高中化学实验题

(10分)某学生对SO₂与漂粉精的反应进行实验探究：

（1）Cl₂和Ca(OH)₂制取漂粉精的化学方程式是_______________________________________________。
（2）pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是_________________________________________。
（3）现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因：随溶液酸性的增强，漂粉精的有效成分和Cl^－发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是__________________________。
（4）将A瓶中混合物过滤、洗涤，得到沉淀X。
①向沉淀X中加入稀HCl，无明显变化。取上层清液，加入BaCl₂溶液，产生白色沉淀。则沉淀X中含有的物质是________。
②用离子方程式解释现象ⅲ中黄绿色褪去的原因：________________________________。

工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是                      。
（2）另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe³⁺外还可能含有Fe²⁺，若要确认其中的Fe²⁺，应选用      （选填序号）。
a．KSCN溶液和氯水            b．NaOH溶液
c．浓氨水                     d．酸性KMnO₄溶液
②乙同学取336mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄
然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体2.33g。由此推知气体Y中SO₂的体积分数为   。
分析上述实验中SO₂体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有H₂和Q气体。为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略）。

（3）装置B中试剂的作用是                                         。
（4）认为气体Y中还含有Q的理由是                      （用化学方程式表示）。
（5）为确认Q的存在，需在装置中添加M于            （选填序号）。
a．A之前        b．A-B间          c．B-C间          d．C-D间
（6）如果气体Y中含有H₂，预计实验现象应是               。

(10分)某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况，进行了如下实验。
实验一  配制并标定醋酸溶液的浓度
取冰醋酸配制250 mL 0.2 mol·L^－1的醋酸溶液，用0.2 mol·L^－1的醋酸溶液稀释成所需浓度的溶液，再用NaOH标准溶液对所配醋酸溶液的浓度进行标定。回答下列问题：
(1)配制250 mL 0.2 mol·L^－1醋酸溶液时需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、______和_____。
(2)为标定某醋酸溶液的准确浓度，用0.200 0 mol·L^－1的NaOH溶液对20.00 mL醋酸溶液进行滴定，几次滴定消耗NaOH溶液的体积如下：

实验序号	1	2	3	4
消耗NaOH溶液的体积(mL)	20.05	20.00	18.80	19.95

则该醋酸溶液的准确浓度为____________________。(保留小数点后四位)
实验二  探究浓度对醋酸电离程度的影响
用pH计测定25℃时不同浓度的醋酸溶液的pH，结果如下：

醋酸溶液浓度(mol·L^－1)	0.001 0	0.010 0	0.020 0	0.100 0	0.200 0
pH	3.88	3.38	3.23	2.88	2.73

回答下列问题：
(1)根据表中数据，可以得出醋酸是弱电解质的结论，你认为得出此结论的依据是_____________。
(2)从表中的数据，还可以得出另一结论：随着醋酸溶液浓度的减小，醋酸的电离程度________(填“增大”“减小”或“不变”)。
实验三  探究温度对醋酸电离程度的影响
请你设计一个实验完成该探究，请简述你的实验方案___________________。

某实验小组欲制取氧化铜并证明氧化铜能加快氯酸钾的分解，进行了如下实验：
（一）制取氧化铜
①往盛有一定量CuCl₂溶液的烧杯中逐滴加入NaOH溶液，直至不再产生沉淀，然后将烧杯中的物质转移到蒸发皿中，加热至沉淀全部变为黑色。
②将步骤①所得的黑色沉淀过滤、洗涤，晾干后研细备用。
（1）在实验过程中，若未加入NaOH溶液，直接将CuCl₂溶液转移到蒸发皿中加热，最后也能得到黑色沉淀，试分析其原因_________________________________________________
（2）写出检验步骤②中沉淀是否洗涤干净的操作_____________________________________
（二）为证明氧化铜能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较，用下图装置进行实验，每次实验时均收集25ml气体，其他可能影响实验的因素均已忽略，实验数据见下表：

实验序号	KClO3质量	其他物质质量	待测数据
③	1.2g	无其他物质	a
④	1.2g	CuO   0.5g	b
⑤	1.2g	MnO2  0.5g	c

（3）写出氯酸钾分解反应的化学方程式，并用双线桥表示电子转移的方向和数目。
（4）上述实验中的“待测数据”是指________________________________________
（5）图中量气装置B由干燥管、乳胶管和50ml滴定管改造后组装面成，此处用滴定管是________(填“酸式”或“碱式”)滴定管
（6）若实验证明氧化铜加快氯酸钾的分解效果比用二氧化锰差，请结合上表的实验效果数据，在坐标图中分别画出使用CuO、MnO₂作催化剂时产生氧气的体积﹝V(O₂)﹞随时间（t）变化的曲线（注明必要的标识）。

