高中化学实验题

(12分)某实验小组用无水乙醇、乙酸与浓硫酸制取乙酸乙酯并提纯，已知乙醇可以和氯化钙反应生成微溶的CaCl₂·6C₂H₅OH。请回答下列问题：

（1）制备乙酸乙酯装置如图所示，虚框内玻璃仪器名称为                        ；冷凝水流经冷凝管时应从     口进入(填“a”或“b”)；
（2）生成乙酸乙酯的化学反应方程式为                     ；
（3）下列措施可提高乙酸的转化率可采取的有(       )
A．增加乙醇的用量    B．蒸出乙酸乙酯  
C．增加乙酸的用量     D．冷凝管中通热水
（4）实验所得乙酸乙酯远低于理论产量的可能原因                。(写出其中两种)
（5）为了除去粗产品其中的醋酸，可向产品中加入      溶液，在分液漏斗中充分振荡，然后静置，待分层后       (填选项)。
A．直接将有机层从分液漏斗上口倒出
B．直接将有机层从分液漏斗下口放出
C．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将有机层从下口放出
D．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将有机层从上口倒出
（6）再向得到的有机物粗产品中加入饱和氯化钙溶液，振荡、分离。加入饱和氯化钙溶液的目的是                        。
（7）最后，加入干燥剂除去其中的水分，再进行       (填操作)，即可得到纯净的乙酸乙酯。

1,2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂,常温下它是无色液体,密度是2.18g/cm³ ,沸点131.4℃,熔点9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验中可以用下图所示装置制备1,2-二溴乙烷。其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液,试管d中装有液溴(表面覆盖少量水）。请填写下列空白：

（1）烧瓶a中发生的是乙醇的脱水反应，即消去反应，反应温度是170℃，并且该反应要求温度迅速升高到170℃，否则容易产生副反应。请你写出乙醇的这个消去反应方程式：                     。
（2）写出制备1,2-二溴乙烷的化学方程式                                     。
（3）安全瓶b可以防止倒吸,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                                                        。
（4）某学生做此实验时,使用一定量的液溴,当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量,比正常情况下超出许多,如果装置的气密性没有问题,试分析其可能的原因（写出一条）                      。
（5）c装置内NaOH溶液的作用                ；e装置内NaOH溶液的作用是                      。

(9分)（1）下图装置甲是某种不溶于水的气体X的发生装置和收集装置（必要时可以加热），所用的试剂从下列试剂中选取2-3种：硫化亚铁、二氧化锰、铜屑、氯化铵、稀氨水、大理石、浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸、蒸馏水。

①气体X的分子式是        。
②所选择的药品a是             ，c是           。
③下列装置乙和丙，能代替装置甲的简易装置是             （填“乙”或“丙”）

④请写出在试管a中所发生反应的离子方程式                 。
（2）在进行研究性学习的过程中，学生发现等质量的铜片分别与等体积均过量的浓硝酸或稀硝酸反应（假设反应前后溶液体积不变），所得到溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，针对这种现象，学生进行了讨论，出现两种意见，一种认为：Cu^2＋浓度差异引起了这种现象，你认为           （填“正确”或“不正确”），依据是：                            ；
另一种意见是：溶液呈绿色可能是Cu^2＋与NO₂混合的结果，并用实验进行了证明，这些方案中可行的是  ；
a．加热该绿色溶液，观察颜色变化b．加水稀释绿色溶液，观察颜色变化
c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化
（3）足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO₂、N₂O₄、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O₂(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu^2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是     mL。

(10分)实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：


已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO₂)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
（1）从图中选择制取气体的合适装置：氮气        。
（2）氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用有干燥气体、          、______________。
（3）氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，        (“会”或“不会”)发生倒吸，原因是：________________________________________。
（4）用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是：               ，锥形瓶中还可观察到的现象是：            、产生白烟。用化学方程式解释现象产生的原因           。

(6分)硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%(体积分数)时需经处理后才能排放。某校兴趣小组欲测定硫酸工业尾气中二氧化硫的含量，采用以下方案：
甲方案：如下图所示，图中气体流量计B用于准确测量通过尾气的体积。将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定SO₂的含量。当洗气瓶C中溶液蓝色消失时，立即关闭活塞A。

（1）洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以提高实验的准确度，其理由是_________________。
（2）洗气瓶C中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞A，测得的SO₂含量           (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
乙方案：实验步骤如图所示：

