高中化学实验题

绿矾（FeSO₄·7H₂O）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：

查询资料，得25℃时有关物质的数据如下表：

	饱和H2S溶液	SnS沉淀完全	FeS开始沉淀	FeS沉淀完全
pH值	3.9	1.6	3.0	5.5

（1）操作II中，先通入硫化氢至饱和，目的是        ；后加入硫酸酸化至pH=2的作用是                    。
（2）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                                。
（3）工业上常用氧化还原滴定法测定绿矾产品中Fe²⁺含量，测定步骤如下：
a.称取2.850g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·L^-1KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积的平均值为20.00mL。
①已知酸性KMnO₄被FeSO₄还原时生成Mn²⁺。写出该测定过程的离子反应方程式：                ；
②滴定时盛放KMnO₄溶液的仪器为         （填仪器名称）。
③判断此滴定实验达到终点的方法是                      。
④若实验操作无失误，测得上述样品中FeSO₄·7H₂O的含量仍偏低，则可能的原因是：                。

NiSO₄·6H₂O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等。可由电镀废渣(除含镍外，还含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质)为原料获得。工艺流程如下图：

请回答下列问题：
（1）用稀硫酸溶解废渣时，为了提高浸取率可采取的措施有       (任写一点)。
（2）向滤液中滴入适量的Na₂S溶液，目的是除去Cu²⁺、Zn²⁺，写出除去Cu²⁺的离子方程式        。

（3）在40 ℃左右，用6%的H₂O₂氧化Fe²⁺，再在95 ℃时加入NaOH调节pH，除去铁和铬。此外，还常用NaClO₃作氧化剂，在较小的pH条件下水解，最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠(OH)₁₂]沉淀除去。如图是温度—pH与生成的沉淀关系图，图中阴影部分是黄铁矾稳定存在的区域[已知25 ℃时，Fe(OH)₃的K_sp=2.64×10^-39]。下列说法正确的是       (选填序号)。
a．FeOOH中铁为+2价
b．若在25 ℃时，用H₂O₂氧化Fe²⁺，再在pH=4时除去铁，此时溶液中c(Fe³⁺)=2．64×10^-29
c．用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe²⁺的离子方程式为：6Fe²⁺+Cl+6H⁺ 6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O
d．工业生产中常保持在85~95 ℃生成黄铁矾钠，此时水体的pH为1.2~1.8
（4）上述流程中滤液Ⅲ的主要成分是       。
（5）确定步骤四中Na₂CO₃溶液足量，碳酸镍已完全沉淀的简单实验方法是       。
（6）操作Ⅰ的实验步骤依次为(实验中可选用的试剂：6 mol·L^-1的H₂SO₄溶液、蒸馏水、pH试纸)：
①           ；
②           ；
③蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得NiSO₄·6H₂O晶体；
④用少量乙醇洗涤NiSO₄·6H₂O晶体并晾干。

二氧化氯(ClO₂)作为一种高效强氧化剂已被联合国世界卫生组织(WHO)列为AI级安全消毒剂。常温下二氧化氯为黄绿色或橘黄色气体，性质非常不稳定，温度过高或水溶液中ClO₂的质量分数高于30％等均有可能引起爆炸，易与碱液反应生成盐和水。
（1）某研究小组设计如图所示实验制备ClO₂溶液，其反应的化学方程式为
2KClO₃+H₂C₂O₄+2H₂SO₄2KHSO₄+2ClO₂+2CO₂+2H₂O。

①在反应开始之前将烧杯中的水加热到80℃，然后停止加热，并使其温度保持在60～80℃之间。控制温度的目的是_____________                           __________。
②装置A用于溶解产生的二氧化氯气体，其中最好盛放_______(填字母)。
a．20mL 60℃的温水         b．100mL冰水
c．100mL饱和食盐水        d．100mL沸水
③在烧瓶中加入12.25g KClO₃和9g草酸(H₂C₂O₄)，然后再加入足量的稀硫酸，水浴加热，反应后生成ClO₂的质量为______________________
（2）用ClO₂处理过的饮用水(pH为5.5～6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子(Cl)。饮用水中ClO₂、Cl的含量可用连续碘量法进行测定，实验步骤如下：
步骤1：准确量取一定体积的水样加入锥形瓶中；
步骤2：调节水样的pH至7.0～8.0；
步骤3：加入足量的KI晶体；
步骤4：加入少量指示剂，用一定浓度的Na₂S₂O₃溶液滴定至终点；
步骤5：再调节溶液的pH2.0；
步骤6：继续用相同浓度的Na₂S₂O₃溶液滴定至终点。
步骤1中若要量取20.00mL水样，则应选用的仪器是____________________________。
②步骤1～4的目的是测定水样中ClO₂的含量，其反应的化学方程式为： 2ClO₂+2KI2KClO₂+I₂，2 Na₂S₂O₃+I₂Na₂S₄O₆+ 2NaI，则步骤4中加入的指示剂为_________，滴定达到终点时溶液的颜色变化为___________________________。
③步骤5的目的是用I^-将溶液中的Cl还原为Cl^-以测定其含量，该反应的离子方程式为___________。