实验室常用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中制备苯甲醇和苯甲酸，反应如下：

已知：
①苯甲酸在水中的溶解度为：0.18g（4℃）、0.34g（25℃）、0.95g（60℃）、6.8g（95℃）。 
②乙醚沸点34.6℃，密度0.7138，易燃烧，当空气中含量为1.83~48.0％时易发生爆炸。 
③石蜡油沸点高于250℃   
④苯甲醇沸点为205.3℃

实验步骤如下：
①向图l所示装置中加入8g氢氧化钠和30mL水，搅拌溶解。稍冷，加入10 mL苯甲醛。开启搅拌器，调整转速，使搅拌平稳进行。加热回流约40 min。
②停止加热，从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20 mL，摇动均匀，冷却至室温。然后用乙醚萃取三次，每次10 mL。水层保留待用。合并三次萃取液，依次用5 mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤，10 mL 10％碳酸钠溶液洗涤，10 mL水洗涤，然后分液，将水层弃去，所得醚层进行实验步骤③。
③将分出的醚层，倒入干燥的锥形瓶中，加无水硫酸镁，注意锥形瓶上要加塞。将锥形瓶中溶液转入图2所示的蒸馏装置，先缓缓加热，蒸出乙醚；蒸出乙醚后必须改变加热方式、冷凝方式，继续升高温度并收集205℃~206℃的馏分得产品A。
④将实验步骤②中保留待用的水层慢慢地加入到盛有30 mL浓盐酸和30 mL水的混合物中，同时用玻璃棒搅拌，析出白色固体。冷却，抽滤，得到粗产品，然后提纯得产品B。
根据以上步骤回答下列问题：
（1）步骤②萃取时用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外，还需      （仪器名称）。
（2）步骤②中饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤是为了除去      ，而用碳酸钠溶液洗涤是为了除去醚层中极少量的苯甲酸。醚层中少量的苯甲酸是从水层转移过来的，请用离子方程式说明其产生的原因      。
（3）步骤③中无水硫酸镁的作用是      ，锥形瓶上要加塞的原因是      ，产品A为      。
（4）步骤③中蒸馏除去乙醚的过程中采用的加热方式为      ；蒸馏得产品A的加热方式是      。
（5）步骤④中提纯产品B时所用到的实验方法为      。

(15分)草酸镍晶体(NiC₂O₄·2H₂O)可用于制镍催化剂，硫酸镍晶体(NiSO₄·7H₂O)主要用于电镀工业。某小组用废镍催化剂(成分为Al₂O₃、Ni、Fe、SiO₂、CaO等)制备草酸镍晶体的部分实验流程如下：

已知：①相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L^-1计算)。

金属离子	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe^3+	1.1	3.2
Fe^2+	5.8	8.8
Al^3+	3.0	5.0
Ni^2+	6.7	9.5

②K_sp(CaF₂)=1.46×10^-10，K_sp(CaC₂O₄)=2.34×10^-9。

（1）“粉碎”的目的是            。
（2）保持其他条件相同，在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”，镍浸出率随时间变化如右图。“酸浸”的适宜温度与时间分别为         (填字母)。
a．30℃、30min
b．90℃、150min
c．70℃、120min
d．90℃、120min
（3）证明“沉镍”工序中Ni²⁺已经沉淀完全的实验步骤及现象是           。
（4）将“沉镍”工序得到的混合物过滤，所得固体用乙醇洗涤、110 ℃下烘干，得草酸镍晶体。
①用乙醇洗涤的目的是。
②烘干温度不超过110℃的原因是。
（5）由流程中的“浸出液”制备硫酸镍晶体的相关实验步骤如下：
第1步：取“浸出液”，   ，充分反应后过滤，以除去铁、铝元素；
第2步：向所得滤液中加入适量NH₄F溶液，充分反应后过滤，得“溶液X”；
第3步：   ，充分反应后过滤；
第4步：滤渣用稍过量硫酸充分溶解后，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得硫酸镍晶体。
①请补充完整相关实验步骤(可选试剂：H₂SO₄溶液、NaOH溶液、HNO₃溶液、H₂O₂溶液)。
②第2步中加入适量NH₄F溶液的作用是    。

