高中化学实验题

钠、钾的碘化物在生产和科学实验中有十分重要的应用。工业利用碘、NaOH和铁屑为原料可生产碘化钠，其生产流程如下：

（1）NaOH溶液和碘反应时需要严格控制温度，如果温度过低，会生成碘的低价副产品NaIO。若NaOH溶液和碘反应时所得溶液中与IO^－的物质的量之比为1 ：1，则该反应的离子方程式为______________。
（2）生产流程中加入过量铁屑的目的是_____________，过滤所得固体中除剩余铁屑外，还有红褐色固体，则加入铁屑时发生反应的化学方程式是_________________________。
（3）溶液2中除含有H^＋外，一定含有的阳离子是_____________；试设计实验证实该金属阳离子的存在__________________________。
（4）溶液2经一系列转化可以得到草酸亚铁晶体（FeC₂O₄·2H₂O），称取3．60 g草酸亚铁晶体（相对分子质量是180）用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示：

①分析图中数据，根据信息写出过程Ⅰ发生的化学方程式_______________________。
②300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，试通过计算确定该氧化物的化学式__________________。

2Na₂CO₃·3H₂O₂是一种新型的氧系漂白剂。某实验兴趣小组进行了如下实验。
Ⅰ．实验制备
实验原理：2Na₂CO₃＋3H₂O₂＝2Na₂CO₃·3H₂O₂
实验步骤：取3．5 g Na₂CO₃溶于10 mL H₂O，加入0．1 g稳定剂，用磁力搅拌器搅拌完全溶解后，将6．0 mL 30％H₂O₂在15 min内缓慢加入到三颈烧瓶中，实验装置如图。

反应1小时后，加入1g氯化钠后，静置结晶，然后抽滤，干燥一周后，称重。
（1）装置中球形冷凝管的作用是______________。
（2）使用冷水浴的作用是______________________________________________。
（3）加入适量NaCl固体的原因是_______________________________________。
（4）2Na₂CO₃·3H₂O₂极易分解，其反应方程式可表示为_________________________________。
Ⅱ．活性氧含量测定
准确称取试样0．2000 g，置于250 mL锥形瓶中，加100 mL浓度为6％的硫酸溶液，用0．0200 mol／L高锰酸钾标准溶液滴定，记录高锰酸钾标准溶液消耗的体积为
32.70 mL。
活性氧含量计算公式：Q％＝（40cV／m）×100％[cKMnO₄标准溶液浓度（mol／L）；V消耗的KMnO₄标准溶液体积（L）；m试样质量（g）]
（5）滴定终点的判断依据为______________________________________________。
（6）滴定过程中涉及的化学方程式_______________________________________。
（7）活性氧含量为__________________________。
Ⅲ．产品纯度的测定
（8）为了测定产品中2Na₂CO₃·3H₂O₂的质量分数,设计了几种方案,涉及不同的反应原理。
方案一 将试样与MnO₂混合均匀，向混合物中滴加水，测生成气体的体积，进而进行计算。
方案二  _________________________________________________________________。

下图是实验室用乙醇与浓硫酸和溴化钠反应来制备溴乙烷的装置，反应需要加热，图中省去了加热装置。有关数据见表：

表．乙醇、溴乙烷、溴有关参数

	乙醇	溴乙烷	溴
状态	无色液体	无色液体	深红棕色液体
密度/g•cm^－3	0．79	1．44	3．1
沸点/℃	78．5	38．4	59

（1）制备操作中，加入的浓硫酸必需进行稀释，其目的是           （选填序号）。
a．减少副产物烯和醚的生成 
b．减少Br₂的生成
c．减少HBr的挥发
d．水是反应的催化剂
（2）已知加热温度较低时NaBr与硫酸反应生成NaHSO₄，写出加热时A中发生的主要反应的化学方程式                                                        。
（3）仪器B的名称             ，冷却水应从B的    （填“上”或“下”）口流进。
（4）反应生成的溴乙烷应在        中（填“A”或“C”中）。
（5）若用浓的硫酸进行实验时，得到的溴乙烷呈棕黄色，最好选择下列   （选填序号）溶液来洗涤产品。
a．氢氧化钠       b．亚硫酸钠       c．碘化亚铁       d．碳酸氢钠
洗涤产品时所需要的玻璃仪器有                                      。