(16分)硼镁泥是一种工业废料，主要成分是MgO，还有CaO、MnO、Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃，、SiO₂等杂质，以此为原料制取的硫酸镁可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中制取MgSO₄·7H₂O的工艺流程如下：

已知：NaClO与Mn²⁺反应产生MnO₂沉淀。

（1）实验中需用1．00 mol·L^-1的硫酸80．0ml。若用98％的浓硫酸配制，除量筒、玻璃棒、胶头滴管外，还需要的玻璃仪器有_____________。
（2）滤渣的主要成分除含有Fe(OH)₃、Al(OH)₃外，还有__________。
（3）“操作I”的主要操作为蒸发浓缩、冷却结晶、____________。
（4）写出加入NaClO时，溶液中氧化还原反应的离子方程式________________、_______________。
（5）已知：溶液的pH>3时，铝元素有多种存在形态，如A1³⁺、[Al(OH)]²⁺、[Al(OH)₂]⁺等，各形态之间可相互转化，写出该溶液中[Al(OH)]²⁺转化为[Al(OH)₂]⁺的离子方程式_______________________。
（6）某同学为探究Ag⁺和Fe²⁺反应，按如图连接装置并加入药品(盐桥中的物质不参与反应)，发现电压表指针偏移。电子由石墨经导线流向银。放置一段时间后，向甲烧杯中逐渐加入浓Fe₂(SO₄)₃溶液，发现电压表指针的变化依次为：偏移减小—回到零点—逆向偏移。则电压表指针逆向偏移后，银为_______极(填“正”或“负”)。由实验得出Ag⁺和Fe²⁺反应的离子方程式是______________________。

一学习小组利用下图所示装置，对某含少量Fe的废铜屑进行铜含量的测定，并探究利用其制备硫酸铜溶液。

（1）向A中加入10g废铜屑样品，关闭弹簧夹，打开B活塞向A注入足量稀硫酸后关闭。此时装置C中发生的现象是                          。
（2）反应进行到A中不再产生气泡时，拆除C、D装置后，为了使A中固体全部消失,①接下来的操作是：______________________________。
②该过程中发生反应的离子方程式是                         ；
③为使A中固体加快溶解速率，以下方法运用合理的是            。
a． 对A装置加热    
b． 向A内加入少量Fe₂O₃    
c． 向A内加入少量CuO
d． 增大空气通入量  
e． 向A内加入少量FeSO₄    
f． 向A内加入少量H₂O
（3）待A中固体全部溶解后，再继续通入一段时间空气后，关闭弹簧夹，停止通入空气。将A中溶液倒入烧杯内，加入Cu₂(OH)₂CO₃将其调节至pH=4时，溶液中铁被完全沉淀，过滤后即得红褐色沉淀与硫酸铜溶液，此过程离子反应方程式是       __________。
（4）有同学认为，可以不用测量气体法计算废铜屑中铜的质量百分含量，其具体操作步骤可续写为：

硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌，菱锌矿的主要成分是ZnCO₃，并含少量的Fe₂O₃、FeCO₃、MgO、CaO等，生产工艺流程示意图如下：

（1）将菱锌矿研磨成粉的目的是______________________             __。
（2）完成“氧化除铁”步骤中反应的离子方程式：

（3）针铁矿(Coethite)是以德国诗人歌德(Coethe)名字命名的，组成元素是Fe、O和H，化学式量为89，化学式是__________。
（4）根据下表数据，调节“滤液 2”的pH时，理论上可选用的最大区间为________________。

	Mg(OH)2	Zn(OH)2	MgCO3	CaCO3
开始沉淀的pH	10.4	6.4	－	－
沉淀完全的pH	12.4	8.0	－	－
开始溶解的pH	－	10.5	－	－
Ksp	5.6×10^－12	－	6.8×10^－6	2.8×10^－9

