高中化学实验题

某校兴趣小组对SO₂与新制Cu(OH)₂悬浊液的反应进行探究，实验如下：

装置	序号	试管中的药品	现象
持续通入	实验Ⅰ	1.5 mL 1 mol·L^－1 CuSO4溶液和3.5 mL 1 mol·L^－1 NaOH溶液混合	开始时有砖红色沉淀出现，一段时间后，砖红色沉淀消失，静置，试管底部有少量紫红色固体，溶液呈绿色
实验Ⅱ	1.5 mL 1 mol·L^－1 CuCl2溶液和3.5 mL 1 mol·L^－1 NaOH溶液混合	开始时有黄色沉淀出现，一段时间后，黄色沉淀消失，静置，生成大量白色沉淀，溶液呈绿色

（1）制取新制Cu(OH)₂悬浊液的离子方程式为            。
（2）甲同学重新用实验II的方法制备新制Cu(OH)₂悬浊液，过滤，用蒸馏水洗涤干净。向洗净后的Cu(OH)₂中加入5 mL蒸馏水，再持续通入SO₂气体，现象与实验I相同，此步实验证明：             。检验Cu(OH)₂洗涤干净的方法是          。
（3）同学们对白色沉淀的成分继续进行探究。查阅资料如下：CuCl为白色固体，难溶于水，能溶于浓盐酸。它与氨水反应生成Cu(NH₃)₂⁺，在空气中会立即被氧化成含有蓝色Cu(NH₃)₄²⁺溶液。
①甲同学向洗涤得到的白色沉淀中加入氨水，得到蓝色溶液，此过程中反应的离子方程式为：CuCl + 2NH₃·H₂O ＝ Cu(NH₃)₂⁺ +Cl^－  + 2H₂O 、        ____________   。
②乙同学用另一种方法证明了该白色沉淀为CuCl，实验方案如下：

填写下表空格：

试剂1		试剂2	蒸馏水
现象1		现象2

③写出实验II中由Cu(OH)₂生成白色沉淀的离子方程式：           。
（4）丙同学通过实验证明实验Ⅰ中观察到的砖红色沉淀是Cu₂O。完成合理的实验方案：取少量Cu₂O固体于试管中，     _______________      ，则说明砖红色沉淀是Cu₂O。

索氏制碱又称氨碱法，其主要生产流程如右图：

36．用化学方程式表示沉淀池中发生的反应             ，排出液的主要成分是             。
氨碱法制得的纯碱样品中可能会含有杂质(如NaCl)。现用两个实验方案测定纯碱样品的纯度。
方案1气体法 ：称取样品m克装入Y型试管左侧(如右图)

37．Y型试管另一端应装入试剂为          ，量气管中液体应为              。若最后读数时，发现水准管液面高于量气管(其他操作都正确)，则计算所得纯碱样品的纯度值              (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
方案2滴定法：
已知:  25℃时0.1 mol/L的NaHCO₃溶液的pH约为8.3
0.1mol/L的Na₂CO₃  溶液的pH约为11.6

38.指示剂选用酚酞，则该纯碱样品的纯度为              。(请用所给数据的字母符号表示)
氨碱法中钠利用率不高，一些化工专家开始研究有机胺制碱法，其工艺流程如下：

已知： NR₃+ HCl →NR₃·HCl，且NR₃·HCl易溶于有机溶剂
NR₃·HCl+NH₃→NR₃ +NH₄Cl
39．有机胺制碱法反应生成小苏打的化学方程式是            ， 操作①是              。
40．副产品的成分是            ，本工艺流程中可循环利用的物质是              。

某同学设计如图所示的实验方案：

（1）A装置的分液漏斗里盛装浓盐酸，烧瓶里固体为重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)，还原产物是CrCl₃，写出A中离子方程式：________________________________。
（2）本实验目的是_____________________             ，B装置有几个作用，分别是除去氯气中的氯化氢、           _________。拆去a导管的后果可能是______________________。
（3）装置C的功能是探究有氧化性的物质是否一定有漂白性，下列最佳试剂组合是________。

	①	②	③	④
Ⅰ	湿润的红纸条	干燥的红纸条	干燥的红纸条	湿润的红纸条
Ⅱ	碱石灰	浓硫酸	硅胶	氯化钠
Ⅲ	湿润的红纸条	干燥的红纸条	干燥的白纸条	干燥的红纸条

