高中化学实验题

实验室用MnO₂、KOH及KClO₃为原料制取高锰酸钾的实验流程如下：

（1）熔融时需用铁坩埚和铁制搅拌棒而不能用玻璃仪器，其原因是         。
（2）熔融时，MnO₂转化为K₂MnO₄，KClO₃转化为KCl，其反应的化学方程式为      。
（3）几种物质的溶解度曲线如图所示。

①歧化时，通入CO₂至pH为10～11，K₂MnO₄绿色溶液转化为KMnO₄和MnO₂。其反应的离子方程式为    。
②歧化时不能通入过量CO₂的原因是    。
③通入CO₂后，用玻璃棒蘸取溶液点于滤纸上，观察到   ，证明歧化反应已发生。
④歧化后得到KMnO₄晶体的操作依次为过滤、    、   及干燥。
（4）在此实验流程中可循环使用的物质的化学式为      。

二氯化二硫（S₂Cl₂），常温下是一种黄红色液体，有窒息性，刺激性恶臭，熔点80℃，沸点135.6℃，在空气中强烈产生烟雾，遇水、醇即分解；它常用于橡胶的低温硫化和黏接剂，国防工业用作军用毒气。它的工业合成方法：将氯气通入到熔融的硫单质发生反应而制得。实验室用下列装置制取少量S₂Cl₂。

请回答下列问题：
（1）S₂Cl₂分子中各原子均达到8电子稳定结构，则它的结构式为        。
（2）下列方法都可以制得氯气，其中符合装置A制取的有    。
a、MnO₂固体和浓HCl共热
b、KMnO₄固体和浓HCl反应
c、KClO₃固体和浓HCl反应
d、MnO₂固体、NaCl固体和浓硫酸共热
（3）装置A中用恒压分液漏斗而不用普通分液漏斗的原因是                       。
（4）B中饱和食盐水的作用                     ，装置C中的试剂是             。
（5）S₂Cl₂遇水强烈反应产生烟雾，其产物中有一种气体能使品红溶液褪色，加热后又恢复原状，且反应过程中只有一种元素化合价发生变化，写出该反应的化学方程式                    ，其氧化剂与还原剂物质的量之比为         。
（6）从安全和环保方面考虑，补全F方框内剩下的装置并注明装置中的药品。画图时，仪器可以简化，如下列仪器可以分别表示为：

（14）铬是一种银白色金属，化学性质稳定，以+2、+3和+6价为常见价态。工业上以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr₂O₃ ，含有Al₂O₃、SiO₂等杂质)为主要原料生产金属铬和重铬酸钠Na₂Cr₂O₇·2H₂O（已知Na₂Cr₂O₇是一种强氧化剂），其主要工艺流程如下：

查阅资料得知:
①常温下，NaBiO₃不溶于水，有强氧化性，在碱性条件下，能将Cr³⁺转化为CrO₄^2－
②常温下，Ksp[Cr(OH)₃]=6.3×10^-31
回答下列问题：
（1）工业上常采用热还原法制备金属铬，写出以Cr₂O₃为原料，利用铝 热反应制取金属铬的化学方程式                        。
（2）酸化滤液D时，不选用盐酸的原因是            。
（3）固体E的主要成分是Na₂SO₄，根据下图分析操作a为              、             。

（4）已知含+6价铬的污水会污染环境。电镀厂产生的镀铜废水中往往含有一定量的Cr₂O₇^2-，处理该废水常用还原沉淀法，具体流程如下：

①Cr(OH)₃的化学性质与Al(OH)₃相似。在上述生产过程中加入NaOH溶液时要控制溶液的pH不能过高，是因为                                  ；
②下列溶液中可以代替上述流程中Na₂S₂O₃溶液的是       （填选项序号）；

A．FeSO4溶液

B．浓H2SO4

C．酸性KMnO4溶液

D．Na2SO3溶液

③调整溶液的pH=5时，通过列式计算说明溶液中的Cr³⁺是否沉淀完全          ；
④上述流程中，每消耗0.1molNa₂S₂O₃转移0.8mole^-，则加入Na₂S₂O₃溶液时发生反应的离子方程式为                                   。