（3）步骤③中洗涤沉淀的方法是___________________________________________。
（4）通过的尾气体积为V L(已换算成标准状况)时，该尾气中二氧化硫的含量(体积分数)为     (用含有V、m的代数式表示)。如果将双氧水换成足量用稀硫酸酸化的高锰酸钾溶液，方案是否合理     ，如不合理，如何改进           （认为合理可不填）。

氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟工业制备氢溴酸粗品及精制的流程：

已知：Br₂是易挥发、深红棕色的液体；氢溴酸是易挥发、无色液体。
根据上述流程回答下列问题：
（1）反应室①使用冰水的目的_______________________________________。
（2）反应室②中加入Na₂SO₃的目的是____________________________________。
（3）操作Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、________________ 、__________________。
（4）工业生产中制得的氢溴酸带有淡淡的黄色。于是甲乙两同学设计了实验加以探究：
①甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe^3＋，则用于证明该假设所用的试剂为           ，若假设成立可观察到的现象为______________________________。
②乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为______________，证明该假设成立的方法为_____。

某学习小组依据SO₂性质，推测SO₂能被Cl₂氧化生成SO₂Cl₂。
查阅资料：SO₂Cl₂常温下为无色液体，极易水解，遇潮湿空气会产生白雾。
Ⅰ．化合物SO₂Cl₂中S元素的化合价是     。
Ⅱ．用二氧化锰和浓盐酸制氯气的化学方程式是_________________________________。
Ⅲ．在收集氯气前，应依次通过盛有饱和食盐水和______________________的洗气瓶。
Ⅳ．用如图所示装置收集满Cl₂，再通入SO₂，集气瓶中立即产生无色液体，充分反应后，将液体和剩余气体分离，进行如下研究。

（1）向所得液体中加水，出现白雾，振荡、静置得到无色溶液。经检验该溶液中的阴离子（除OH^－外）只有SO₄^2－、Cl^－ ，证明无色液体是SO₂Cl₂。
①写出SO₂Cl₂与H₂O反应的化学方程式____________________________ 。
②检验该溶液中Cl^－的方法是___________________________________________________。
（2）用NaOH溶液吸收分离出的气体，用稀盐酸酸化后，再滴加BaCl₂溶液，产生白色沉淀。该白色沉淀的成分是___________________________。

甲同学设计并进行了如下实验，以探究乙炔与溴的加成反应：先取一定量工业用电石与水反应，将生成的气体通入足量的溴水中，发现溶液褪色，即证明乙炔与溴水发生了加成反应。乙同学发现在甲同学的实验中，褪色的溶液里有少许黄色浑浊，推测在制得乙炔中还可能含有少量还原性的杂质气体，由此他提出必须先除去之，再与溴水反应。请你回答下列问题：
（1）写出甲同学实验中的两个化学方程式：               、            。
（2）乙认为甲设计的实验不能验证此反应为加成反应，其理由是                。

A．使溴水褪色的物质,就是乙炔

B．使溴水褪色的反应就是加成反应

C．使溴水褪色的物质,未必是乙炔

D．使溴水褪色的反应未必是加成反应

（3）乙同学推测此乙炔中必定含有的一种杂质气体是         ,在验证过程中必须全部除去，它与溴水反应的化学方程式是                                                        。
（4）请你选用下列三个装置(见下图)（可重复使用）来实现乙同学的实验方案，将它们的编号填入方框，并写出装置内所放的化学药品。


（5）为验证这一反应是加成而不是取代，丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性，理由是   。

（共14分）某研究性学习小组设计了一组实验，验证元素周期律。
（1）甲同学在a、b、c、d四只烧杯里分别加入50 mL冷水，再分别滴加几滴酚酞溶液，依次加入大小相近的钠（Na）、镁（Mg）、铝(Al）、钾（K）金属块，观察现象。
①甲同学设计实验的目的是验证：同一主族，从上到下元素的元素金属性逐渐增强；同一周期，从左到右，元素金属性_____________________；
②反应最剧烈的烧杯里金属是_______（填字母）
A、钠   B、镁  C、铝   D、钾；
③写出a烧杯里发生反应的离子方程式                              。
④实验中发现b、c两只烧杯中几乎没有什么现象，要想达到实验的目的，请你帮助选择下列合适的方法        。
A．把镁、铝的金属块换成金属粉末     
B．把烧杯中的冷水换成热水
C．把烧杯中的冷水换成盐酸           
D．把烧杯中的冷水换成氢氧化钠溶液
（2）乙同学设计实验验证：非金属元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性就越强。他设计了下图装置以验证碳、氮、硅元素的非金属性强弱。乙同学设计的实验可直接证明三种酸的酸性强弱，已知A是强酸，其浓溶液在常温下可与铜反应；B是块状固体；烧杯中盛放C的水溶液，打开分液漏斗的活塞后，C中可观察到白色胶状沉淀生成。