（4）证明溴的非金属性比碘强的实验操作和现象是______________________
（5）D装置进行实验时存在明显不足，它是________________，合适的溶液X是____________(从①氢氧化钠溶液②亚硫酸钠溶液③亚硫酸氢钠溶液④氯化亚铁溶液⑤硫氢化钠溶液⑥碳酸氢钠溶液中选择)。

某校化学小组的同学开展了一系列的化学实验活动。

（1）甲同学用图1所示装置，测量锌与硫酸反应速率；把2g锌粒放入锥形瓶内，通过分液漏斗加入1mol·L^—1稀硫酸40mL收集10mL气体，通过记录         得到反应速率为XmL·min^—1。实验开始时检查该装置气密性的方法是                  。
（2）乙同学用图2装置测定Na₂CO₃和NaCl的固体混合物中Na₂CO₃的质量分数：
①甲、乙两试管各有两根导管，用橡胶管连接对应接口后，倒置盛稀硫酸的试管，发生反应，放出气体，则Na₂CO₃、NaCl的固体混合物和稀硫酸应分别置于           、           仪器中（填仪器编号）；
②G管可以用化学实验室里的一种常用仪器来替代，这种仪器的名称是              ；
③仪器甲、乙接口的连接方式如下：A连接       ，B连接       ，C连接       （填写各接口的编号）；
④为提高测量的准确性，收集完气体后，丙装置读数前应进行的操作是              。如果开始读数时操作正确，最后读数时俯视右边滴定管液面，会导致所测气体的体积       （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
（3）丙同学与甲同学实验目的相同：用图3装置测定生成的CO₂的质量，但该装置存在明显缺陷，从而导致实验误差，请你分析其中使测定结果可能偏大的主要原因              。

铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与H₂SO₄反应)。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。
Ⅰ．铁矿石中含氧量的测定

①按如图组装仪器，               ；
②将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示（夹持仪器均省略）；
③从左端导气管口处不断地缓缓通入H₂，待C装置出口处H₂验纯后，点燃A处酒精灯；
④充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却．
（1）补全步骤①的操作                ．
（2）装置C的作用为                ．
（3）测得反应后装置B增重1.35g，则铁矿石中氧的质量百分含量为                ．
Ⅱ．铁矿石中含铁量的测定

（1）步骤④中煮沸的作用是              ．
（2）下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是            ．
a．因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂
b．滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
c．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
d．锥形瓶不需要用待测液润洗
e．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化
f．滴定结束后，30s内溶液不恢复原来的颜色，再读数
（3）若滴定过程中消耗0.5000mol•L^﹣1的KI溶液22.50mL，则铁矿石中铁的质量百分含量为             ．
Ⅲ．由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为            ．

羟基是重要的官能团。某化学小组以下列4种物质的溶液作为研究对象，比较不同物质的羟基中氢原子的活泼性。①碳酸 ②乙醇 ③苯酚 ④乙酸
I．甲同学设计并实施了如下实验方案，请完成（1）（2）（3）（4）的填空及结论。

编号	实验操作	实验现象	结论及解释
1	分别取4种溶液，滴加紫色石蕊溶液	溶液变红的是①④溶液	略
2	向含酚酞的NaOH溶液中，各滴加等量的②③两种溶液	②中无明显现象 ③中红色明显变浅	滴加③时反应的化学方程式：   （1）___________
3	用一定浓度的醋酸溶液浸泡水垢（水垢主要成分为碳酸钙）	（2）__________	略
4	将CO2通入C6H5ONa溶液中	（3）__________	反应的化学方程式： （4）_____________
结论： 4种物质的羟基中的氢原子的活泼性由强到弱的顺序是（填序号）_____________。

II．乙同学在研究了甲同学的实验方案后，提出如下改进方案，能一次比较乙酸、碳酸和苯酚的羟基中氢原子的活泼性，实验仪器如下图所示。

（1）利用上述仪器组装实验装置，其中A管插入（填字母，下同）_______中，B管插入E中，C管插入_________中。
（2）丙同学查资料发现乙酸有挥发性，于是在试管F之前增加了一个盛有_____________溶液的洗气装置，使乙同学的实验设计更加完善。