工业生产中会产生大量的废铁屑，可将其“变废为宝”制成化工原料氯化铁。实验室中利用下图所示装置探究由废铁屑制备FeCl₃·6H₂O晶体的原理并测定铁屑中铁单质的质量分数（杂质不溶于水且不与酸反应）。

（1）装置A的名称为                    。
（2）检验该装置气密性的具体操作如下：
①关闭             ；打开弹簧夹K₁；
②向水准管中加水，使水准管液面高于量气管液面；
③                 。
取m g废铁屑加入B装置中，在A中加入足量的盐酸后进行下列操作：
Ⅰ．打开弹簧夹K₁，关闭活塞b，打开活塞a，缓慢滴加盐酸。
Ⅱ．当装置D的量气管一侧液面不再下降时，关闭弹簧夹K₁，打开活塞b，当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a、b。
Ⅲ．将烧杯中的溶液经过一系列操作后得到FeCl₃·6H₂O晶体。
请回答：
（3）用离子方程式表示烧杯中足量的H₂O₂溶液的作用：                    。
（4）实验结束后，量气管和水准管内液面高度如上图所示，为了使两者液面相平，应将水准管     （填“上移”或“下移”）。
（5）由FeCl₃溶液制得FeCl₃•6H₂O晶体的操作过程中不需要使用的仪器有     （填选项序号）。
a.蒸发皿  
b.烧杯  
c.酒精灯  
d.分液漏斗  
e.坩埚  
f.玻璃棒  
g.漏斗
（6）实验结束后，若量气管内共收集到VmL气体（已换算成标准状况），则此废铁屑中铁单质的质量分数为                 。

利用如图装置测定中和热的实验步骤如下：

①量取50mL 0．25 mol/L硫酸倒入小烧杯中，测量温度；
②量取50mL 0．55mol/L NaOH溶液，测量温度；
③将NaOH溶液倒入小烧杯中，混合均匀后测量混合液温度。
请回答：
（1）NaOH溶液稍过量的原因                      。
（2）加入NaOH溶液的正确操作是         （填字母）。
A．沿玻璃棒缓慢加入       B．一次迅速加入       C．分三次加入
（3）使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是                            。
（4）设溶液的密度均为1g/cm³，中和后溶液的比热容c=4．18 J/（g·℃），请根据实验数据写出该反应的热化学方程式                              。

（5）若将含0．5 mol H₂SO₄的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合，放出的热量    （填“小于”、“等于”或“大于”）57．3 kJ，原因是                            。

某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。

请回答下列问题：
（1）装置F中发生反应的离子方程式：________________________________________。
（2）装置A中的烧瓶内固体可选用_________(选填以下选项的代号)。
A．碱石灰  
B．生石灰  
C．二氧化硅  
D．五氧化二磷  
E．烧碱
（3）虚线框内应添加必要的除杂装置，请从上图的备选装置中选择，并将编号填入下列空格：B         ，D___________，E       。(均填编号)
（4）通入C装置的两根导管左边较长、右边较短，目的是__                  。
（5）装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一．请写出反应的化学方程式：___               ；其中氧化剂与还原剂的物质的量之比为        ；当a mol氯气参加反应时，转移的电子总数为b个，则阿伏加德罗数常数为        mol^-1(用含a、b的代数式表示)；
（6）从装置C的出气管口处逸出的尾气可能含有污染环境的气体，如何处理？                 。

某学习小组探究溴乙烷的消去反应并验证产物。
实验原理：CH₃CH₂Br + NaOHCH₂=CH₂↑ + NaBr + H₂O
实验过程：组装如图1所示装置，检查装置气密性，向烧瓶中注入10mL溴乙烷和15mL饱和氢氧化钠乙醇溶液，微热，观察实验现象。一段时间后，观察到酸性KMnO₄溶液颜色褪去。