辉铜矿主要成分Cu₂S，此外还含有少量SiO₂、Fe₂O₃等杂质，软锰矿主要含有MnO₂，以及少量SiO₂、Fe₂O₃等杂质．研究人员开发综合利用这两种资源，用同槽酸浸湿法冶炼工艺，制备硫酸锰晶体和碱式碳酸铜。主要工艺流程如下：

已知：
①MnO₂有较强的氧化性，能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫；
②[Cu（NH₃）₄]SO₄常温稳定，在热水溶液中会分解生成NH₃；
③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围（开始沉淀和完全沉淀的pH）：
Fe³⁺：1．5～3．2          Mn²⁺：8．3～9．8          Cu²⁺：4．4～6．4
④MnSO₄·H₂O溶于1份冷水、0．6份沸水，不溶于乙醇。
（1）实验室配制250mL 4．8mol•L^－1的稀硫酸，所需的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯以外还需要                                     。
（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有                         （任写一点）。
（3）酸浸时，得到浸出液中主要含有CuSO₄、MnSO₄等。写出该反应的化学方程式：          。
（4）调节浸出液pH=4的作用是                                。
（5）本工艺中可循环使用的物质是            （写化学式）。
（6）获得的MnSO₄•H₂O晶体需要进一步洗涤、干燥，洗涤时应用             洗涤。
（7）测定MnSO₄•H₂O样品的纯度：准确称取样品14．00g，加蒸馏水配成100mL溶液，取出25．00mL用标准的BaCl₂溶液测定，完全反应后得到了4．66g沉淀，则此样品的纯度为                       。

锗及其化合物被广泛应用于半导体、催化剂等领域。以铅锌矿含锗烟尘为原料可制备GeO₂，其工艺流程图如下。

已知：GeO₂是两性氧化物；GeCl₄易水解，沸点86.6℃
（1）第①步滤渣主要成分有          （填化学式），实验室萃取操作用到的玻璃仪器有          。
（2）第③步萃取时，锗的萃取率与V_水相/V_有机相（水相和有机相的体积比）的关系如下图所示，

从生产成本角度考虑，较适宜的V_水相/V_有机相的值为        。
（3）第④步加入盐酸作用           （答两点即可）。
（4）第⑤步反应的化学方程式                         。
（5）检验GeO₂·nH₂O是否洗涤干净的操作是       。
（6）GeO₂产品中通常混有少量SiO₂。取样品5.4g，测得其中氧原子的物质的量为0.105mol，则该样品中GeO₂的物质的量为_____ mol。

银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：
(注：Al(OH)₃和Cu(OH)₂开始分解的温度分别为450℃和80℃）
（1）电解精炼银时，电解质溶液可选用     ；滤渣A与稀HNO₃反应的化学方程式为      。
（2）固体混合物B的组成为       ；过滤得到固体B时，实验室如何进行洗涤操作？     。
（3）在第一步过滤所得的CuSO₄溶液中含有过量的硫酸，若要用该溶液来检测糖尿病需要对溶液进行哪些处理       。检测糖尿病时发生的反应方程          。
（4）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：     CuO+ Al₂O₂CuAlO₂+     ↑。
（5）理论上生产6.15kgCuAlO₂需要含铜的质量分数为64%的银铜合金废料     kg。

(8分)有人设计了如图所示实验，以确认某混合气体中含有C₂H₄和SO₂。
混合气体

所需试剂有

A．品红溶液

B．NaOH溶液

C．浓H2SO4

D．酸性高锰酸钾溶液

试回答下列问题：
（1）写出图中①、②、③、④装置可盛放的试剂(将上述有关试剂的序号填入空格内)：
①________，②________，③________，④________。
（2）使用装置②的目的是_____________________________________________________。
（3）确定乙烯存在的现象是____________________________________________________