实验室利用废铜合金(含少量铁和铝)来制取硫酸铜晶体(CuSO₄·xH₂O)，方案如下：

金属离子生成氢氧化物沉淀的pH可参考下列数据：

	Fe^3^＋	Fe^2^＋	Cu^2^＋	Al^3^＋
开始沉淀时的pH	2.2	7.5	5.2	3.7。]
完全沉淀时的pH	3.2	9.0	6.7	4.7

请回答：
（1）写出加入混酸后，合金中铜溶解的离子方程式____________________。
（2）若溶解合金时加入的混酸由2 L 3 mol·L^－1硫酸和1 L 2 mol·L^－1硝酸混合而成，则反应后生成标准状况下的NO的体积最多为________L。
（3）加入H₂O₂的目的是________。
（4）为保证产品的纯度，M物质最好选用________(填字母)，调节pH的范围为________。
a．Cu(OH)₂  b．H₂SO₄
c．NH₃·H₂O  d．Na₂CO₃
（5）滤液D中加入硫酸的目的为_________________________________。
（6）从溶液E制得CuSO₄·xH₂O晶体所需要的步骤为________、________、过滤、干燥。
（7）要测定所得硫酸铜晶体CuSO₄·xH₂O中x的值，下列说法不正确的是________(填字母)。
a．称量操作至少要进行4次
b．需将坩埚放在石棉网上进行加热
c．加热后，将坩埚放在石棉网上冷却，会使所测x的值偏小

某小组以CoCl₂·6H₂O、NH₄Cl、H₂O₂、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成橙黄色晶体X。为确定其组成，进行如下实验。
（1）氨的测定：精确称取w g X，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V₁ mLc₁ mol/L的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶，用c₂ mol/L NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V₂ mLNaOH溶液。

氨的测定装置（已省略加热和夹持装置）
①装置中安全管2的作用是           。盛10％NaOH溶液仪器3的名称是                。
②用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时，应使用        式滴定管，用酚酞做指示剂，判断达到滴定终点时的现象为         。
③样品中氨的质量分数表达式为               。测定氨前应该对装置进行气密性检验，若气密性不好测定结果将                （填“偏高”或“偏低”）。
（2）氯的测定：准确称取样品X，配成溶液后用AgNO₃标准溶液滴定，K₂CrO₄溶液为指示剂，至出现淡红色沉淀不再消失为终点（Ag₂CrO₄为砖红色）。滴定终点时，若溶液中c(Ag⁺)=2.0×10^-5 mol/L，则c(CrO₄^2-)为       mol/L，（已知：K_sp(Ag₂CrO₄)=1.12×10^－12）
（3）经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量比为1:6:3，又知X 的化学式类似于氢氧化二氨合银Ag(NH₃)₂OH，制备X的化学方程式为           。X的制备过程中温度不能过高的原因是         。

金属钛(Ti)因其硬度大、熔点高、常温时耐酸碱腐蚀而被广泛用作高新科技材料，被誉为“未来金属”。以钛铁矿(主要成分钛酸亚铁)为主要原料冶炼金属钛同时获得副产品甲的工业生产流程如下。

请回答下列问题。
（1）钛酸亚铁（用R表示）与碳在高温下反应的化学方程式为2R+C===2Fe+2TiO₂+CO₂↑，钛酸亚铁的化学式为______；钛酸亚铁和浓H₂SO₄反应的产物之一是TiOSO₄，反应中无气体生成，该反应的化学方程式为_________。
（2）上述生产流程中加入铁屑的目的是___________。此时溶液中含有Fe^2＋、TiO^2＋和少量Mg^2＋等阳离子。常温下，其对应氢氧化物的K_sp如下表所示。

氢氧化物	Fe(OH)2	TiO(OH)2	Mg(OH)2
Ksp	8.0×10^－16	1.0×10^－29	1.8×10^－11

 
①常温下，若所得溶液中Mg^2＋的物质的量浓度为0.001 8 mol/L，当溶液的pH等于________时，Mg(OH)₂开始沉淀。
②若将含有Fe^2＋、TiO^2＋和Mg^2＋的溶液加水稀释，立即析出大量白色沉淀，该反应的离子方程式为____________。
（3）中间产品乙与焦炭、氯气在高温下发生反应制取TiCl₄的方程式为_______。Mg还原TiCl₄过程中必须在1070 K的温度下进行，你认为还应该控制的反应条件是_______。除去所得金属钛中少量的金属镁可用的试剂是______。
（4）在800～1 000 ℃时电解TiO₂也可制得海绵钛，装置如下图所示。