（1）甲同学认为酸性KMnO₄溶液颜色褪去说明溴乙烷发生了消去反应，生成了乙烯；而乙同学却认为甲同学的说法不严谨，请说明原因：       。
（2）丙同学认为只要对实验装置进行适当改进，即可避免对乙烯气体检验的干扰，改进方法       。
改进实验装置后，再次进行实验，却又发现小试管中溶液颜色褪色不明显。该小组再次查阅资料，对实验进行进一步的改进。
资料一：溴乙烷于55℃时，在饱和氢氧化钠的乙醇溶液中发生取代反应的产物的百分比为99％，而消去反应产物仅为1％。
资料二：溴乙烷发生消去反应比较适宜的反应温度为90℃～110℃，在该范围，温度越高，产生乙烯的速率越快。
资料三：溴乙烷的沸点：38.2℃。
（3）结合资料一、二可知，丙同学改进实验装置后，溶液颜色褪色不明显的原因可能是       ，此时发生反应的化学方程式为（只写主要发生的反应）：                          。
（4）结合资料二、三，你认为还应该在实验装置中增加的两种仪器是
①                           。 
②                            。

I.（1）某同学做如下实验，以检验反应中的能量变化。

实验中发现反应后（a）中温度升高，由此可以判断（a）中反应是__________热反应；（b）中温度降低， 根据能量守恒定律，（b）中反应物的总能量应该__________其生成物的总能量。
（2）下列反应：①氢氧化钠与硫酸，②一氧化碳与氧气，③八水合氢氧化钡与氯化铵，④金属铜与硝酸银。其中（用序号填空）：能设计成原电池的反应是_________。
II．（1）有下列几种物质
A．金刚石和石墨   
B．C₂H₆和C₅H₁₂   
C．C₂H₄和C₂H₆
D．CH₃CH₂CH₂CH₃和CH₃CH（CH₃）₂   
E．³⁵Cl和³⁷Cl
属于同分异构体的是_____；属于同素异形体的是_____；属于同系物的是_____；属于同位素的是______。
（2）两种粒子的核外电子排布相同，核电荷数不同，则它们可能是（   ）
A．两种不同元素的原子        B．一定是两种不同的离子
C．同一元素的原子和离子      D．两种不同元素的原子和离子
III．（1）C₇H₁₆名称        
（2）指出下列反应的类型：乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色：        
（3）写出反应的化学方程式：三氯甲烷与氯气在光照下反应        

(15分)某研究小组为了探究SO₂的实验室制法和有关化学性质，设计了如下的实验。
实验I：

（1）实验基本操作分析：
①多孔隔板与活塞相配合，能起到的作用是_____________________________________.
②该实验制H₂时需用浓硫酸配制480mL 3 mol／L的稀硫酸，配制中所需的玻璃仪器有250 mL烧杯、l 00mL量筒、玻璃棒、胶头滴管等，还需_______________________.
③该实验过程中H₂所起的作用是_____________________________.
（2）实验时先打开活塞，让装置A内试剂反应一段时间后，关闭活塞，再往装置B中滴入适量浓硫酸反应片刻后，甲、乙两学生分别取装置D中少量溶液，甲学生往其中加入酸性KMnO₄溶液，观察到酸性KMn O₄溶液紫红色褪去；乙学生往其中加入盐酸酸化的BaCl₂溶液，观察到有白色沉淀生成。根据各自实验现象甲、乙学生得出SO₂被Fe³⁺氧化。
①试判断甲、乙学生的结论是否严谨________________(填写选项)。
A．甲学生严谨      B．乙学生严谨      C．甲、乙学生都不严谨
②写出SO₂被Fe³⁺氧化的离子反应方程式_____________________________________.
实验II：
（3）该研究小组为测定SO₂催化氧化为SO₃的转化率，又设计了如下实验:已知SO₃熔点为16.8℃，且忽略空气中CO₂的影响).

①当停止通入SO₂，熄灭酒精灯后，需要继续通入氧气，其目的是：____________________.
②实验结束后，若装置D增加的质量为m g，装置E中产生白色沉淀的质量为n g,则此条件下二氧化硫的转化率是_______________(用含字母的代数式表示，不用化简)。

(15分)某工业废料钡泥中主要含有BaCO₃、BaSO₃、Ba(FeO₂)₂等，某实验小组模拟工业过程利用钡泥制取BaCO₃和Ba(NO₃)₂晶体(不含结晶水)，其实验流程如下：

