高中化学实验题

(15分)某化学课外活动小组通过实验研究NO₂的性质：(已知：2NO₂＋2NaOH =  NaNO₃＋NaNO₂＋H₂O)
任务1：利用下图所示装置探究NO₂能否被NH₃还原(K₁、K₂为止水夹，夹持固定装置略去)。

（1）E装置中制取NO₂反应的离子方程式是                               。
（2）若NO₂能够被NH₃还原，预期观察到C装置中的现象是                 。
（3）实验过程中，未能观察到C装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因，认为可能是：①NH₃还原性较弱，不能将NO₂还原；②在此条件下，NO₂的转化率极低；③              。
（4）此实验装置存在一个明显的缺陷是                     。
任务2：探究NO₂能否与Na₂O₂发生氧化还原反应。
（5）实验前，该小组同学提出三种假设。
假设1：二者不反应；
假设2：NO₂能被Na₂O₂氧化；
假设3：                      。
（6）为了验证假设2，该小组同学选用任务1中的B、D、E装置，将B中的药品更换为Na₂O₂，另选F装置(如图所示)，重新组装，进行实验。

①装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用)                     。
②实验过程中，B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成。推测B装置中反应的化学方程式为                      。

(15分)某研究小组从一含锌废渣(质量百分组成：40.5%ZnO 、19.5%CuO、5.7%FeO、7.3% Fe₂O₃，其余为SiO₂)中回收锌和铜，设计以工业废酸(含15%的H₂SO₄)为酸浸液的方案，其流程如下图(部分条件略)：已知碱式碳酸锌的化学式为Zn(OH)₂·ZnCO₃。

部分离子以氢氧化物形式开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表：

离子	Fe^2^＋	Fe^3^＋	Cu^2^＋
开始沉淀时的pH(初始浓度为1.0 mol/L)	6.5	1.5	4.2
沉淀完全时的pH	9.7	3.2	6.7

请回答下列问题：
（1）常温下二价锌在水溶液中的存在形式与pH的关系如图，横坐标为溶液的pH，纵坐标为Zn^2＋ 或Zn(OH)₄^2－(配离子)物质的量浓度的对数(假设Zn^2＋离子浓度为10^－5mol•L^－1时，Zn^2＋离子已沉淀完全)．

利用图中数据计算，K_sp[Zn(OH)₂]=                      。
（2）写出试剂a、b的化学式：a：               ；b：                 。
（3）写出加入H₂O₂后发生反应的离子反应方程式：                       。
（4）写出沉锌过程中的离子反应方程式：                                 ，沉锌后溶液中主要溶质的化学式是                。
（5）将碱式碳酸锌加热分解可得到具有催化性能的活性氧化锌，可用于催化尿素与甲醇合成碳酸二甲酯(DMC)的反应。写出碱式碳酸锌受热分解的化学方程式                。
（6）利用氯化锌溶液与碳酸钠溶液反应制得的碳酸锌中混有碱式碳酸锌，某同学取一定质量的该固体，灼烧至恒重，能否通过固体质量的减少量来确定固体的成分？_______ (填“能”或“否”)

某研究性学习小组探究碳化铝的性质：发现碳化铝与水在常温下剧烈反应，生成大量气体和白色沉淀，该沉淀既能溶于盐酸也能溶于NaOH溶液，该小组同学为了探究气体产物的组成，设计出如下实验：