(12分)某科研小组在900℃的空气中合成出化学式为La₂Ca₂MnO_x的超导体材料，其中La以+3价存在。为确定x的值，进行如下分析：
步骤1：准确称取0.5250g超导体材料样品，放入锥形瓶中，加25.00mL0.06000mol·L^-1 Na₂C₂O₄溶液(过量)和25mL 6mol·L^-1 HNO₃溶液，在6070℃下充分摇动，约半小时后得到无色透明溶液A(该条件下，只有Mn元素被还原为Mn²⁺，Na₂C₂O₄被氧化为CO₂)。
步骤2：用0.02000mol·L^-1 KMnO₄溶液滴定溶液A至终点，消耗10.00mL KMnO₄溶液。
（1）步骤1反应后溶液中Mn²⁺的物质的量浓度为0.02000mol·L^-1。常温下，为防止Mn²⁺形成Mn(OH)₂沉淀，溶液的pH的范围为      [已知Mn(OH)₂的K_sp=2.0×10^-13]。
（2）步骤2滴定终点的现象是         。
（3）步骤2滴定终点读数时俯视刻度，其他操作都正确，则所测x的值将        (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
（4）求x的值(写出计算过程)。

磷酸二氢钾（KH₂PO₄）在工业、农业、医药及食品等行业均有广泛的应用，有报道一种湿法磷酸萃取制备磷酸二氢钾的工艺流程如下图所示（部分流程步骤已省略）：

已知萃取的主要反应原理：KCl+H₃PO₄KH₂PO₄+HCl；
HCl+E(表示有机萃取剂)HCl•E；
请回答下列问题：
（1）在实验室实现流程图中操作X需要的主要玻璃仪器是         ；流程图中物质A是           ；
（2）副产品B的化学式是        ；一系列操作Y，具体包括             、洗涤、干燥；
（3）评价该工艺的优点   、   （任写两点）；
（4）若用1000kg质量分数为56%的磷酸溶液，产率为98%，则可生产KH₂PO₄的质量为：       kg；
（5）萃取一步是该流程的核心操作，萃取率、杂质脱除率受众多因素影响，请从下图中寻找出投料比对萃取率和杂质脱除率影响的主要规律或结论（任写两条）：

①                                           ；
②                                           。

有关含氮化合物的性质实验
(一)某研究性学习小组利用图一装置研究硝酸的性质。实验一、甲同学用下图一装置来证实稀硝酸与铜反应生成NO。

（1）从A中向U形管中注满稀硝酸后，发生的现象                  。
（2）以下收集NO气体的各种装置中，合理的是        。（填序号，多选不给分）

（3）在100 mL 混合溶液中, HNO₃和 H₂SO₄的物质的量浓度分别是 0．4 mol/L, 0．1 mol/L 向该混合液中加入1．92 g铜粉,加热待充分反应后,所得溶液中 Cu²⁺的物质的量浓度是         。
实验二、乙组同学利用上述装置完成浓硝酸与铜的反应
（4）乙组同学发现实验室里有几瓶浓硝酸呈黄色，请用化学方程式和简单的文字说明解释这种现象                       。
（5）同学们发现反应后的溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分 数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了NO₂气体所致。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。
这些方案中可行的是                       。（填序号，多选不给分）
①加热该绿色溶液，观察颜色变化  
②加水稀释绿色溶液，观察颜色变化
③向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
④向饱和硝酸铜溶液中通入NO₂气体，观察颜色变化
（二）甲、乙、丙三位同学分别用如下三套实验装置及化学药品（其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物）制取氨气。请你参与探究，并回答下列问题：

（6）写出三位同学实验装置制取氨气原理的化学方程式：                           。
（7）检验氨气是否收集满的方法是（简述操作方法、现象和结论）                  。

亚硝酸钠(NaNO₂)在纤维纺织品的染色和漂白、照相、生产橡胶、制药等领域有广泛应用，也常用于鱼类、肉类等食品的染色和防腐。但因其有毒，所以在食品行业用量有严格限制。现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物的成分。
已知：①NO＋NO₂＋2OH^－=== 2NO₂^-＋H₂O
②气体液化的温度：NO₂为21 ℃，NO为-152 ℃