（5）工业上从“滤液3”制取MgO过程中，合适的反应物是________(选填序号)。
a．大理石粉       b．石灰乳      c．纯碱溶液        d．烧碱溶液
（6）“滤液4”之后的操作依次为__________、__________、过滤、洗涤、干燥。
（7）分析图中数据，菱锌矿粉中ZnCO₃的质量分数不低于___________________。

硫代硫酸钠晶体（Na₂S₂O₃·5H₂O，式量248）俗称海波或大苏打，它易溶于水，且溶解度随温度升高而显著增大，难溶于乙醇，加热时易分解，可用于照相行业的定影剂。实验室模拟工业制备硫代硫酸钠晶体通常有以下方法，请回答有关问题。
亚硫酸钠法：Na₂SO₃＋S＋5H₂O=Na₂S₂O₃·5H₂O，简易实验流程如下：

（1）硫粉用乙醇润湿的目的是                                                  。
（2）操作中不能将溶液蒸发至干的原因是                                        。
（3）所得粗产品一般通过         方法提纯。
硫化碱法：2Na₂S＋Na₂CO₃＋4SO₂=3Na₂S₂O₃＋CO₂，主要实验装置如下：

（4）装置C的作用是                                          。
（5）为充分利用SO₂，对装置B进行改进（如上右图所示）：当A中反应发生后，关闭旋塞b、e，打开a、c、d，往B中溶液通入SO₂，未反应的SO₂被收集到气囊f中。待f收集到较多气体时（假定此时装置A中反应已停止），关闭旋塞       ，打开旋塞     ，轻轻挤压f，使SO₂缓缓地压入B中溶液再次反应，未反应的SO₂又被收集在气囊g中。再将g中的气体挤压入f中，如此反复，直至完全反应。
（6）为测定硫代硫酸钠晶体粗产品的纯度。某兴趣小组称取5.0克粗产品配成250mL溶液，并用间接碘量法标定该溶液的浓度：在锥形瓶中加入25mL 0.01mol/L KIO₃溶液，并加入过量的KI并酸化，发生下列反应：5I^－＋IO₃^－＋6H⁺=3I₂＋3H₂O，再加入几滴淀粉溶液，立即用所配Na₂S₂O₃溶液滴定，发生反应：I₂＋2S₂O₃^2－=2I^－＋S₄O₆^2－，当蓝色褪去且半分钟不变色时到达滴定终点。实验数据如下表：

滴定次数	1	2	3
消耗Na2S2O3溶液（mL）	19.98	21.18	20.02

①该产品的纯度是               。
②可能造成实验结果偏低的有       （填编号）。
A．锥形瓶用蒸馏水润洗       
B．滴定管未用Na₂S₂O₃溶液润洗
C．滴定终点时俯视读数       
D．若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失

某课外活动小组对甲酸进行了如下的实验，以验证其含有醛基，并考察其化学性质，首先做了银镜反应。
（1）在甲酸进行银镜反应前，必须在其中加入一定量的     ，因为                。
（2）写出甲酸进行银镜反应的化学方程式                                         。
（3）某同学很成功的做了银镜反应，他肯定没有进行的操作             （写字母）

A．用洁净试管

B．在浓度为2%的NH3·H2O中滴入稍过量的浓度为2%的硝酸银

C．用前几天配制好的银氨溶液

D．在银氨溶液里加入稍过量的甲酸

E.用小火对试管直接加热             
F.反应过程中，振荡试管使之充分反应
然后，同学们对甲酸与甲醇进行了酯化反应的研究：

（4）乙装置中长导管A的作用是                    。
（5）写出甲酸和甲醇进行酯化反应的化学方程式                                   。
（6）选择甲装置还是乙装置好？        ，原因是                                。
（7）实验过程中选用的药品及试剂有：浓H₂SO₄、甲醇、甲酸还有        、        两种必备用品。
（8）一同学用装有饱和氢氧化钠的三颈瓶接收甲酸甲酯，几乎没有收集到产物，请给予合理的解释                                                   。