（1）利用碳化铝制取气体，下列装置中适合作为气体发生装置的是    。

（2）正确选择发生装置后，连接装置进行实验。一段时间后，硬质玻璃管C中黑色粉末变成红色，干燥管D中白色粉末变成蓝色，装置E中澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。
①干燥管D中的试剂可能是             ，其作用是                      。
②根据实验现象，某同学得出下列推论，其中正确的是         。
a．气体与氧化铜在一定条件下反应，氧化产物只有二氧化碳
b．气体与氧化铜在一定条件下反应，产物一定有水和二氧化碳，可能有一氧化碳
c．气体与氧化铜在一定条件下反应，产物一定有水、二氧化碳和一氧化碳
d．气体具有还原性，氧化产物可能有多种
（3）实验完毕后，要先后熄灭C和F处的酒精灯，应先熄灭的是     处酒精灯，理由是                                                        。（只写出一条即可）
（4）若最后在F处点燃气体与在A处产生的气体相同，实验前系统内的空气已排尽，实验验结束后，C装置减轻12.8 g，D装置增重7.2 g，E装置增重8.8 g（假定D、E吸收气体是完全的），则A、C处发生反应的方程式分别为                        、                           。
（5）如图所示，U型透明玻璃管的左端封闭有A处产生气体和氯气的混合气，将该装置放在日光灯下。一段时间后（不考虑水与氯气的反应），下列关于U型管中可能出现的现象的叙述中正确的是（  ）

a．U型管左侧会有油状液滴出现
b．溶液很快变成蓝色
c．气柱缩小，右端液柱下降
d．气柱膨胀，右端玻璃管中液体溢出

亚硝酸钠（NaNO₂）外观酷似食盐且有咸味，是一种常用的发色剂和防腐剂，使用过量会使人中毒，国际上对食品中亚硝酸钠的用量控制在很低的水平上。某学习小组针对亚硝酸钠设计了如下实验：
【实验I】制备NaNO₂
该小组查阅资料知：2NO+Na₂O₂=2NaNO₂；2NO₂+Na₂O₂=2NaNO₃
设计制备装置如下（夹持装置略去）：

（1）装置D可将剩余的NO氧化成NO₃^-，发生反应的离子方程式为              。
（2）如果没有B装置，C中发生的副反应有                    。
（3）甲同学检查完装置气密性良好后进行实验，发现NaNO₂的纯度较低。乙同学对上述装置进行适当改进后提高了NaNO₂的纯度，其改进措施是               。
（4）丙同学对B中的药品进行了更换，也提高了NaNO₂的纯度。丙更换的药品最好是             。
【实验Ⅱ】测定甲、乙同学制取的样品中NaNO₂的含量
步骤：a．在5个有编号的带刻度试管（比色管）中分别加入不同量的NaNO₂溶液，各加入1 mL的M溶液（M遇NaNO₂呈紫红色，NaNO₂浓度越大颜色越深），再加蒸馏水至总体积均为10 mL并振荡，制成标准色阶：

b．分别称量0．10 g甲、乙制得的样品溶于水配成500 mL溶液，贴上标签甲、乙。再分离别取5 mL甲、乙待测液，各加入1 mL M溶液，均加蒸馏水至10 mL振荡，分别与标准色阶比较。
（5）步骤b中比较结果是：甲待测液颜色与③号色阶相同，乙待测液颜色与④号色阶相同。则甲同学制得的样品中NaN0₂的纯度是          %。
（6）用目视比色法证明维生素C可以有效降低NaNO₂的含量。设计并完成下列实验报告。

已知SO₂可以用Fe（NO₃）₃溶液吸收，某学习小组据此按下图装置展开如下相关探究：取一定量的铜片于三颈烧瓶中，通入一段时间N₂后再加入足量的浓硫酸，加热。装置A中有白雾（硫酸酸雾）生成， 装置B中产生白色沉淀。

回答下列问题：
（1）装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为           ；检查图中连通装置A、B气密性的方法是                   。
（2）加入浓硫酸之前先通人N₂一段时间，其目的是        ；排除装置A中白雾影响，可在装置A、B间增加洗气瓶C，则C中盛放的试剂是        。若用氢氧化钠溶液处理尾气，则发生反应的离子方程式为             。
（3）经过讨论，该小组对装置B中产生沉淀的原因，提出下列假设（不考虑各因素的叠加）：
假设1：装置A中白雾进入装置B中参与了反应。
假设2：                       。
假设3：Fe（NO₃）₂溶液显酸性，在此酸性条件下NO₃‾能氧化SO₂。
（4）请你设计实验验证上述假设3，写出实验步骤、预期现象和结论。

