高中化学实验题

硅藻土是由硅藻死亡后的遗骸沉积形成的，主要成分是SiO₂和有机质，并含有少量的Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO 等杂质。精制硅藻土因为吸附性强、化学性质稳定等特点被广泛应用。下图是生产精制硅藻土并获得Al（OH）₃的工艺流程。

（1）操作A是为了除去粗硅藻土中的有机质，操作A名称为      。
（2）反应Ⅱ中铝元素变化的离子方程式是      ；氢氧化铝常用作阻燃剂，其原因是      。
（3）实验室用酸碱滴定法测定硅藻土中硅含量的步骤如下：
步骤1：准确称取样品a g，加入适量KOH固体，在高温下充分灼烧，冷却，加水溶解。
步骤2：将所得溶液完全转移至塑料烧杯中，加入硝酸至强酸性，得硅酸浊液。
步骤3：向硅酸浊液中加入NH₄F溶液、饱和KCl溶液，得K₂SiF₆沉淀，用塑料漏斗过滤并洗涤。
步骤4：将K₂SiF₆转移至另一烧杯中，加入一定量蒸馏水，采用70 ℃水浴加热使其充分水解（K₂SiF₆+3H₂O=H₂SiO₃+4HF+2KF）。
步骤5：向上述水解液中加入数滴酚酞，趁热用浓度为c mol·L^－1 NaOH的标准溶液滴定至终点，消耗NaOH标准溶液VmL。
①步骤1中高温灼烧实验所需的仪器除三角架、泥三角、酒精喷灯外还有      （填“瓷坩埚”、“铁坩埚”）。
②实验中使用塑料烧杯和塑料漏斗的原因是      。
③步骤4中水浴加热的目的是      。
④步骤5中滴定终点的现象为      。
⑤样品中SiO₂的质量分数可用公式“×100%”进行计算。由此分析步骤5中滴定反应的离子方程式为      。

已知镁能在二氧化碳中燃烧，反应的化学方程式为2Mg＋CO₂2MgO＋C。某课外活动小组根据Mg与CO₂的反应原理，探究Mg与SO₂的反应及固体产物，实验装置如图所示。请回答下列问题：

（1）装置A中发生反应的化学方程式为______________。
（2）装置B中盛装的干燥剂可以是_______（填序号）。
①浓硫酸  ②无水CaCl₂  ③碱石灰  ④五氧化二磷
（3）实验开始时，先让A中反应进行一段时间，然后再点燃C处酒精灯，这样做的目的是_______。
（4）D装置的作用是___________，发生反应的离子方程式为______________________。
（5）甲同学认为镁与SO₂反应的方程式应该是2Mg+SO₂2MgO+S；
乙同学认为硫是活泼的非金属，发生的反应应该是3Mg+SO₂2MgO+MgS；
而丙同学认为SO₂是酸性氧化物，发生的反应应该是：2Mg+3SO₂2MgSO₃+S。
要验证甲、乙、丙三位同学的推测是否正确，丁同学作如下实验探究：
已知：MgSO₃和MgS都是微溶于水，且都能与盐酸发生复分解反应放出气体；
限选试剂：2mol/L HCl、2mol/L HNO₃、蒸馏水、2mol/LNaOH、品红溶液、澄清石灰水、2mol/LCuSO₄；仪器和用品自选。请填写下表中的空格：

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取少量反应后所得固体样品于试管Ⅰ中
步骤2：向试管Ⅰ中的固体慢慢滴加__________， 试管Ⅰ口塞上带导管的单孔塞，并将导管插入盛有________的试管Ⅱ中。	a．若试管Ⅰ中的固体未完全溶解，且_______，则甲同学的推测是正确的。 b．若试管Ⅰ中的____________，则乙同学的推测正确。

根据上述实验探究，能证明丙同学推测正确的操作和预期现象是_________________。

硫化碱法是工业上制备Na₂S₂O₃的方法之一，反应原理为：
2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂＝3Na₂S₂O₃+CO₂  （该反应△H＞0）
某研究小组在实验室用硫化碱法制备Na₂S₂O₃·5H₂O实验装置图如下。