(15分)某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
Ⅰ．验证同周期主族元素金属性和非金属性的变化规律
（1）将钠、镁、铝各1 mol分别投入到足量的同浓度的盐酸中，试预测实验结果：
与盐酸反应最剧烈，     与盐酸反应产生的气体最多。Al与HCl反应的离子方程式为____        _
（2）向Na₂S溶液中通入氯气出现        现象，可证明Cl的非金属性比 S强，反应的离子方程式为                     。
Ⅱ．利用如图装置验证同主族元素非金属性的变化规律

（3）仪器B的名称为    ，干燥管D的作用为防止     。
（4）若要证明非金属性：Cl＞I，则A中加浓盐酸，B中加KMnO₄(KMnO₄与浓盐酸常温下反应生成氯气)，C中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C中溶液      的现象，即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用      溶液吸收尾气。
（5）若要证明非金属性：C＞Si，则在A中加盐酸、B中加CaCO₃、C中加Na₂SiO₃溶液观察到C中溶液        的现象              即可证明。但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有             溶液的洗气瓶除去。

(14分)世界环保联盟建议全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒，而建议采用高效“绿色”消毒剂二氧化氯。二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体，易溶于水、不稳定、呈黄绿色，在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释，同时需要避免光照、震动或加热。实验室以电解法制备ClO2的流程如下：

已知：①NCl₃是黄色黏稠状液体或斜方形晶体，极易爆炸，有类似氯气的刺激性气味，自然爆炸点为95℃，在热水中易分解，在空气中易挥发，不稳定。②气体B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
回答下列问题：
（1）电解时，发生反应的化学方程式为_____________________________________。实验室制备气体B的化学方程式为____________________________。为保证实验的安全，在电解时需注意的问题是：①控制好生成NCl₃的浓度；②_______________________。
（2）NCl₃与NaClO₂（亚氯酸钠）按物质的量之比为1∶6混合，在溶液中恰好反应生成ClO₂，该反应的离子方程式为_________________________________________ 。
（3）ClO₂很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO₂溶液。为测定所得溶液中ClO₂的含量，进行了下列实验：
步骤1：准确量取ClO₂溶液10 mL，稀释成100 mL试样；
步骤2：量取V1 mL试样加入到锥形瓶中，调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，摇匀，在暗处静置30 min
步骤3：以淀粉溶液作指示剂，用c mol/L Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。（已知I₂＋2S₂O₃^2－＝2I^－＋S₄O₆^2－）
①上述步骤3中滴定终点的现象是_______________________________；
②根据上述步骤可计算出原ClO₂溶液的浓度为___________g/L（用含字母的代数式表示）。

选考【化学——选修2：化学与技术】某工厂从废含镍有机催化剂中回收镍的工艺流程如图所示（已知废催化剂中舍有Ni70．0%及一定量的Al、Fe、SiO₂和有机物，镍及其化台物的化学性质与铁的类似，但Ni^2－的性质较稳定）。

已知：部分阳离子以氢氧化物的形式完全沉淀时的pH如下表所示，回答下列间题

（1）滤渣a的成分是________，用乙醇洗涤废催化剂的目的是________，从废渣中回收乙醇的方法是________。
（2）为提高酸浸速率，可采取的措施有（答两条）________________。
（3）向A中加人 H₂O₂时反应的离子方程式为__________．试剂x可以是________。
（4）用方程式表示出由沉淀。制取单质镍的方法_________、________。回收mkg上述废催化剂的过程中，若将溶液pH调整为6时消耗了a kgNi(OH)₂，从洗涤到得到滤液B的过程中镍的损失率为3%，后几步操作过程中镍的损失率为5%，则最终得到单质镍的质量为________kg（填计算式）。
（5）利用化学镀（待镀件直接置于含有镀层金属的化合物的溶液中）可以在金属、塑料、陶瓷等物品表面镀上一层金属镍或铬等金属，某化学镀镍的溶液中含有Ni^2＋和H₂PO₂^－，在酸性条件下发生的反应之一如下，请配平该反应。