实验步骤（简述操作过程）	预期现象和结论
①测1.0mol•L‾^1Fe（NO3）3溶液的pH； ② ③ ④

 

(13分)过氧化钙是一种新型的多功能无机化工产品，常温下是无色或淡黄色粉末，易溶于酸。难溶于水、乙醇等溶剂。某实验小组在实验室用钙盐制取Ca0₂·8H₂0沉淀(该反应是一个放热反应)。

（1）仪器X的名称是      。将装置A与B连接后要检查气密性，检查气密性的方法为       
（2）仪器B的作用是               。
（3）写出A中发生反应的化学方程式：                     。
（4）制取CaO₂·8H₂0一般在0～5℃的低温下进行，原因是                      ．生成CaO₂·8H₂0的 化学方程式为                                      。
（5）2．76 g CaO₂·8H₂0样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线，140℃时完全脱水，杂质受热不分解)如图所示。

①试确定60℃时CaO₂·xH₂0中x=            。
②该样品中CaO₂的质量分数为                        。

(15分）碱式碳酸钴 常用作电子材料、磁性材料的添加剂，受热时可分解生成三种氧化物。为了确定其组成，某化学兴趣小组同学设计了如图所示的装置进行实验。

（1）请完成下列实验步骤：
①称取3.65 g样品置于硬质玻璃管内，称量乙、丙装置的质量；
②按如图所示装置组装好仪器，并检验装置气密性；
③加热甲中玻璃管，当乙装置中_______（填实验现象），停止加热；
④打开活塞a，缓缓通入空气数分钟后，称量乙、丙装置的质量；
⑤计算。
（2）步骤④中缓缓通人空气数分钟的目的是___________________________________.
（3）某同学认为上述实验装置中存在一个明显缺陷，为解决这一问题，可选用下列装置中的_______（填字母）连接在_______（填装置连接位置）。

（4）若按正确装置进行实验，测得如下数据。

则该碱式碳酸钴的化学式为______________。
（5）含有的玻璃常用作实验室观察钾元素的焰色反应，该玻璃的颜色为_______。
（6）常用作多彩水泥的添加剂。以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取的一种工艺如下：

①净化除杂时，加入H₂O₂发生反应的离子方程式为____________________________.
②加入CoCO₃调pH为5.2～7.6，则操作1获得的滤渣成分为_____________________.
③加盐酸调整pH为2～3的目的为__________________________________________.
④操作Ⅱ过程为蒸发浓缩、______________（填操作名称）、过滤。

(14分)某化学小组用下图所列装置(固定装置略)验证CO能还原CuO，并探究其还原产物的组成。

请回答：
（1）按气流方向，各装置从左到右的连接顺序为：
i→(     )(     )→(     )(     )→(     )(     )→(     )(     )→(     )(     )尾气处理(填仪器接口的字母编号)。
（2）说明CO能还原CuO的实验现象为___________________________。
（3）该实验处理尾气的方法为___________________________。
（4）若去掉B装置，可能产生的影响为___________________________。
（5）将各装置按正确的顺序连接后进行实验。当反应结束后，F处硬质玻璃管中的固体全部变为红色。
[查阅资料]Cu和Cu₂O均为红色；Cu₂O在酸性溶液中能生成Cu和Cu^2＋。
[提出猜想]红色固体的成分可能为：①Cu；②Cu₂O；③________。
[实验验证]该小组为验证上述猜想，分别取少量红色固体放人试管中，进行如下实验。