①写出所选用物质的化学式：A、       ； C、       。
②写出烧瓶中发生反应的化学方程式：                                  。
③碳、氮、硅三种元素的非金属性由强到弱顺序为                       。

如图是某同学设计的放热反应的观察装置，

其实验操作步骤如下：
①按图所示将实验装置连接好；
②在U形管内加入少量红墨水(或品红溶液)，打开T形管活塞,使U形管内两边的液面处于同一水平面,再关闭T形管活塞；
③在盛有1.0g氧化钙的小试管里滴入2 mL左右的蒸馏水，观察现象。
试回答:
（1）实验前必须进行的一步实验操作是               。
（2）实验中观察到的现象是                                                              。
（3）实验中发生的化学反应方程式:                            。
（4）说明CaO、H₂O的能量与Ca(OH)₂的能量之间的关系:                                       。
（5）若该实验中CaO换成NaCl，实验还能否观察到相同现象?    (填“能”或“否”)。

铁酸锌（ZnFe₂O₄）是对可见光敏感的半导体催化剂，其实验室制备原理为：
Zn²⁺+2Fe²⁺+3C₂O₄^2－+6H₂OZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O↓        (a)
ZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O  ZnFe₂O₄ + 2CO₂↑+4CO↑+6H₂O        (b)
已知：ZnC₂O₄和FeC₂O₄难溶于水。
（1）上述制备原理中不属于氧化还原反应的是 （选填：“a”或“b”）。
（2）制备ZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O时，可选用的药品有：
Ⅰ．(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O  Ⅱ．ZnSO₄·7H₂O  Ⅲ．(NH₄)₂C₂O₄·7H₂O。
①称量药品时，必须严格控制n(Fe²⁺)/n (Zn²⁺)＝  。
②选用的加料方式是 (填字母)。
a．按一定计量比，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ同时加入反应器并加水搅拌，然后升温至75℃。
b．按一定计量比，Ⅰ、Ⅲ同时加入反应器加水配成溶液，然后加入Ⅱ，再升温到75℃。
c．按一定计量比，将Ⅰ、Ⅱ混合并配成溶液甲，Ⅲ另配成溶液乙，甲、乙同时加热到75℃，然后将乙溶液缓慢加入甲溶液中，并持续搅拌。
（3）从溶液中分离出ZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O需过滤、洗涤。已洗涤完全的依据是 。
（4）ZnFe₂(C₂O₄)₃·6H₂O热分解需用酒精喷灯，还用到的硅酸盐质仪器有 。
（5）某化学课外小组拟用废旧干电池锌皮（含杂质铁），结合下图信息从提供的试剂中选取适当试剂，制取纯净的ZnSO₄·7H₂O。

实验步骤如下：
①将锌片完全溶于稍过量的3mol·L^－1稀硫酸，加入 （选填字母，下同）。
A．30%H₂O₂       B．新制氯水       C．FeCl₃溶液     D．KSCN溶液
②加入 。
A．纯锌粉       B．纯碳酸钙粉末  C．纯ZnO粉末   D．3mol·L^-1稀硫酸
③加热到60℃左右并不断搅拌。
④趁热过滤得ZnSO₄溶液，再蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥。
其中步骤③加热的主要目的是 。

用钛铁矿（主要含FeTiO3及Fe2O3、SiO2等不溶性杂质）提取高品位TiO2的一种流程如下图所示。

回答下列问题：
（1）有关钛的说法正确的是_________（填字母序号）。

A．TiOSO4中钛元素的化合价为+4价

B．TiO2中既含有离子键，又含有共价键

C．钛元素位于元素周期表中IVA族

D．在稀有气体氩氛围和800℃条件下，用金属镁与四氯化钛反应可制取金属钛。

反应的化学方程式为
（2）为了从浸取液中获取纯净的FeSO₄·7H₂O，II中应采取的操作是_________、_________、过滤、洗涤、干燥。如何检验提取FeSO₄·7H₂O的溶液中存在Fe²⁺_________。
（3）III中生成H₂TiO₃的离子方程式是__________________。
（4）将TiO₂与焦炭混合，通入氯气在1173K下反应，然后将生成的TiCl₄与CO分离可制取TiCl₄。   此反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比是___________。TiCl₄极易水解，利用此性质又可制备纳米级二氧化钛TiO₂·XH₂O，该反应的化学方程式是__________________。
（5）将TiO₂熔于NaF 制成熔融盐，以石墨为阴极、覆盖了氧渗透膜的多孔金属陶瓷涂层为阳极，用如图所示电解装置制取金属钛。阳极电极反应式是__________________