已知:
①Fe³⁺和Fe²⁺以氢氧化物形式沉淀完全时,溶液的pH分虽为3.2和9.7;
②Ba(NO₃)₂晶体的分解温度:592℃; Ba(NO₃)₂的溶解度在高温时较大,低温时较小;
③, .
（1）酸溶时，BaCO₃发生反应的离子反应方程式为___________________________________
（2）酸溶后，滤液1除了Ba²⁺外，还存在的阳离子是____________________等(填写离子符号)。
（3）加入X的目的是_______________________________________________。
（4）若在操作II中加入Na₂CO₃来制取BaCO₃，经检验所得BaCO₃中含有少量BaSO₄而不纯，提纯的方法是：将产品加入足量的饱和Na₂CO₃溶液中，充分搅拌和静置后，弃去上层清液。如此反复多次处理，直到BaSO₄全部转化为BaCO₃，该提纯原理的离子反应方程式是_______________________________________
（5）若用（4）的方法处理含有0.21mol BaSO₄样品，每次用1.0 L 2.0mol·L^-1饱和Na₂CO₃溶液，则至少需要处理________次，BaSO₄才能全部转化BaCO₃。
（6）操作III的名称是：________、冷却结晶、_________、洗涤、干燥。
（7）上述流程中对环境的影响主要有_________。因此要进一步处理，避免造成二次污染。

某兴趣小组依据CO₂+2Mg=2MgO+C，推测Mg与SO₂在隔绝空气条件下反应后，剩余固体M可能含有MgO、S、MgS、Mg中的一种或几种。为了验证推测，进行以下实验。请回答有关问题。
实验Ⅰ 按下图所示进行实验。

（1）实验前需除去镁条表面氧化膜。用简易的物理方法除氧化膜的操作是         ；
（2）实验室制取二氧化硫的化学方程式为              ；
（3）上述装置存在不合理之处，请提出1项改进建议                   ；
（4）实验时，先通入SO₂直到         现象出现后，再点燃酒精灯；此操作目的是            。
实验Ⅱ 确定固体M的成分。
实验装置如图所示。

将分液漏斗中稀硫酸（足量）
加入到烧瓶中，完全反应后，实验现象如下：

装置	A	B	C	量气管
现象	有残留 固体	产生白色ZnS沉淀	溴水 未褪色	进入气体 v mL（标况）

（5）实验时，B装置中反应的化学方程式为                       ；
（6）已知镁的相对原子质量为24，则固体M中金属镁的质量为     g；实验前装置内有空气，对金属镁质量的测定结果的影响是     （填偏低、偏高、无影响）；
（7）依以上实验，可确定固体M的成分有    种（填数字）。

某学生探究AgCl、Ag₂S沉淀转化的原因。

步 骤	现  象
Ⅰ.将NaCl与AgNO3溶液混合	产生白色沉淀
Ⅱ.向所得固液混合物中加Na2S溶液	沉淀变为黑色
Ⅲ.滤出黑色沉淀，加入NaCl溶液	较长时间后，沉淀变为乳白色

（1）Ⅰ中的白色沉淀是         。
（2）Ⅱ中能说明沉淀变黑的的离子方程式是     ，沉淀转化的主要原因是      。
（3）滤出步骤Ⅲ中乳白色沉淀，推测含有AgCl。用浓HNO₃溶解，产生红棕色气体，部分沉淀未溶解，过滤得到滤液X和白色沉淀Y。
ⅰ．向X中滴加Ba（NO₃）₂溶液，产生白色沉淀
ⅱ．向Y滴加KI溶液，产生黄色沉淀
①由ⅰ判断，滤液X中被检出的离子是      。
②由ⅰ、ⅱ可确认步骤Ⅲ中乳白色沉淀含有AgCl和另一种沉淀______。
（4）该学生通过如下对照实验确认了步骤Ⅲ中乳白色沉淀产生的原因：在NaCl存在下，氧气将Ⅲ中黑色沉淀氧化。

现 象	B：一段时间后，出现乳白色沉淀
C：一段时间后，无明显变化

①A中产生的气体是_________。
②C中盛放的物质W是_________。
③该同学认为B中产生沉淀的反应如下（请补充完整）：
2Ag₂S +      +    + 2H₂O  4AgCl +   + 4NaOH
④B中NaCl的作用是_______。