实验编号	操作	现象
a	加入足量稀硝酸，振荡	试管内红色固体完全溶解，溶液变为蓝色，并有无色气体产生
b	加入足量稀硫酸，振荡	试管内有红色固体，溶液为无色

[实验评价]根据上述实验，不能确定红色固体成分的实验是________(填实验编号)，理由为_________(用化学方程式表示)。
[实验结论]根据上述实验结果，可知红色固体的成分为________(填化学式)。

（15分)下列实验步骤是兴趣小组对某混合样品含量的测定，样品成分为FeO、FeS₂、SiO₂、及其它杂质，杂质不与酸碱反应，受热稳定。（步骤中所加试剂均为足量）
①称量m g样品灼烧。装置如下：


请回答下列问题：
（1）连接好仪器后，如何检查整套装置的气密性   。
（2）A瓶内所盛试剂是   溶液。灼烧完成后熄灭酒精灯，若立即停止通空气，可能对实验的影响是（写两点）   。
（3）步骤②中加入双氧水的离子方程式为   。若此步骤不加入双氧水对测定硫元素含量的影响是   （填“偏高”、“偏低”或“无影响”） 。
（4）连续操作1为   、洗涤、   、称量；连续操作2为洗涤、   、称量。
（5）从步骤③的b g滤渣入手，可测定SiO₂的含量，下面各组试剂中不适合测定的是   。

A．NaOH溶液、稀硫酸	B．Ba（OH)2溶液、盐酸
C．氨水、稀硫酸	D．NaOH溶液、盐酸

（6）求样品中FeO的质量分数（列出算式即可）   。

苯甲酸广泛用于医药、食品、染料、化工等领域。以下是实验室制备苯甲酸的一种方法。
反应原理：

实验步骤：
①下图组装反应装置（冷凝水、夹持及加热装置未画出），并在三颈烧瓶中依次加入120mL水、9.4g高锰酸钾和3.0mL甲苯。

②将三颈烧瓶中的混合液体搅拌、加热至沸腾，直到甲苯完全反应。
③趁热过滤反应混合物。若滤液呈紫色，则需加入适量的亚硫酸氢钠溶液至紫色褪去后再过滤，用热水洗涤滤渣，洗涤液合并至滤液中。
④用冰水冷却滤液，然后用浓盐酸酸化，过滤，用少量冷水洗涤滤渣，得到苯甲酸粗产品，经重结晶得到精制的苯甲酸。
回答下列问题：
（1）三颈烧瓶所盛液体体积通常占其容积的1/3--2/3，则本实验应选择的三颈烧瓶规格为    （填字母序号）。

A．100 mL

B．250 mL

C．500 mL

D．1000 mL

（2）判断甲苯己完全反应的现象是      、回流液不再出现油珠。
（3）实验步骤④中，用少量冷水而不用热水洗涤滤渣的目的是     ；苯甲酸粗产品除了可用重结晶法精制外，还可用      法。
（4）写出碱性高锰酸钾溶液与亚硫酸氢钠反应生成黑色沉淀的离子方程式      。
（5）精制的苯甲酸纯度测定：称取1.220g样品，用稀乙醇溶解并配成100 mL溶液，分别取25.00mL溶液，用0.1000 mo1·L^－1NaOH标准溶液滴定，三次滴定消耗NaOH溶液的体积分别为V₁=24.70mL．V₂="24.80" mL．V₃= 25.80mL。
①配制溶液时用稀乙醇而不用蒸馏水作溶剂的原因是       。
②若用酚酞作指示剂，确定滴定终点的现象是        。
③产品的纯度为      。

(共16分)硫有多种含氧酸，亚硫酸（H₂SO₃）、硫酸（H₂SO₄）、焦硫酸（H₂SO₄·SO₃）、硫代硫酸（H₂S₂O₃）等等，在工业上有广泛的应用。它们对应的钠盐同样也是重要的化工产品。
(一).硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）可用做分析试剂及鞣革的还原剂，它受热、遇酸易分解。工业上常利用含硫废水生产Na₂S₂O₃•5H₂O，实验室可用如下装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程。