与电镀相比，化掌镀的最大优点是：________________________________。

(14分)磺酰氯(SO₂Cl₂)是一种重要的有机合成试剂，实验室可利用SO₂与反应制取少量的SO₂Cl₂。装置如图（有些支持装置省略了）所示。已知SO₂Cl₂的熔点为-54．1℃，沸点为69 1℃，遇水能发生剧烈的水解反应，产物之一为氯化氢气体。

（1）仪器E的者称是_______，由B的使用可知SO₂与氧气之间的反应居于______（填“放”或“吸”）热反应，仪器C的作用是________________________．
（2）仪器组装完毕后，检验甲装置气密性的方法是____________表明装置气密性良好。
（3）试剂X、Y的组合最好是_________。

（4）戊是贮气装置，则E中的试剂是_________；若缺少装置乙和丁，潮湿的氯气和二氧化硫之间发生反应的化学方程式是___________________________．
（5）反应结束后，将丙中混合物分离开的实验操作是_________。若反应中消耗的氯气的体积为896 mL(已转化为标准状况，SO₂足量)，最后得到纯净的磺酰氧3．3g，则磺酰氯的产率为_________（保留三位有效数字）。

某小组通过实验研究Na₂O₂与水的反应。

操作	现象
向盛有4gNa2O2的烧杯中加入50mL蒸馏水得到溶液a	剧列反应，产生能使带火星木条复燃的气体
取5mL溶液a于试管中，滴入两滴酚酞	ⅰ．溶液变红 ⅱ．10分种后溶液颜色明显变浅，稍后，溶液变为无色

（1）Na₂O₂与水反应的化学方程式                                  。
（2）ⅱ中溶液褪色可能是溶液a中存在较多的H₂O₂与酚酞发生了反应。
Ⅰ．甲同学通过实验证实了H₂O₂的存在：取少量溶液a，加入试剂     （填化学式），有气体产生。
Ⅱ．乙同学查资料获悉：用KMnO₄可以测定H₂O₂含量： 取15.00mL溶液a，用稀H₂SO₄酸化，逐滴加入0.003mol·L^-1 KMnO₄溶液，产生气体，溶液褪色速率开始较慢后变快，至终点时共消耗20.00 mL KMnO₄溶液。
①请配平：   MnO₄^－＋   H₂O₂＋   H^＋ ="="    Mn^2＋＋   O₂↑＋   H₂O
②溶液a中c(H₂O₂)＝         mol·L^-1。
③溶液褪色速率开始较慢后变快的原因可能是                         。
（3）为探究现象ⅱ产生的原因，同学们继续实验：
Ⅲ．向H₂O₂溶液中滴入两滴酚酞，振荡，加入5滴0.1mol·L^-1 NaOH溶液，溶液变红又迅速变无色且产生气体，10分钟后溶液变无色。
Ⅳ．向0.1mol·L^-1 NaOH溶液中滴入两滴酚酞的，振荡，溶液变红，10分钟后溶液颜色无明显变化；向该溶液中通入O₂，溶液颜色无明显变化。
①从实验Ⅲ和Ⅳ中，可得出的结论                                。
②同学们通过进一步实验证实了溶液a中滴入酚酞后，H₂O₂与酚酞发生了化学反应。实验方案是：取少量溶液a于试管中，                             。