辉铜矿（主要成分为Cu₂S）经火法冶炼，可制得Cu和H₂SO₄，流程如下图所示：

（1）Cu₂S中Cu元素的化合价是     价。
（2）Ⅱ中，电解法精炼粗铜（含少量Ag、Fe），CuSO₄溶液做电解质溶液：
①粗铜应与直流电源的     极（填“正”或“负”）相连。
②铜在阴极析出，而铁以离子形式留在电解质溶液里的原因是      。
（3）Ⅲ中，烟气（主要含SO₂、CO₂）在较高温度经下图所示方法脱除SO₂，并制得H₂SO₄。

①在阴极放电的物质是         。
②在阳极生成SO₃的电极反应式是          。
（4）检测烟气中SO₂脱除率的步骤如下：
i．将一定量的净化气（不含SO₃）通入足量NaOH溶液后，再加入足量溴水。
ii．加入浓盐酸，加热溶液至无色无气泡，再加入足量BaCl₂溶液。
iii．过滤、洗涤、干燥，称量沉淀质量。
①用离子方程式表示i中溴水的主要作用        。
②若沉淀的质量越大，说明SO₂的脱除率越        （填“高”或“低”）。

某同学分析Zn与稀H₂SO₄的反应。
（1）该反应的离子方程式是      。
（2）制H₂时，用稀硫酸而不用浓硫酸，原因是_________。
（3）已知：Zn（s）+1/2O₂（g）=ZnO（s）             △H=-332kJ/mol
ZnO（s） + H₂SO₄（aq） = ZnSO₄（aq） + H₂O（l）       △H=-112kJ/mol
H₂（g） +1/2 O₂（g） = H₂O（l）                     △H=-286kJ/mol
则Zn与稀H₂SO₄反应生成1mol H₂时的反应热△H=      kJ/mol。
（4）该同学用如下装置进行实验，分析影响反应速率的因素。

实验时，从断开K开始，每间隔1分钟，交替断开或闭合K，并连续计数每1 分钟内从a管流出的水滴数，得到的水滴数如下表所示：

1分钟水滴数（断开K）	34	59	86	117	…	102
1分钟水滴数（闭合K）	58	81	112	139	…	78

分析反应过程中的水滴数，请回答：
①由水滴数58>34、81>59，说明在反应初期，闭合K时比断开K时的反应速率______（填“快”或“慢”），主要原因是_________。
②由水滴数102>78，说明在反应后期，断开K时的反应速率快于闭合K时的反应速率，主要原因是_______。
③从能量转换形式不同的角度，分析水滴数86>81、117>112的主要原因是_______。

重晶石（BaSO₄）是重要的化工原料,用重晶石制备氢氧化钡晶体[Ba（OH）₂·8H₂O]的流程如下:

已知:Ba（s）+S（s）+2O₂（g）BaSO₄（s）ΔH="-1" 473．2 kJ·mol^-1
2C（s）+O₂（g）2CO（g） ΔH="-221" kJ·mol^-1
Ba（s）+S（s）BaS（s） ΔH="-460" kJ·mol^-1
（1）写出煅烧时发生反应的热化学方程式:               。
（2）写出氢氧化钡晶体与氯化铵混合反应的化学方程式:                  。
（3）为检测煅烧时产生的CO,可将煅烧产生的气体通入PbCl₂溶液中,出现黑色沉淀并产生一种无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体,试写出该反应的化学方程式:。
（4）向BaSO₄沉淀中加入饱和Na₂CO₃溶液,充分搅拌,弃去上层清液,如此处理多次,可使BaSO₄全部转化为BaCO₃。发生的反应可表示为BaSO₄（s）+ CO₃^2-（aq）BaCO₃（s）+ SO₄^2- （aq）。现有0．20 mol BaSO₄,加入1．0 L 2．0 mol·L^-1饱和Na₂CO₃溶液处理,假设c（SO₄^2-）_起始≈0,平衡时,平衡常数K=4．0×10^-2,求反应达到平衡时发生转化的BaSO₄的物质的量。（不考虑溶液体积变化与离子水解,写出计算过程,结果保留2位有效数字）
（5）试从平衡的角度解释BaSO₄可转化为BaCO₃的原因:               。