高中化学实验题

草酸（H₂C₂O₄）溶液与酸性KMnO₄溶液反应时，溶液褪色总是先慢后快，某学习小组探究反应过程中使褪色加快的主要原因，过程如下：
【查阅资料】KMnO₄溶液氧化H₂C₂O₄的反应历程为：

【提出假设】
假设1：该反应为放热反应
假设2：反应生成的Mn^2＋对该反应有催化作用
假设3：K⁺对该反应有催化作用
该小组同学未提出浓度使反应速率加快的假设，原因是               。
【设计、完成实验】
（1）称取      g草酸晶体（H₂C₂O₄·2H₂O），配置500mL0．10mol/L H₂C₂O₄溶液。
①在上述过程中必须用到的2种定量仪器是托盘天平和         。
②下列操作会使所配溶液浓度偏低的是      （填下列选项的字母序号）。

A．称取草酸晶体时，将草酸晶体放在托盘天平右盘

B．定容时俯视刻度线

C．将烧杯中溶液转移到容量瓶之前，容量瓶中有少量蒸馏水

D．摇匀后，发现溶液液面低于刻度线，立即用胶头滴管加水再定容

（2）完成探究，记录数据

x =               时，假设2成立。
（3）由于KMnO₄能氧化水中有机物等因素，为配制好稳定的KMnO₄溶液，其浓度需标定。取10．00 mL 0．10mol/L H₂C₂O₄溶液于锥形瓶中，加入10mL 0．50mol/L稀硫酸，用（2）中KMnO₄溶液滴定至锥形瓶中恰好呈浅紫色，且半分钟不褪色，记录数据，平行三次实验，平均消耗KMnO₄溶液40．00 mL，则草酸溶液与酸性KMnO₄溶液反应的离子方程式为           。上述实验中KMnO₄溶液的物质的量浓度为              。

利用下图所示实验(部分装置)收集氯气并验证氯气的性质：

（1）A为Cl₂的发生装置。若制取氯气的化学方程式为_________，与之对应的A装置是_______(填写装置的序号)。

（2）利用D中的广口瓶收集氯气，试在装置图中完善D装置(将虚线表示的一根或两根导管改为实线，也可都不改)。
（3）写出装置E中反应的离子方程式________________。
（4）利用D中收集的氯气进行铁与氯气的反应实验：用坩埚钳夹持一束细铁丝，______________，然后伸入盛有氯气的集气瓶中。
（5）通入氯气一段时间后，洗气瓶B溶液中有一部分S氧化成，反应的离子方程式为___________________。试设计实验方案，检验洗气瓶B溶液中Cl和的存在。可供选择的试剂及仪器为：稀盐酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、Ba(NO₃)₂溶液、AgNO₃溶液、澄清石灰水、试管、胶头滴管。

我国国家标准（GB2760）规定葡萄酒中SO₂最大使用量为0．25 g·L^-1。某兴趣小组用图1装置（夹持装置略）收集某葡萄酒中SO₂，并对其含量进行测定。

（1）仪器A的名称是__________，水通入A的进口为________。
（2）B中加入300．00 mL葡萄酒和适量盐酸，加热使SO₂全部逸出并与C中H₂O₂完全反应，其化学方程式为_____________________________。
（3）除去C中过量的H₂O₂，然后用0．090 0 mol·L^－1NaOH标准溶液进行滴定，滴定前排气泡时，应选择图2中的______；若滴定终点时溶液的pH＝8．8，则选择的指示剂为______；若用50 mL滴定管进行实验，当滴定管中的液面在刻度“10”处，则管内液体的体积（填序号）__________（①＝10 mL，②＝40 mL，③＜10 mL，④＞40 mL）。
（4）滴定至终点时，消耗NaOH溶液25．00 mL，该葡萄酒中SO₂含量为：________g·L^-1。
（5）该测定结果比实际值偏高，分析原因并利用现有装置提出改进措施： ____________。
（6）常温下，用一定量的NaOH溶液吸收逸出的SO₂气体，若吸收后的吸收液恰好呈中性，下列关于该吸收液的说法正确的是______________________。

A．c（Na^+）＝c（HSO3^-）＋2c（SO3^2-）

B．c（Na^+）>c（HSO3^-）＝c（SO3^2-）>c（H^+） = c（OH^-）

C．2c（Na^+）＝3c（H2SO3）＋3c（HSO3^-）＋3c（SO3^2-）

D．c（Na^+）>c（HSO3^-） + c（SO3^2-） +c（H2SO3）

硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得：Na₂SO₃+S ="=" Na₂S₂O₃ 。常温下溶液中析出晶体为Na₂S₂O₃·5H₂O。Na₂S₂O₃·5H₂O于40～45℃熔化，48℃分解；Na₂S₂O₃易溶于水，不溶于乙醇。在水中有关物质的溶解度曲线如下左图所示。
 