根据我国目前汽车业发展速度,预计2020年汽车保有量超过2亿辆,中国已成为全球最大的汽车市场。因此，如何有效处理汽车排放的尾气，是需要进行研究的一项重要课题。目前，汽车厂商常利用催化技术将尾气中的NO和CO转化成CO₂和N₂，化学方程式如下：2NO＋2CO2CO₂＋N₂。为研究如何提高该转化过程反应速率，某课题组进行了以下实验探究。
【资料查阅】①不同的催化剂对同一反应的催化效率不同；
②使用相同的催化剂，当催化剂质量相等时，催化剂的比表面积对催化效率有影响。
【实验设计】课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响规律，设计了以下对比实验。
（1）完成以下实验设计表（表中不要留空格）。

实验 编号	实验目的	T/℃	NO初始浓度 mol/L	CO初始浓度 mol/L	同种催化剂 的比表面积m^2/g
Ⅰ	为以下实验作参照	280	6.50×10^-3	4. 00×10^-3	80
Ⅱ	①	②	③	④	120
Ⅲ	探究温度对尾气转化速率的影响	360	⑤	⑥	80

【图像分析与结论】利用气体传感器测定了三组实验中CO浓度随时间变化的曲线图，如下：

（2）计算第Ⅰ组实验中，达平衡时NO的浓度为__________________；
（3）由曲线Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化剂比表面积，汽车尾气转化速率_____________（填“增大”、“减小”、“无影响”）；

正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。

发生的反应如下：CH₃CH₂CH₂CH₂OHCH₃CH₂CH₂CHO
反应物和产物的相关数据列表如下：

	沸点/℃	密度/（g·cm^-3)	水中溶解性
正丁醇	11.72	0.8109	微溶
正丁醛	75.7	0.8017	微溶

实验步骤如下：
将6.0 g Na₂Cr₂O₇放入100 mL烧杯中，加30 mL水溶解，再缓慢加入5 mL浓硫酸，将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0 g正丁醇和几粒沸石，加热。当有蒸汽出现时，开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为90—95 ℃，在E中收集90 ℃以下的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中，分去水层，有机层干燥后蒸馏，收集75—77℃馏分，产量2.0g。
回答下列问题：
（1）实验中，    （填“能”或“不能”）将Na₂Cr₂O₇溶液加到浓硫酸中，说明理由         。
（2）加入沸石的作用是     。若加热后发现未加沸石，应采取的正确方法是         。
（3）上述装置图中，B仪器的名称是          ，D仪器的名称是          。
（4）分液漏斗使用前必须进行的操作是        （填正确答案标号）。
a.润湿        b.干燥      c.检漏       d.标定
（5）将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分液时，水在       层（填“上”或“下”）
（6）反应温度应保持在90—95 ℃，其原因是             。
（7）本实验中，正丁醛的产率为        %。

某学习小组研究同周期元素性质递变规律时，设计并进行了下列实验（表中的“实验步骤”与“实验现象”前后不一定是对应关系）。

实验步骤	实验现象
① 将镁条用砂纸打磨后，放入试管中，加入少量水后，加热至水沸腾；再向溶液中滴加酚酞溶液	A．浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色。
② 向新制得的Na2S溶液中滴加新制的氯水	B．有气体产生，溶液变成浅红色
③ 将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中	C．剧烈反应，迅速产生大量无色气体
④ 将镁条投入稀盐酸中	D．反应不十分剧烈；产生无色气体。
⑤ 将铝条投入稀盐酸中	E．生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失
⑥ 向A1Cl3溶液中滴加NaOH溶液至过量	F．生成淡黄色沉淀。

（1）请将各实验步骤对应的实验现象填写入下表中：

实验步骤	①	②	③	④	⑤	⑥
实验现象（填A~F）				C	D

（2）此实验可得出的结论是：
Na、Mg、Al金属性强弱关系：             ，Cl、S非金属性强弱关系：         。

我国是氧化铝生产大国，工业上每生产1 t氧化铝将排出1～2 t赤泥，赤泥大量堆积会对环境造成严重污染。赤泥中主要成分及含量：CaO约占46%、SiO₂约占22%、Al₂O₃约占7%、Fe₂O₃约占11%、TiO₂约占5%及少量其他物质。
（1）一种利用废弃赤泥的方法是将赤泥配成一定的液固比，作为一种吸收剂，吸收热电厂排放的含SO₂的烟气，写出吸收SO₂时可能发生的化学反应方程式______________________。
（2）为综合利用赤泥中的各种成分，某科研小组设计了如下工艺流程：

已知：TiO₂不溶于稀盐酸、稀硫酸，能溶于浓硫酸生成TiOSO₄（硫酸氧钛，易水解）。
①氧化物D的化学式是_____________，原料A最好是下列物质中的____________。