（1）为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序(按左→右连接)为A、C、________、________、________。
（2）反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，目的是______________________________________。
（3）在关闭弹簧夹、打开分液漏斗活塞、滴入70%硫酸后，A中产生红棕色气体。
①确认A中产生的气体含有NO，依据的现象是______________________________。
②装置E的作用是__________________________________。
（4）如果向D中通入过量O₂，则装置B中发生反应的离子反应方程式为____________________。
（5）通过上述实验探究过程，可得出装置A中反应的化学方程式是__________________。

某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律，设计了如下系列实验。
Ⅰ.（1）将钠、钾、镁、铝各1 mol分别投入到足量的0.1 mol·L^－1的盐酸中，试预测实验结果：____________与盐酸反应最剧烈，__________与盐酸反应最慢。
（2）将NaOH溶液与NH₄Cl溶液混合生成NH₃·H₂O，从而验证NaOH的碱性大于NH₃·H₂O，继而可以验证Na的金属性大于N，你认为此设计是否合理？并说明理由：_______,______________________。
Ⅱ.利用下图装置可以验证非金属性的变化规律。

（3）仪器A的名称为________，干燥管D的作用是_____________________________。
（4）实验室中现有药品Na₂S、KMnO₄、浓盐酸、MnO₂，请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫：装置A、B、C中所装药品分别为________、________、________，装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成，离子方程式为_________________________。
（5）若要证明非金属性：C>Si，则A中加________、B中加Na₂CO₃、C中加________，观察到C中溶液的现象为                                                  。

工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是                      。
（2）另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe³⁺外还可能含有Fe²⁺，若要确认其中的Fe²⁺，应选用            （选填序号）。
a．KSCN溶液和氯水           b．NaOH溶液
c．浓氨水                   d．酸性KMnO₄溶液
②乙同学取336mL（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：
SO₂+Br₂+2H₂O=2HBr+H₂SO₄ 然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体2.33g。由此推知气体Y中SO₂的体积分数为           。
分析上述实验中SO₂体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有H₂和Q气体。为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略）。

（3）装置B中试剂的作用是                              。
（4）认为气体Y中还含有Q的理由是                          （用化学方程式表示）。
（5）为确认Q的存在，需在装置中添加M于            （选填序号）。
a．A之前         b．A-B间        c．B-C间          d．C-D间
（6）如果气体Y中含有H₂，预计实验现象应是                           。

(13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．（1）将钠、钾、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。
（2）向Na₂S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明Cl的非金属性比S 强，反应的离子方程式为      。
Ⅱ．利用下图装置可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                       。
（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          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：N>C>Si，则在A中加       、B中加碳酸钙、C中加      溶液观察到C中溶液________的现象，即可证明。但有的同学认为该装置有缺陷应怎样改进                    。

工业上由黄铜矿（主要成分CuFeS₂）冶炼铜的主要流程如下：

（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的        吸收。
A．浓H₂SO₄        B．稀HNO₃         C．NaOH溶液         D．氨水
（2）用稀H₂SO₄浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在       (填离子符号)，检验溶液中还存在Fe²⁺的方法是               (注明试剂．现象)。
（3）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为                                    。
（4）以CuSO₄溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al．Zn．Ag．Pt．Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是
A．电能全部转化为化学能       
B．粗铜接电源正极，发生氧化反应
C．溶液中Cu²⁺向阳极移动       
D．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
（5）利用反应可制备CuSO₄，若将该反应2Cu²⁺ + O₂ + 2H₂SO₄ = 2CuSO₄ + 2H₂O设计为原电池，其正极电极反应式为                                  。

(10分)已知芳香族化合物A、B、C、D的化学式均满足C₈H₈O_x，请按要求回答下列问题：
（1）A、B、C均为x=2的苯环上只有一个侧链的化合物，三者在碱性条件下可以发生如下反应：
A   E（C₇H₆O₂）+ F        
B    M（C₆H₆O）+ J
C    N（C₇H₈O）+ P
①写出C在NaOH溶液中反应的反应类型为        ，化学方程式              。
②排列M、N、E三者的酸性强弱                               （用三者的中文名称表示）
（2）D为x=3的芳香族化合物，请写出一种有两个对位取代基，且能发生银镜反应的有机物的结构简式                           。
（3）当x=4时其中有一种化合物的结构简式为：为实现以下物质的转化

请用化学式填写下列空白处所需加入的适当试剂①          ②      ③        。