（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，若           ，则整个装置气密性良好。装置D的作用是____________。装置E中为___________溶液。
（2）装置A中发生反应的化学方程式为_______________________。
（3）①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．酸性高锰酸钾溶液            b．饱和Na₂SO₃溶液
c．饱和NaHSO₃溶液            d．饱和NaHCO₃溶液
②为了使SO₂尽可能吸收完全，在不改变C中溶液浓度、体积的条件下，除了及时搅拌反应物外，还可采取的合理措施是                  、                。（写出两条）
（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na₂S₂O₃•5H₂O，其中可能含有Na₂SO₃、Na₂SO₄等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na₂SO₄，简要说明实验操作，现象和结论：             。
（已知Na₂S₂O₃•5H₂O遇酸易分解：S₂O₃²‾+2H⁺=S↑+SO₂↑+H₂O；供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl₂溶液、AgNO₃溶液）
（5）Na₂S₂O₃溶液是定量实验中的常用试剂，测定其浓度的过程如下：准确称取a g KIO₃固体配成溶液，加入过量KI固体和H₂SO₄溶液，滴加指示剂，用Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液的体积为V mL。则c（Na₂S₂O₃）＝_________mol·L^－1。（只列出算式，不作运算）
（已知：IO₃^－＋5I^－+6H⁺＝3I₂＋3H₂O     2S₂O₃^2－＋I₂＝S₄O₆^2－＋2I^－）

已知三氯化铁的熔点为306℃，沸点为315℃，易溶于水并且有强烈的吸水性,能吸收空气里的水分而潮解。某学习小组的同学对氯气与铁的反应及产物做了如下探究实验：

（1）装置的连接顺序为                                         。
（2）饱和食盐水的作用是                                         。
（3）反应一段时间后熄灭酒精灯，冷却后将硬质玻璃管及收集器中的物质一并快速转移至锥形瓶中，加入过量的稀盐酸和少许植物油(反应过程中不振荡)，充分反应后，进行如下实验：

①淡黄色溶液中加入试剂X生成淡红色溶液的离子反应方程式为_____________________。
②淡红色溶液中加入过量H₂O₂后溶液红色加深的原因是                           。
（4）已知红色褪去的同时有气体生成，经检验为O₂。该小组同学对红色褪去的原因进行探究。
①取褪色后溶液三份，第一份滴加FeCl₃溶液无明显变化；第二份滴加试剂X，溶液出现红色；第三份滴加稀HCl和BaCl₂溶液，产生白色沉淀。
②另取同浓度的 FeCl₃溶液滴加2滴试剂X，溶液变红，再通入O₂，无明显变化。
实验①说明                                                ；
实验②的目的是                                            ；
得出结论：溶液褪色的原因是                                                  。

(14分)黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS₂，现有一种天然黄铜矿(含SiO₂)，为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：

现称取研细的黄铜矿样品1.84 g，在空气存在下进行煅烧，生成Cu、Fe₃O₄和SO₂气体，实验后取d中溶液的置于锥形瓶中，用0.05 mol/L标准碘溶液进行滴定，消耗标准溶液20 mL。请回答下列问题：
（1）将样品研细后再反应，其目的是                                   。
（2）装置a和c的作用分别是_  ___和__   __(填标号，可以多选)。
a．除去SO₂气体          
b．除去空气中的水蒸气        
c．有利于气体混合
d．有利于观察空气流速        
e．除去反应后多余的氧气
（3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是                      。
（4）通过计算可知，该黄铜矿的纯度为                                     。
（5）若用下图装置替代上述实验装置d，同样可以达到实验目的的是            (填序号)。

（6）若将原装置d中的试液改为Ba(OH)₂，测得的黄铜矿纯度会产生误差，假设实验操作均正确，可能的原因主要有_______________________________________。

(15分)苯甲酸是一种重要的化工原料。实验室合成苯甲酸的原理、有关数据及装置示意图如下:

某学习小组在实验室制备、分离、提纯苯甲酸，并测定所得样品的纯度，步骤如下:
一、制备苯甲酸
在三颈瓶中加人2.7 mL甲苯、100 mL水和2~3片碎瓷片，开动电动搅拌器，a中通入流动水，在石棉网上加热至沸腾，然后分批加人8.5 g高锰酸钾，继续搅拌约4~5h，直到甲苯层几乎近于消失、回流液不再出现油珠，停止加热和搅拌，静置。[来
二、分离提纯
在反应混合物中加人一定量草酸(H₂C₂0₄)充分反应，过滤、洗涤，将滤液放在冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化，苯甲酸全部析出后减压过滤，将沉淀物用少量冷水洗涤，挤压去水分后放在沸水浴上干燥，得到粗产品。
三、测定纯度
称取mg产品，配成100 mL乙醇溶液，移取25.00 mL溶液于锥形瓶，滴加2~3滴酚酞，然后用标准浓度KOH溶液滴定。
请回答下列问题:
（1）装置a的名称是____，其作用为_________
（2）甲苯被高锰酸钾氧化的原理为:

请完成并配平该化学方程式。
（3）分离提纯过程中加人的草酸是一种二元弱酸，反应过程中有酸式盐和无色气体生成。加人草酸的作用是    ，请用离子方程式表示反应原理         
（4）产品减压过滤时用冷水洗涤的原因是         
（5）选用下列    操作，可以将粗产品进一步提纯。(选填字母)

A．溶于水后过滤	B．溶于乙醇后蒸馏
C．用甲苯萃取后分液	D．升华

（6）测定纯度步骤中，滴定终点溶液的颜色变化是____。若m="1.200" g，滴定时用去0.1200 mol· L^－1标准KOH溶液20.00 mL，则所得产品中苯甲酸的质量分数为    

焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）是一种常用的抗氧化剂。
某研究小组对焦亚硫酸钠进行如下研究：
（1）采用下图装置（实验前已除尽装置内的空气）制取Na₂S₂O₅。

装置Ⅱ中有Na₂S₂O₅析出，发生的化学反应方程式为：Na₂SO₃ + SO₂ = Na₂S₂O₅。
①装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为                             。
②要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是              。
③装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置（夹持仪器已略去）为      （填序号）。

（2）【查阅资料】Na₂S₂O₅溶于水即生成NaHSO₃。
①NaHSO₃溶液显酸性。请用化学用语和必要的文字解释原因________________________________；
证明该结论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
②检验Na₂S₂O₅晶体在空气中已被氧化的实验方案是__________________。
（3）焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）在酸性条件下可将工业废水中的Cr₂O₇^2—还原为Cr³⁺。
①写出该反应的离子方程式_______________________。
②若处理Cr₂O₇^2—浓度为1×10^-3mol/L的工业废水1L，需用Na₂S₂O₅固体_________mg。

某研究性学习小组利用下列有关装置对SO₂的性质及空气中SO₂的含量进行探究（装置的气密性已检查）：

（1）装置A中反应的化学方程式是                                           。
（2）滴加浓硫酸之前，打开弹簧夹，通入一段时间N₂，再关闭弹簧夹。此操作的目的是               。
（3）实验过程装置B中没有明显变化。实验结束取下装置B，从中分别取少量溶液于两支洁净试管中。向第1支试管中滴加适量氨水出现白色沉淀      （填化学式）；向第2支试管中滴加适量新制氯水，仍然出现白色沉淀，该反应的离子方程式是                     。
（4）装置C中的溶液中出现淡黄色浑浊，该实验证明SO₂具有        性。
（5）装置D的作用是                                                    。
（6）实验后，测定装置D中溶液呈碱性。溶液为什么呈碱性呢？大家有两种不同的假设：①是生成的Na₂SO₃水解；②是氢氧化钠剩余。请设计实验方案证明哪种假设成立。可任选下列试剂进行实验：Na₂SO₃溶液、酚酞溶液、氯水、BaCl₂溶液、稀硫酸

实验步骤	实验操作	预期现象与结论
1	取少量溶液于试管，滴入几滴酚酞	溶液变红
2

（7）另一小组利用装置E进行实验：SO₂性质实验之后,用注射器对实验室内空气进行取样。并向装置E中共注入V mL（已折算为标况下体积）的空气，当溶液刚好褪色时，停止实验。请计算该空气中SO₂的体积分数（用含V的代数式表示）          。

资料显示：a．Na₂S₂O₃、BaS₂O₃、BaS均易溶于水。
b．SO₂、Na₂S、Na₂CO₃反应可生成Na₂S₂O₃。
某化学小组据此进行了制备硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)的探究：
实验制备装置如下图所示(省略夹持装置)：

回答问题：
（1）仪器a的名称是        。
（2）装置A中发生反应的化学方程式是        。
（3）装置B的作用之一是观察SO₂的生成速率。
①B中最好盛装的液体是        。
a．蒸馏水 
b．饱和Na₂SO₃溶液  
c．饱和NaHSO₃溶液 
d．饱和NaHCO₃溶液
②如使SO₂缓慢进入烧瓶C，正确的操作是_________。
（4）在装置C中生成Na₂S₂O₃。
①完成反应方程式：   SO₂ +     Na₂S +     Na₂CO₃ =     Na₂S₂O₃ +
②反应开始先使A中发生反应一会儿，再使C中反应发生，其原因是        。
③结束反应后，取C中溶液，经________、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到Na₂S₂O₃·5H₂O。
（5）完成对所得产品的检测的实验：