A．氨水

B．氢氧化钠

C．生石灰

D．双氧水

②写出上述工艺中投入氢氧化钠时反应的离子方程式_________________________。
③写出上述工艺中稀释时发生水解反应的化学方程式__________________________。

某混合碱是①Na₂CO₃和NaHCO₃或② Na₂CO₃和 NaOH。用“ 双指示剂法”对样品的组分和总碱量 [n(Na₂O)]进行测定。实验方案：称取 0.2960g 样品配成 500mL 溶液，取25.00mL置于250mL 锥形瓶中，加适量蒸馏水和几滴酚酞，用0.0100 mol•L^－1的盐酸标准溶液将混合碱滴定成NaHCO₃，然后再用溴甲酚绿——二甲基黄为指示剂进行滴定，将NaHCO₃完全中和。
（1）某同学平行滴定了三次，每次滴定从 "0" 点开始读数，其中第I次滴定的第一个终点的液面如图所示，请读出实验数据，填入下列表格中

序号	第一滴定终点的读数（V1/mL）	第二滴定终点的读数（V2/mL）
I		26.85
II	10.02	25.02
III	9.98	24.98

（2）该混合碱样品的组成为                。
（3）将混合碱滴定成NaHCO₃的过程中，为了结果更加准确，应始终逐滴滴加，这样操作的原因是                                                   。
（4）上述碱样中总碱量[n (Na₂O) ]是多少？写出计算过程。
（5）如果本实验只测定样品的总碱量，实验方案应该怎样设计                   。

为研究亚氯酸钠（NaClO₂）吸收SO₂的利用率，某课外小组设计如下图所示实验（加热和夹持装置略去）。

（1）甲装置中发生反应的化学方程式为                  。
（2）当观察到丙装置中                时（填现象），停止实验。
（3）探究亚氯酸钠与SO₂的反应。
①假设SO₂被完全反应，检验乙装置中生成的SO₄^2－和C1^－，应选用的试剂是      （酸性条件下ClO₂^－不干扰检验）。
a．稀硝酸
b．稀盐酸 
c．BaCl₂溶液
d．Ba(NO₃)₂溶液
e．AgNO₃溶液
②完成乙装置中反应的离子方程式：

（4）测定亚氯酸钠的利用率。实验步骤如下：
ⅰ 将乙装置中溶液取出，加入过量KI晶体，再滴入适量稀硫酸，充分反应（ClO₂^－＋4I^－＋4H^＋＝2H₂O＋2I₂＋C1^－）。
ⅱ 将步骤ⅰ所得溶液稀释至100. 00mL，取25.00 mL于锥形瓶中，滴入1~2滴淀粉溶液，用0.500 mol·L^－1Na₂S₂O₃标准液滴定(I₂＋2S₂O₃^2－＝2I^－＋S₄O₆^2－)。重复进行3次滴定，得Na₂S₂O₃溶液体积的平均值为20.00 mL。
①步骤ⅱ中将溶液稀释至100.00mL，需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、       、       。
②该实验NaClO₂的利用率为          。
（5）实验结束后，课外小组同学经讨论认为：增大SO₂的溶解量，有利于提高NaClO₂的利用率。增大SO₂的溶解量的措施有           （填一种）。

醇脱水是合成烯烃的常用方法，实验室合成环己烯的反应和实验装置如图所示。可能用到的有关数据如下：

	相对分子质量	密度/（g•cm^-3）	沸点/℃	溶解性
环乙醇	100	0.9618	161	微溶于水
环己烯	82	0.8102	83	难溶于水

合成反应：在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片，冷却搅动下慢慢加入1mL浓硫酸。b中通入冷却水后，开始缓慢加热a，控制馏出物的温度不超过90℃。
分离提纯：将馏出物倒入分液漏斗中依次用少量5%碳酸钠溶液和蒸馏水洗涤，分离后加入无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙，最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g。
回答下列问题：
（1）装置b的名称是 _____________。
（2）加入碎瓷片的作用是__________，如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片，应该采取的正确操作是____________（填正确答案标号）
A．立即补加       B．冷却后补加         C．不需补加        D．重新配料
（3）本实验中最容易产生的有机副产物为 _____________          ____。
（4）在本实验分离过程中，产物应该从分液漏斗的______（填“上口倒出”或“下口放出”）。
（5）分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_________________________。
（6）本实验所得到的环己烯产率是____________。