某实验小组的同学为了探究CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液的反应原理并验证产物，进行如下实验。
实验I：将CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液混合，一定温度下充分反应至不产生气泡为止，
过滤、冷水洗涤、低温干燥，得到蓝绿色固体。该小组同学猜想此固体为xCuCO₃·yCu(OH)₂。
（1）为了验证猜想，先进行定性实验。

（2）为进一步确定蓝绿色固体的组成，使用如下装置再进行定量实验。

实验Ⅲ：称取5.190g样品，充分加热至不再产生气体为止，并使分解产生的气体全部进入装置C和D中。
①装置C中盛放的试剂是________________，装置E的作用是____________________，反应结束时要通入适量的空气，其作用是____________________________________。
②实验结束后，测得装置C增重0.270g，装置D增重1.320g。则该蓝绿色固体的化学式为____________。
（3）若x=y=1，写出CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液混合时反应的化学方程式______________。
（4）已知20℃时溶解度数据：S[Ca(OH)₂] =" 0.16" g，S[Ba(OH)₂] =" 3.89" g。有同学据此提出可将装置D中的澄清石灰水换成等体积的饱和Ba(OH)₂溶液，其可能的依据之一是_________________________。
（5）有同学为了降低实验误差，提出如下建议，其中合理的是______（填字母序号）。
A．加热装置B前，先通空气一段时间后再称量C、D的初始质量
B．将D换为盛有碱石灰的U形管
C．将C、D颠倒并省去E装置

(11分)三颈瓶在化学实验中的应用非常广泛，下面是三颈瓶在部分无机实验或有机实验中的一些应用。
（1）在如图所示装置中，进行氨的催化氧化实验：向三颈瓶内的浓氨水中不断通入空气，将红热的铂丝插入瓶子并接近液面。反应过程中可观察到瓶中有红棕色气体产生，铂丝始终保持红热。实验过程中的电离程度____（填“变大”、“变小”或“不变”）

（2）实验室用下图所示装置制备氨基甲酸铵（），其反应化学方程式：2NH₃(g)+CO₂(g) NH₂COONH₄(s)该反应在干燥条件下仅生成氨基甲酸铵，若有水存在则生成碳酸铵或碳酸氢铵。

①写出加入药品之前实验操作的要点_______；反应中若有水存在则生成碳酸氢铵的化学方程式是________________________。
②干燥管中盛放的药品是______。简述左侧三颈瓶装置制取氨气的原理________。
③对比碳酸盐和酸的反应制取CO₂，该实验利用干冰升华产生气体CO₂的有优点有_____.
④有同学认为该实验装置存在安全问题，请问可能面临的安全问题是________。
⑤氨基甲酸氨可用作肥料，其肥效比尿素[CO(NH₂)₂] _______（填“高”或“低”），在潮湿的空气中释放出氨而变成碳酸氢铵。取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7830g，用足量石灰水充分处理后，使样品中碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.000g，则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数是_____________。

在实验室里可用如图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。

上图中：①为氯气发生装置；②的试管里盛有15 mL 30％KOH溶液，并置于水浴中；③的试管里盛有15 mL 8％NaOH溶液，并置于冰水浴中；④的试管里盛有紫色石蕊溶液。
请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是_________________。
（2）实验室制取氯气的离子方程式为___________________________________________。
为了除去氯气中的氯化氢气体，可在①与②之间安装盛有_____填字母代号)的净化装置。

A．碱石灰	B．饱和食盐水
C．浓硫酸	D．饱和碳酸氢钠溶液

（3）比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件，二者的差异是________________________。反应完毕经冷却后，②的试管中有大量晶体析出。在图中符合该晶体溶解度曲线的是_____填字母代号)；从②的试管中分离出晶体的操作是________，该操作需要用到的玻璃仪器有____________________________。

（4）次氯酸钠中存在的化学键类型为_______________________________。
（5）实验中可观察到④的试管里溶液的颜色发生了如下变化，请完成下表中的空白：

实验现象	原因
溶液最初从紫色逐渐变为_________色	氯气与水反应生成的H^＋使石蕊变色
随后溶液逐渐变为无色	_________________________________________
然后溶液从无色逐渐变为_________色	_________________________________________

（6）装置⑤的作用是___________________________。