推测	操作和现象	结论
杂质中的正盐成分可能有： Na2S Na2CO3   Na2SO4	①取Wg产品配成稀溶液； ②向溶液中滴加过量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，过滤，得沉淀和滤液； ③向沉淀中加入过量盐酸，沉淀完全溶解，并有刺激性气味的气体产生。 ④向滤液滴加2滴淀粉溶液，再逐滴加0.100 0 mol·L^－1碘的标准溶液，至溶液呈紫色不再褪去，消耗碘的标准溶液体积为18.10mL。	产品杂质中： 一定含有        ， 可能含有        ， 一定不含有        。 操作④发生的反应是： 2S2O3^2-＋I2===S4O＋2I^－ 产品纯度：         。

 

(15分）二氯化一氯五氨合钴（[Co(NH₃)₅C1]C1₂,M=250.5g·mol^－1，紫红色固体）因在离子鉴定、电镀、医学方面的广泛应用受到人们的关注，它不溶于乙醇，难溶于水。实验室制备二氯化一氯五氨合钴的流程及装置如下：


相关信息：
Co+2HCl=CoCl₂+H₂↑ [Co(NH₃)₅C1]²⁺+H₂O [Co(NH₃)₅H₂O]³⁺+Cl^－
(深红色）
请回答下列问题：
（1）写出仪器a的名称_____；向装置2中加入适量盐酸后，关闭活塞进行第①步反应，如何通过装置1判断该反应已经完全_____；在不添加其他试剂的前提下，如何操作能够实现第②步反应_____。
（2）第③步加入双氧水的作用是_____；第④步加入适量浓盐酸的作用是_____。
（3）第⑥步洗涤操作为：先用冷水洗涤，再用乙醇洗涤。其中乙醇洗涤的目的是_____。
（4）第⑦步烘干操作的温度应控制在100-160℃，温度不能过低也不能过高的可能原因是_____。
（5）将产品分为10等份，取其中一份于强碱溶液中，加热煮沸，蒸出所有氨气后，向溶液中加酸中和，然后加人0.5000mol·L^－1的KI溶液0.04000L(过量)，滴加指示剂，用0.l000mol·L^－1Na₂S₂O₃溶液滴定，达到终点消耗0.1200LNa₂S₂O₃标准溶液，则该实验的产率为_____。(2Co³⁺+2I^－=2Co²⁺+I₂；2S₂O₃^2－+I₂=S₄O₆^2－+2I^－)

实验室制备硝基苯的反应原理和实验装置如下：

存在的主要副反应有：在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。
有关数据列如下表

实验步骤如下：
取100mL烧杯，用20 mL浓硫酸与18 mL浓硝酸配制混和酸，将混合酸小心加入B中。把18 mL（15．84 g）苯加入A中。向室温下的苯中逐滴加入混酸，边滴边搅拌，混和均匀。在50～60℃下发生反应，直至反应结束。
将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中，依次用少量水、5％NaOH溶液和水洗涤。分出的产物加入无水CaCl₂颗粒，静置片刻，弃去CaCl₂，进行蒸馏纯化，收集205～210℃馏分，得到纯硝基苯18g。
回答下列问题：
（1）装置B的名称是_______________。装置C的作用是_________________________。
（2）配制混合酸时，能否将浓硝酸加入到浓硫酸中，说明理由：________________。
（3）为了使反应在50℃～60℃下进行，常用的方法是______________________。
（4）在洗涤操作中，第二次水洗的作用是__________________________。
（5）在蒸馏纯化过程中，因硝基苯的沸点高于140℃，应选用空气冷凝管，不选用直形冷凝管的原因是_____________________________________________。
（6）本实验所得到的硝基苯产率是____________________________________。