Ⅰ．现按如下方法制备Na₂S₂O₃·5H₂O：
将硫化钠和碳酸钠按反应要求比例一并放入三颈烧瓶中，注入150mL蒸馏水使其溶解，在分液漏斗中，注入浓盐酸，在装置2中加入亚硫酸钠固体，并按上右图安装好装置。
（1）仪器2的名称为              ，装置6中可放入           。

A．BaCl2溶液

B．浓H2SO4

C．酸性KMnO4溶液

D．NaOH溶液

（2）打开分液漏斗活塞，注入浓盐酸使反应产生的二氧化硫气体较均匀的通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中，并用磁力搅拌器搅动并加热，反应原理为：
① Na₂CO₃+SO₂=Na₂SO₃+CO₂            ②Na₂S+SO₂+H₂O=Na₂SO₃+H₂S
③ 2H₂S+SO₂=3S↓+2H₂O              ④ Na₂SO₃+S     Na₂S₂O₃
随着SO₂气体的通入，看到溶液中有大量浅黄色固体析出，继续通SO₂气体，反应约半小时。当溶液中pH接近或不小于7时，即可停止通气和加热。溶pH要控制不小于7的理由是：             （用文字和相关离子方程式表示）。
Ⅱ．分离Na₂S₂O₃·5H₂O并测定含量：

（3）为减少产品的损失，操作①为          ，操作②是过滤洗涤干燥，其中洗涤操作是用        （填试剂）作洗涤剂。
（4）蒸发浓缩滤液直至溶液呈微黄色浑浊为止，蒸发时为什么要控制温度不宜过高             。
（5）制得的粗晶体中往往含有少量杂质。为了测定粗产品中Na₂S₂O₃·5H₂O的含量，一般采用在酸性条件下用KMnO₄标准液滴定的方法（假定粗产品中杂质与酸性KMnO₄溶液不反应）。
称取1.28 g的粗样品溶于水，用0.40mol/L KMnO₄溶液(加入适量硫酸酸化)滴定，当溶液中S₂O₃^2—全部被氧化时，消耗KMnO₄溶液体积20.00 mL。(5S₂O₃^2—+8MnO₄^—+14H⁺ ＝8Mn²⁺+10SO₄^2—+7H₂O) 
试回答：
①KMnO₄溶液置于           (填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
②滴定终点时的颜色变化：                     。
③产品中Na₂S₂O₃·5H₂O的质量分数为               。

某同学查阅资料后设计了一条1－丁醇的合成路线：CH₃CH===CH₂＋CO＋H₂CH₃CH₂CH₂CHOCH₃CH₂CH₂CH₂OH。其中CO的制备方法：HCOOHCO↑＋H₂O。

请填写下列空白：
（1）利用以上装置制备CO、丙烯等原料气体，装置中a的作用__________；b的作用_________。
（2）制丙烯时，伴随的副反应还产生少量SO₂、CO₂及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是________________(填序号)
①饱和Na₂SO₃溶液 ②酸性KMnO₄溶液 ③石灰水 ④无水CuSO₄⑤品红溶液
（3）合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是________。

A．高温、常压、催化剂

B．适当的温度、常压、催化剂

C．低温、高压、催化剂

D．适当的温度、高压、催化剂

（4）正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1－丁醇粗品，为纯化1－丁醇，该小组查阅文献得知：
①R—CHO＋NaHSO₃(饱和)→RCH(OH)SO₃Na↓；
②沸点：乙醚34℃，1－丁醇118℃，并设计出如下提纯路线：

试剂1为________，操作2为________，操作3为________。

某课外小组设计的实验室制取乙酸乙酯的装置如下图所示，A中放有浓硫酸，B中放有乙醇（含¹⁸O）、无水醋酸钠，D中放有含有酚酞饱和碳酸钠溶液。

已知①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl₂·6 C₂H₅OH ； ②有关有机物的沸点:

试剂	乙醚	乙醇	乙酸	乙酸乙酯
沸点/℃	34.7	78.5	118	77.1

请回答：
（1）浓硫酸的作用是                  ；若用同位素¹⁸0示踪法确定反应产物水分子中氧原子的提供者，写出能表示¹⁸O位置的化学方程式：                                              。
（2）球形干燥管C的作用是            。反应结束后D中的现象是               。
（3）上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是                           。
（4）欲从D中得到乙酸乙酯的分离方法是           ；从D中分离出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水，应先加入无水氯化钙，分离出          ；
（5）某化学课外小组设计了如图所示的制取乙酸乙酯的装置(图中的铁架台、铁夹、加热装置已略去)，与上图装置相比，此装置的主要优点有：(请写出两点)
                 ，                 。