B．【实验化学】
乙酰苯胺具有退热镇痛作用，是较早使用的解热镇痛药，有“退热冰”之称。其制备原理如下：

已知：
①苯胺易被氧化；
②乙酰苯胺、苯胺和醋酸的部分物理性质如下表：

物质	熔点	沸点	溶解度(20 ℃)
乙酰苯胺	114.3 ℃	305 ℃	0.46
苯胺	－6 ℃	184.4	3.4
醋酸	16.6 ℃	118 ℃	易溶

实验步骤如下：
步骤1：在50 mL圆底烧瓶中，加入5 mL苯胺、7.5 mL冰醋酸及少许锌粉，依照下图装置组装仪器。

步骤2：控制温度计示数约105 ℃，小火加热回流1 h。
步骤3：趁热将反应混合物倒入盛有100 mL冷水的烧杯中，冷却后抽滤，洗涤，得到粗产品。
请回答下列问题：
（1）步骤1中加入锌粉的作用是____。
（2）步骤2中控制温度计示数约105 ℃的原因是____。
（3）步骤3中趁热将混合物倒入盛有冷水的烧杯中，“趁热”的原因是____。抽滤装置所包含的仪器除减压系统外还有________、________(填仪器名称)。
（4）步骤3得到的粗产品需进一步提纯，该提纯方法是____。

(本题14分)(Ⅰ)二氧化铈(CeO₂)是一种重要的稀土氧化物。平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末(含SiO₂、Fe₂O₃、CeO₂以及其他少量可溶于稀酸的物质)。某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如下：

（1）洗涤的目的主要是为了除去Cl^-和___________(填离子符号)，检验该滤渣A洗净的方法是_____________________。
（2）第②步反应的离子方程式是____________________________。
（3）取上述流程中得到的Ce(OH)₄产品0．536 g，加硫酸溶解后，用0．1000mol·L^-1FeSO₄标准溶液滴定终点时(铈被还原为Ce^3＋)，消耗25．00mL标准溶液，该产品中Ce(OH)₄的质量分数为_____________。
(Ⅱ)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛．硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索．以菱镁矿(主要成分为MgCO₃，含少量FeCO₃)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：

（1）加入H₂O₂氧化时，发生反应的化学方程式为________________。
（2）滤渣2的成分是______________(填化学式)。
（3）煅烧过程存在以下反应：2MgSO₄＋C=2MgO＋2SO₂↑＋CO₂↑
MgSO₄＋C=MgO＋SO₂↑＋CO↑   MgSO₄＋3C=MgO＋S↑＋3CO↑
利用如图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。

①D中收集的气体可以是______________(填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是______________(填字母)。

A．NaOH溶液

B．Ca(OH)2溶液

C．稀硝酸

D．KMnO4溶液

③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为＋4，写出该反应的离子方程式：__________________。

为了探究Cu(NO₃)₂的氧化性和热稳定性，某化学兴趣小组设计了如下实验。
回答下列问题：
Ⅰ．Cu(NO₃)₂的氧化性
将光亮的铁丝伸入Cu(NO₃)₂溶液中，充分反应后将铁丝取出。为检验铁的氧化产物，进行如下实验。（可选用试剂：KSCN溶液、K₃[Fe(CN)₆]溶液、氯水）
（1）请完成下表：

操作	现象	结论
取少量溶液于试管中，加入KSCN溶液，振荡	①	不存在Fe^3^＋
另取少量溶液于试管中，加入    ②   ，振荡	蓝色沉淀	存在Fe^2^＋

【实验结论】Cu(NO₃)₂能将Fe氧化为Fe^2＋。
Ⅱ．Cu(NO₃)₂的热稳定性
用下图所示的实验装置A加热Cu(NO₃)₂固体，产生红棕色气体，试管中残留物为黑色固体，b中收集到无色气体。

（2）仪器a的名称是              。装置B的作用是                   。
（3）【提出设想】b中收集到的无色气体可能是：     
i．氧气 ⅱ．一氧化氮 ⅲ．空气
【实验验证】该小组为验证上述设想，用玻璃片在水下盖住集气瓶口，并取出正放在桌面上，移开玻璃片后瓶口未发现颜色变化，将带火星的木条伸入集气瓶，未见复燃。
【实验结论】b中的气体是        。根据上述实验结果，该小组得出了Cu(NO₃)₂固体加热分解的产物。请你帮助写出Cu(NO₃)₂加热分解的化学方程式                       ；
C中反应的离子方程式                                         。