图中b是电源的________极，阴极的电极反应式为________。

实验室有一包固体粉末样品可能是MgCO₃、Fe₂O₃和FeO的混合物．
I．甲学生设计实验方案，以确定样品中是否含有FeO，除样品外，实验室只提供以下试剂：KMnO₄溶液、盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、NaOH溶液，请你描述甲学生的实验操作步骤、现象及结论：                            
II．经甲学生实验确定该样品中不存在FeO，乙学生想在甲学生的实验基础上进一步来测定混合物中Fe₂O₃的含量：乙学生准备用如图所示各仪器按一定顺序连接成一套完整的装置进行实验，以测定Fe₂O₃的质量分数．

请回答下列问题：
（1）盛装盐酸的仪器的名称是      ，装置的连接顺序是：      、      、     、      （填图中字母序号，各仪器只能选用一次）．
（2）实验过程中需要持续通入空气，其作用除可以起到“搅拌”A、D中反应物以实现充分反应外，还有一个重要作用是：_______________________．
（3）为提高测定的准确度，在B中最应加入的物质是：         （填字母编号）．
a．饱和NaHCO₃溶液      b．蒸馏水     c．浓硫酸     d．NaOH溶液
（4）在进行乙学生的实验方案评价时，有学生认为不必测定A中沉淀的质量，而只要测出装置A在吸收反应产生的气体前后的质量差，就能完成实验要求．实验证明，若用此法测得Fe₂O₃的质量分数将         （填“偏大”、“偏小”或“不变”）．

为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如图简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（含Fe₂O₃．SiO₂．Al₂O₃等）转变成重要的工业原料FeSO₄（反应条件略）

活化硫铁矿还原Fe³⁺的主要反应为：FeS₂+7Fe₂（SO₄）₃+8H₂O═15FeSO₄+8H₂SO₄，不考虑其它反应，请回答下列问题：
（1）第1步H₂SO₄与Fe₂O₃反应的离子方程式是_____                _____．
（2）检验第II步中Fe³⁺是否完全还原，应选择__________（填字母编号）．

A．KMnO4溶液

B．KSCN溶液

C．KCl溶液

D．KOH

（3）第III步加FeCO₃调溶液pH=6时，利用相关数据计算，（已知Ksp Al（OH）₃=1.9×10^﹣33，当离子浓度小于1×10^﹣5mol•L^﹣1时，可认为沉淀完全）判断Al³⁺_______（填“是”或“否”）能沉淀完全。
（4）FeCO₃在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料．
已知25℃，101kPa时：4Fe（s）+3O₂（g）═2Fe₂O₃（s）△H=﹣1648kJ/mol
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=﹣393kJ/mol
2Fe（s）+2C（s）+3O₂（g）═2FeCO₃（s）△H=﹣1480kJ/mol
FeCO₃在空气中加热反应生成Fe₂O₃的热化学方程式是__________．
（5）FeSO4溶液在加热浓缩结晶时要注意_________________________________,FeSO₄在一定条件下可制得FeS₂（二硫化亚铁）纳米材料，该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li+FeS₂═Fe+2Li₂S，正极反应式是__________．

苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线：

制备苯乙酸的装置示意图如右(加热和夹持装置等略)：

已知：苯乙酸的熔点为76.5 ℃，微溶于冷水，溶于乙醇。
回答下列问题：
（1）在250 mL三口瓶a中加入70 mL70%硫酸。配制此硫酸时，加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是                   。
（2）将a中的溶液加热至100 ℃，缓缓滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中，然后升温至130 ℃继续反应。在装置中，仪器c的作用是             ；仪器b的名称是          ，其作用是                      。反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸粗品。加人冷水的目的是              。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是                 (填标号)。
A 分液漏斗     B 漏斗    C 烧杯   D 直形冷凝管     E 玻璃棒
（3）提纯粗苯乙酸的方法是              ，最终得到44g纯品，则苯乙酸的产率是         。
（4）用CuCl₂•2H₂O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)₂沉淀，并多次用蒸馏水洗涤沉淀，判断沉淀洗干净的实验操作和现象是                             。
（5）将苯乙酸加人到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入Cu(OH)₂搅拌30min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体，混合溶剂中乙醇的作用是                    。
（6）在实际操作时，发现b中液体不容易滴下来，你认为应将b改为              （填仪器名称）即可解决此问题。