（共１４分）某同学设计如下实验装置探究硫酸与金属、非金属的反应、验证其产物,并探究随着反应的进行,硫酸性质发生的变化。根据实验要求回答相关问题:

F装置用于检验二氧化碳。供选择的试剂有:只含碳的生铁、18 mol·L^-1的硫酸、品红溶液、无水硫酸铜粉未、酸性高锰酸钾溶液、氧化铜、澄清的石灰水、碱石灰。（供选择的试剂可重复使用）
（1）打开分液漏斗的活塞，A装置中发生的反应6H₂SO₄（浓）+2FeFe₂（SO₄）₃+6H₂O↑+3SO₂↑和       （用化学方程式表示），随反应的进行，硫酸的浓度变稀，又发生反应           （用化学方程式表示）。
（2）B装置中的试剂是                       。
（3）E装置中的作用是                                      。
（4）G装置中的试剂是                 ,现象是                                    。
（5）从安全角度考虑,应后点燃     的酒精灯（填“A”或“G”）。你认为本实验尾气是否需要处理?   （填“是”或“否”）,如需处理,具体方案是                       。

某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：

时间（min）	1	2	3	4	5
氢气体积（mL）	50	120	232	290	310

（1）哪一时间段（指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min）反应速率最大       ，原因是         。
（2）哪一段时段的反应速率最小           ，原因是                                   。
（3）求2～3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率（设溶液体积不变，要写出计算过程）                       。
（4）如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液：你认为可行的是（填编号）                      。
A．蒸馏水       B．NaCl溶液      C．Na₂CO₃溶液      D．CuSO₄溶液

溴乙烷是一种重要的有机化工原料，其沸点为38.4℃。制备溴乙烷的一种方法是乙醇与氢溴酸反应.某课外小组欲在实验室制备溴乙烷的装置如图，实验操怍步骤如下：

①检查装置的气密性；
②在圆底烧瓶中加入95％乙醇、溴化钠、浓硫酸及几粒碎瓷片；
③小心加热，使其充分反应。
请问答下列问题。
（1）装置A的作用是                。
（2）反应结束后，得到的粗产品呈棕黄色(含少量的溴单质)。为了除去粗产品中的杂质，可选择下列试剂中的        (填写上正确选项的字母)。
a．亚硫酸钠溶液       b．氢氧化钠溶液
c．乙醇               d．四氯化碳
该实验操作中所需的主要玻璃仪器是              (填仪器名称)。
（3）要进一步制得纯净的溴乙烷，可继续用蒸馏水洗涤，分液后，再加入无水，然后进行的实验操作是               (填写正确选项的字母)。
a．分液       b．蒸馏        c．萃取
（4）为了检验溴乙烷中含有溴元素，通常采用的方法是取少量溴乙烷，然后          (按实验的操作顺序选填下列序号)。
①加热    ②加入溶液   ③加入稀酸化   ④加入NaOH溶液

在生产生活中，金属腐蚀所带来的损失非常严重，所以防止金属腐蚀已经成为科学研究和技术领域的重大问题．兴趣小组的同学在实验室对金属腐蚀进行了探究．
（1）分别在三个洁净干燥的试管中各加一个洁净无锈的铁钉，再在其中两个试管中加入经煮沸迅速冷却的蒸馏水，其它操作请仔细观察图1：____ 号试管中的铁钉最容易生锈．由此可见，铁制品生锈需要的条件是____                          _____ ．

（2）如图2所示，铁处于A、B、C三种不同的环境中，铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是（填序号）____．
（3）据报道，全世界每年因为金属腐蚀造成的直接经济损失约达7000亿美元，我国因金属腐蚀造成的损失占国民生产总值（GNP）的4%．
①钢铁在发生电化学腐蚀时，负极反应为：________          _ ．
②请写出用稀硫酸除去铁锈的化学反应方程式为：____                  _____ ．
③请根据不同的原理，提出防止钢铁腐蚀的两条合理措施：_________ 、      _____ ．

研究化学反应中的能量变化时，在一只小烧杯里，加入20 g已研磨成粉末的Ba（OH）₂·8H₂O，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向烧杯中加入约10 g NH₄Cl晶体，根据下图所示实验步骤进行操作。回答下列问题：

（1）写出实验过程中发生反应的化学方程式：                                。
（2）检验有NH₃生成的方法是                                               。
（3）反应中产生的NH₃会污染环境，对人体有害。为减少其挥发，实验时在烧杯上方盖了一个多孔塑料板，反应后移走多孔塑料板，发现混合物成糊状，证明有_____生成。为了更好的解决NH₃的污染问题，可以做一个简单的改进，你的改进方法是                  。