为测定碳酸钙的纯度（杂质SiO₂），学生设计了如下几个实验方案，请回答每个方案中的问题。（相对原子质量：C=12  O=16  Ca=40）
【方案Ⅰ】如图：

①称取碳酸钙样品m g；
②加入过量盐酸；
③测定仪器A的增重为a g。
（1）仪器A的名称是____________。
【方案Ⅱ】
①称取碳酸钙样品5.0 g；
②用1.00 mol/L盐酸100.0 mL（过量）溶解样品；
③取溶解后溶液体积的1/10 用0.1000mol/L NaOH溶液滴定，重复滴定三次，平均用去15.00mL。
（2）该碳酸钙样品的纯度=              。（计算结果保留三位有效数字）
【方案Ⅲ】
①称取碳酸钙样品mg；
②高温煅烧1000 ℃直至质量不再改变，冷却后称量，固体质量为m’g。
（3）本方案中的“冷却”应在干燥器中进行，理由是                            。
【方案Ⅳ】
①称量碳酸钙样品m g；
②加入足量c mol/L盐酸V mL使之完全溶解；
③过滤并取滤液；
④在滤液中加入过量c ’mol/LNa₂CO₃溶液V’ mL；
⑤将步骤④中的沉淀滤出、洗涤、干燥、称重为b g。
（4）此方案中不需要的数据是（填字母序号）            。

A．m

B．c、V

C．c’、V’

D．b

（5）综上所述，你认为四个方案中，最好的方案是        。写出其它一个方案的缺点：（如：方案Ⅳ；沉淀的洗涤、干燥、称量操作过程复杂，容易造成较大误差。）
方案       ；                                                   。

(9分)某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示（加热装置和固定装置均已略去）。图中K为止水夹（处于关闭状态），F是一半空气的注射器。

请回答有关问题：
（1）设计装置A的目的是               ；为达到此目的，应进行的操作是            。
（2）在完成(1)中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是__________________________；B中反应的离子方程式为：__________________________。
（3）装置E和F的作用是                      ；实验现象是_____               _。(用化学方程式及必要文字简要描述)
（4）装置D的作用是                                           。

．实验探究：为了研究同周期元素性质递变规律，某同学自己设计了一套实验方案，并动手记录实验步骤和现象如下：(表中的“实验步骤”与“实验现象”前后不一定是对应关系)

实验步骤	实验现象
① 将镁条用砂纸打磨后，放入试管中，加入少量水后，加热至水沸腾；再向溶液中滴加酚酞溶液	A．浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色。
②在盛有冷水的烧杯中滴入几滴酚酞溶液，再将一小块金属钠放入其中	B．有气体产生，溶液变成浅红色
③将镁条投入稀盐酸中	C．剧烈反应，迅速产生大量无色气体
④将铝条投入稀盐酸中	D．反应不十分剧烈；产生无色气体。
⑤向A1Cl3溶液中滴加NaOH溶液至过量	E．生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失

请你帮助该同学整理并完成实验报告：
（1）实验用品：试剂：金属钠、镁条、铝条、稀盐酸、AlC1₃溶液、NaOH溶液、酚酞溶液等。
实验所用到的玻璃仪器：①       、②      、③       以及胶头滴管、玻璃片等。
（2）实验内容：(填写与实验步骤对应的实验现象的编号和②的化学方程式)

实验内容	①	②	③	④	⑤
实验现象（填A～F）	B

（3）此实验的结论：钠、镁、铝的金属性强弱                         。

氢化锂（LiH）在干燥的空气中能稳定存在，遇水或酸能够引起燃烧。某活动小组准备使用下列装置制备LiH固体。

甲同学的实验方案如下：
（1）仪器的组装连接：上述仪器装置接口的连接顺序为____________________，加入药品前首先要进行的实验操作是__________（不必写出具体的操作方法）；其中装置B的作用是______________。
（2）添加药品：用镊子从试剂瓶中取出一定量金属锂（固体石蜡密封），然后在甲苯中浸洗数次，该操作的目的是________________________________________，然后快速把锂放入到石英管中。
（3）通入一段时间氢气后加热石英管，在加热D处的石英管之前，必须进行的实验操作________。
（4）加热一段时间后停止加热，继续通氢气冷却，然后取出LiH，装入氮封的瓶里，保存于暗处。采取上述操作的目的是为了避免LiH与空气中的水蒸气接触而发生危险。（反应方程式：LiH + H₂O =" LiOH" + H₂↑），分析该反应原理，完成LiH与无水乙醇反应的化学方程式______________________________________。
（5）准确称量制得的产品0.174g，在一定条件下与足量水反应后，共收集到气体470.4 mL（已换算成标准状况），则产品中LiH与Li的物质的量之比为____________________。
（6）乙同学对甲的实验方案提出质疑，他认为未反应的H₂不能直接排放，所以在最后连接了装置E用来收集H₂，请将E装置补充完整。