实验室用乙醇、浓硫酸和溴化钠反应来制备溴乙烷，其反应原理和实验的装置如下(反应需要加热，图中省去了加热装置)：H₂SO₄(浓)＋NaBr  NaHSO₄＋HBr↑

CH₃CH₂OH＋HBrCH₃CH₂Br＋H₂O。有关数据见下表：

（1）A装置的名称是              。
（2）实验中用滴液漏斗代替分液漏斗的优点为                        。
（3）给A加热温度过高或浓硫酸的浓度过大，均会使C中收集到的粗产品呈橙色，原因是Ａ中发生了副反应，写出此反应的化学方程式                        。
（4）给A加热的目的是                    ，F接橡皮管导入稀NaOH溶液，其目的主要是                      。
（5）图中C中的导管E的末端须在水面以下，其目的是                           。
（6）为了除去产品中的主要杂质，最好选择下列____________（选填序号）溶液来洗涤所得粗产品

A．氢氧化钠

B．碘化钾

C．亚硫酸钠

D．碳酸氢钠

（7）粗产品用上述溶液洗涤、分液后，再经过蒸馏水洗涤、分液，然后加入少量的无水硫酸镁固体，静置片刻后过滤，再将所得滤液进行蒸馏，收集到的馏分约10.0 g。
①在上述提纯过程中每次分液时产品均从分液漏斗的___________(上口或下口)取得。
②从乙醇的角度考虑，本实验所得溴乙烷的产率是____________。

目前，回收溴单质的方法主要有水蒸气蒸馏法和萃取法等。某兴趣小组通过查阅相关资料拟采用如下方案从富马酸废液（含溴0．27%）中回收易挥发的Br₂：

（1）操作X所需要的主要玻璃仪器为               ；反萃取时加入20%的NaOH溶液，其离子方程式为                    。
（2）反萃取所得水相酸化时，需缓慢加入浓硫酸，并采用冰水浴冷却的原因是：                   。
（3）溴的传统生产流程为先采用氯气氧化，再用空气水蒸气将Br₂吹出。与传统工艺相比，萃取法的优点是                    。
（4）我国废水三级排放标准规定：废水中苯酚的含量不得超过1．00mg/L。实验室可用一定浓度的溴水测定某废水中苯酚的含量，其原理如下：

①请完成相应的实验步骤：
步骤1：准确量取25．00mL待测废水于250mL锥形瓶中。
步骤2：将4．5 mL 0．02mol/L溴水迅速加入到锥形瓶中，塞紧瓶塞，振荡。
步骤3：打开瓶塞，向锥形瓶中加入过量的0．1mol/L KI溶液，振荡。
步骤4：                    ，再用0．01 mol/L Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗 Na₂S₂O₃溶液15 mL。（反应原理：I₂ + 2Na₂S₂O₃ =" 2NaI" + Na₂S₄O₆）
步骤5：将实验步骤1~4重复2次。
②该废水中苯酚的含量为              mg/L。
③步骤3若持续时间较长，则测得的废水中苯酚的含量           。（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等，废弃后进入环境将造成严重危害。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源

（1）操作A的名称为             。
（2）铜帽溶解时加入H₂O₂的目的是                     （用化学方程式表示）。铜帽溶解完全后，可采用___________方法除去溶液中过量的H₂O₂。
（3）碱性锌锰干电池的电解质为KOH，总反应为Zn+2MnO₂+2H₂O=2MnOOH+Zn(OH)₂，其负极的电极反应式为                           。
（4）滤渣的主要成分为含锰混合物，向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止。主要反应为2MnO(OH)+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄=3MnSO₄+4CO₂↑+6H₂O。
① 当1 mol MnO₂参加反应时，共有      mol电子发生转移。
② MnO (OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应，试写出该反应的化学方程式：                    。
（5）锌锰干电池所含的汞可用KMnO₄溶液吸收。在不同pH下，KMnO₄溶液对Hg的吸收率及主要产物如下图所示：

根据上图可知：
① pH对Hg吸收率的影响规律是随pH升高，汞的吸收率                      。
② 在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是KMnO₄在酸性条件下          强。