(15分)
Ⅰ．下列实验设计或操作合理的是________。
A．在催化剂存在的条件下，苯和浓溴水发生反应可生成无色比水重的液体溴苯
B．只用水就能鉴别苯、硝基苯、乙醇
C．实验室制取乙烯时需要控制温度在170℃左右，因此使用水浴加热
D．将10滴溴乙烷加入1mL 10%的烧碱溶液中加热片刻后，再滴加2滴2%的硝酸银溶液，以检验水解生成的溴离子
E．工业酒精制取无水酒精时先加生石灰然后蒸馏，蒸馏必须将温度计的水银球插入反应液中
F．苯酚中滴加少量的稀溴水，可用来定量检验苯酚
G．将铜片放入盛有无水乙醇的试管中加热，完成乙醇氧化为乙醛的实验
H．为了减缓电石和水的反应速率，可用饱和食盐水来代替水进行实验
Ⅱ．某化学小组以苯甲酸和异丙醇为原料，制取苯甲酸异丙酯()，已知有关物质的沸点如下表：

物质	异丙醇	苯甲酸	苯甲酸甲酯
沸点/℃	82．4	249	218

合成苯甲酸异丙酯粗产品在如图圆底烧瓶中加入12．2 g苯甲酸和30 mL异丙醇(密度约为0．79 g·cm^-3)，再小心加入3mL浓硫酸，混匀后，投入几块碎瓷片，小心加热30分钟，使反应完全，得苯甲酸异丙酯粗产品。

（1）仪器A的名称是      ;加入碎瓷片的目的是                 ；
（2）异丙醇的系统命名法的名称为               ；浓硫酸的作用是_____________；
（3）若反应产物水分子中有同位素¹⁸O，写出能表示反应前后¹⁸O位置的化学方程式________________。
粗产品的精制
（4）苯甲酸异丙酯粗产品中往往含有少量异丙醇、苯甲酸和水等，现拟用下列流程图进行精制，操作①中用到的一种重要仪器是              ；操作②的名称是__________

（5）通过计算，苯甲酸甲酯的产率为__________________
（6）该实验中不能用于提高苯甲酸甲酯的产率的措施是__________
A．苯甲酸的质量由12．2g增加至24．4g
B．30ml的异丙醇增加至35mL

虚线框中的装置可用来检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应产生的所有产物，填写下列空白：

（1）写出浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式                           。
（2）如果将装置中①②③三部分仪器的连接顺序变为②①③，则可以检出的物质有______；不能检出的物质是______（填化学式，下同）。
（3）如果将仪器的连接顺序变为①③②，则可以检出的物质是______；不能检出的物质是______。
（4）若在②装置中发现品红溶液褪色，则体现了产物中的SO₂具有       性，若发现酸性高锰酸钾溶液褪色，则体现了该物质具有        性。

(12分)已知氨可以与灼热的氧化铜反应得到氮气和金属铜，反应方程式为：
2NH₃＋3CuON₂＋3H₂O＋3Cu，用示意图中的装置可以实现该反应，A中加的是氯化铵和氢氧化钙固体，C中的固体是氧化铜。回答下列问题：

（1）A中制备氨气的反应方程式为                                      。
（2）B中加入的物质是          。（填名称）
（3）实验时C中观察到的现象是                                    。
（4）实验时在D中收集到的液态物质是          。（填名称）
（5）已知反应前C中固体的质量为m₁g，反应一段时间后停止反应，冷却至室温测量C中固体的质量为m₂g，则理论上E中最多收集到的气体体积为（换算成标准状况下的体积）         （用m₁、m₂表示）。

(13分)工业上生产高氯酸时，还同时生产了一种常见的重要含氯消毒剂和漂白剂亚氯酸钠（NaClO₂），其工艺流程如下：

已知：
1．NaHSO₄溶解度随温度的升高而增大，适当条件下可结晶析出。
2．高氯酸是至今为止人们已知酸中的最强酸，沸点90℃。
请回答下列问题：
（1）反应器Ⅰ中冷却的目的是             ，方法1使用的操作是                 。
（2）反应器Ⅱ中发生反应的离子方程式为                                    。
（3）通入反应器Ⅱ中的SO₂用另一物质H₂O₂代替同样能生成 NaClO₂，请简要说明双氧水在反应中能  代替SO₂的原因是                                 。
（4）Ca(ClO)₂、ClO₂、NaClO、NaClO₂等含氯化合物都是常用的消毒剂和漂白剂是因为它们都具有     ，请写出工业上用氯气和NaOH溶液生产另一种消毒剂 NaClO的离子方程式                。