烧瓶C中发生反应如下：
Na₂S（aq）+H₂O（l）+SO₂（g）= Na₂SO₃（aq）+H₂S（aq）  （Ⅰ）
2H₂S（aq）+SO₂（g）= 3S（s）+2H₂O（l）              （Ⅱ）
S（s）+Na₂SO₃（aq）Na₂S₂O₃（aq）                （Ⅲ）
（1）烧瓶A中发生反应的离子方程式为：_______________________________。
装置D的作用是              。
（2）装置B的作用之一是观察SO₂的生成速率，其中的液体最好选择          。
a．蒸馏水                b．饱和Na₂SO₃溶液
c．饱和NaHSO₃溶液        d．饱和NaHCO₃溶液
（3）反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有       。
a.烧杯    b.蒸发皿      c.试管      d.锥形瓶
（4）为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入SO₂不能过量，原因是__________________。
(二)焦亚硫酸钠(Na₂S₂O₅)是常用的食品抗氧化剂之一。Na₂S₂O₅溶于水即生成NaHSO₃。
（5）证明NaHSO₃溶液中HSO₃^－ 的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是         (填序号)。
a．测定溶液的pH     
b．加入Ba(OH)₂溶液     
c．加入盐酸
d．加入品红溶液     
e．用蓝色石蕊试纸检测
（6）葡萄酒常用Na₂S₂O₅作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO₂计算)的方案如下：

(已知：滴定时反应的化学方程式为SO₂＋I₂＋2H₂O＝H₂SO₄＋2HI)
①按上述方案实验，消耗标准I₂溶液25.00 mL，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO₂计算)为               g·L^－1。
②在上述实验过程中，若有部分HI被空气氧化，则测得结果      (填“偏高”“偏低”或“不变”)。
其原因是                                              （用化学方程式表示）

锡及其化合物在生产、生活中有着重要的用途。已知：Sn的熔点为231℃；Sn²⁺易水解、易被氧化；SnCl₄极易水解、熔点为-33 ℃、沸点为114 ℃。请按要求回答下列相关问题：
（1）元素锡比同主族碳的周期数大3，锡的原子序数为_________。
（2）用于微电子器件生产的锡粉纯度测定：①取1.19 g试样溶于稀硫酸中（杂质不参与反应），使Sn完全转化为Sn²⁺；②加入过量的Fe₂(SO₄)₃；③用0.1000 mol/L K₂Cr₂O₇溶液滴定（产物中Cr呈+3价），消耗20.00 mL。步骤②中加入Fe₂(SO₄)₃的作用是___________；此锡粉样品中锡的质量分数_____________。
（3）用于镀锡工业的硫酸亚锡(SnSO₄)的制备路线如下：

①步骤Ⅰ加入Sn粉的作用： ________________________________及调节溶液pH。
②步骤Ⅱ用到的玻璃仪器有烧杯、_______________、______________。
③步骤Ⅲ生成SnO的离子方程式：____________________________________。
④步骤Ⅳ中检验SnO是否洗涤干净的操作是______________________________，证明已洗净。
⑤步骤Ⅴ操作依次为_____________、____________、过滤、洗涤、低温干燥。
（4）SnCl₄蒸气遇氨及水汽呈浓烟状，因而可制作烟幕弹，其反应的化学方程式为__________________。
实验室欲用下图装置制备少量SnCl₄(夹持装置略)，该装置存在明显缺陷，改进方法是__________。
利用改进后的装置进行实验，当开始装置C中收集到有SnCl₄时即可熄灭B处酒精灯，反应仍可持续进行的理由是_____________________________________。

正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下：2CH₃CH₂CH₂CH₂OH（CH₃CH₂CH₂CH₂）₂O，反应物和产物的相关数据如下表：

