2NaI＋Na₂S₄O₆）
（6）若该自来水是以漂白粉消毒，能说明水样中有余氯的反应离子方程式为        。
（7）上述实验，消耗标准Na₂S₂O₃溶液V mL，则自来水样品中余氯量（以游离Cl₂计算）为               mg·L^－1。实验中，若“塞上塞摇动”动作缓慢，则测得结果    （填“偏高”“偏低”或“不变”）。

亚硝酸钠是一种工业盐，用途广泛，外观与食盐非常相似，但毒性较强，食品添加亚硝酸钠必须严格控制用量。某化学兴趣小组对食盐与亚硝酸钠进行了如下探究：
(一)鉴别NaCl和NaNO₂
（1）测算溶液pH
常温下，用pH试纸分别测定0.1 mol·L^-1两种盐溶液的pH，测得NaNO₂溶液呈碱性。
NaNO₂溶液呈碱性的原因是________________(用离子方程式解释)。
NaNO₂溶液中HNO₂的准确浓度为________mol·L^-1(测得NaNO₂溶液pH=b，用含b的代数式表示)。
（2）沉淀法
取2 mL 0.1mol·L^-1两种盐溶液于试管中，分别滴加几滴稀硝酸银溶液，两只试管均产生白色沉淀，分别滴加几滴稀硝酸并振荡，盛NaNO₂溶液的试管中沉淀溶解。
该温度下K_sp(AgNO₂)=1.8×10^-8(mol²/L²)；K_sp(AgCl)=1.8×10^-10(mol·L^-1)²
则反应AgNO₂(s)+Cl^-(aq)AgCl(s)+NO₂^-(aq)的化学平衡常数K=________。
（3）氧化法
取2 mL 0.1mol·L^-1两种盐溶液于试管中，分别滴加几滴酸性KMnO₄溶液，使酸性KMnO₄溶液褪色的是NaNO₂溶液。该反应的离子方程式为______________________________。
(二)NaNO₂性质探究
该兴趣小组同学用下图装置探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。

已知：气体的液化温度：NO₂21℃、NO–152℃
（1）为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序为(从左向右连接)：A→_______→_________→_________→_________；组装好仪器后，接下来须进行的操作是_________________。
（2）反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，排除装置中的空气。
（3）关闭弹簧夹，打开分液漏斗活塞，滴入70％硫酸溶液后，A中产生红棕色气体。
①如何验证A中产生的气体中含有NO_________。(写出实验操作、现象和结论)
②装置E的作用是_____________________________。
③A装置中发生反应的化学方程式为_________________________________________。

(16分)水处理剂在生产生活中有重要的应用。
（1）聚合氯化铝晶体([Al₂(OH)_nCl_6-n∙xH₂O]_m)是一种高效无机水处理剂，它的制备原理是通过调节增大A1C1₃溶液的pH，促进其水解而结晶析出。利用高岭土制备聚合氯化铝，其制备过程有如下两种途径：

说明：①高岭土的化学组成为：Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃及少量有机杂质和水分，
②高岭土在煅烧的过程中可除去有机杂质和水分。
①途径I和途径Ⅱ中最合理的是_________。
②途径I中加入铝粉最主要的目的是__________(选填序号字母)。
a．中和过量的盐酸            b．将Fe³⁺还原为Fe²⁺
c．除去溶液中的铁元素        d．制备生成聚合氯化铝所需要的AlCl₃
③加入碳酸钙调节溶液pH至4.0～4.5的目的是_______________________。
④蒸发浓缩过程中生成Al₂(OH)_nCl_6-n∙xH₂O的化学反应方程式是_______。
（2）Na₂FeO₄是一种既能杀菌、消毒，又能絮凝净水的水处理剂。电解法制备Na₂FeO₄的装置如右图所示：

请根据图示回答：电解过程的化学方程式为_________；电路中每通过0.6 mol电子在Ni电极上产生的气体在标况下的体积为_________；隔膜应选择__________(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。