	相对分子质量	沸点/℃	密度/（g/cm^3）	水中的溶解性
正丁醇	74	117.2	0.8109	微溶
正丁醚	130	142.0	0.7704	几乎不溶

①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇，按一定顺序添加到A中，并加几粒沸石。
②加热A中反应液，迅速升温至135℃，维持反应一段时间。
③分离提纯：待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的温度分液漏斗中，振摇后静置，分液得粗产物。
④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤，分液后加入约3g无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏，收集馏分，得纯净正丁醚11 g。请回答：
（1）步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为：应先加                 。
（2）加热A前，需先从       （填“a”或“b”）口向B中通入水。
（3）步骤③的目的是初步洗去         ，振摇后静置，粗产物应      （填“上”或“下”）口倒出。
（4）步骤③中最后一次水洗的目的为              。
（5）步骤⑤中，加热蒸馏时应收集         （填选项字母）左右的馏分。
A．100℃     B．117℃     C．135℃     D．142℃
（6）反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质，且分为上下两层，随着反应的进行，分水器中液体逐渐增多至充满时，上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为       ，下层液体的主要成分为         。
（7）本实验中，正丁醚的产率为           （精确到1%）。

（本题共12分）某兴趣小组用合金铝、铁、铜的废弃合金为原料制取硝酸铜晶体和氢氧化铝，并测定硝酸铜晶体的结晶水含量和氢氧化铝的纯度，设计的主要流程如下：

已知：
Fe²⁺沉淀的pH范围为7.0～9.0；Fe³⁺沉淀的pH范围为1.9～3.2；Cu²⁺沉淀的pH范围为4.7～6.7
回答下列问题：
写出合金中加入NaOH溶液后所发生的离子反应方程式_______________________。试剂X的名称为______________。
加入Z的作用是调节溶液的pH，pH范围应为_____；下列可作为试剂Z的是_______。
a．铜粉     b．氨水    c．氧化铜      d．硫酸铜
实验操作①依次是_________、_________、过滤洗涤即可得硝酸铜晶体。
测定硝酸铜晶体的结晶水含量，下列方案中肯定不可行的是       。（选填编号）
a．称量样品→加热→冷却→称量CuO
b．称量样品→加热→冷却→称量Cu(NO₃)₂
c．称量样品→加热→用已知质量的无水氯化钙吸收水蒸气并称量
d．称量样品→加过量已知量的NaOH溶液→选用酚酞指示剂用标准盐酸滴定
根据流程图内数据计算：滤渣C中氢氧化铝的质量分数为______________________。（用m、n的代数式表示）
按该流程的操作步骤，氢氧化铝质量分数的测定结果偏高的可能性是最大的，原因有_______________________________；____________________________________。

利用甲烷与氯气发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实．某化学兴趣小组拟在实验室中模拟上述过程,其设计的模拟装置如下:

根据要求填空：
（1）装置A中反应的化学方程式为            ，当产生336mL气体（标准状况）时，有    mol还原剂被氧化。
（2）B装置有三种功能：①控制气流速度；②_______；③________________。
（3）设V（Cl₂）/V（CH₄）=x，若理论上欲获得最多的氯化氢,则x的取值范围是______。
（4）D装置中的石棉上均匀附着湿润的KI粉末，其作用是_______________________。
（5）E装置的作用是____________（填编号）。
A．收集气体     B．吸收氯气       C．防止倒吸      D．吸收氯化氢
（6）在C装置中，经过一段时间的强光照射,发现硬质玻璃管内壁有黑色小颗粒产生，写出置换出黑色小颗粒的化学方程式_______________________________。
（7）装置中除了有盐酸生成外，还含有有机物，从E中分离出盐酸的最佳方法为_______。该装置还有缺陷,原因是没有进行尾气处理，其尾气的主要成分是__________（填编号）。
A．CH₄    
B．CH₃Cl     
C．CH₂Cl₂   
D．CHCl₃    
E．CCl₄