高中化学实验题

(14分)某化学小组设计如图装置完成一组实验：

（1）甲同学设计实验Ⅰ：查阅资料知，硅酸钠(Na₂SiO₃)溶液与较硅酸(H₂SiO₃)强的酸反应生成白色沉淀(H₂SiO₃)。A中装硝酸，B中装石灰石，C中装硅酸钠溶液。
①该实验目的：________________________________________
②预测实验现象：______________________________________
实验结论：____________________________________________
③乙同学分析甲同学设计的实验方案，认为该方案存在不足，请你分析乙同学的理由___________，提出修改建议：______________________________。
（2）丁同学设计方案Ⅲ：A中装硝酸，B中装石灰石，C中装漂白粉溶液，现象是C装置中产生白色沉淀。他得出酸性：HNO₃>H₂CO₃>HClO。由此得出结论：元素非金属性：N>C>Cl。你认为得出的“结论”是否正确？________(填“正确”或“不正确”)，理由是__________________________________。

动手实践：某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象(见下表，表中的“实验方案”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向新制得的Na2S溶液中满加新制的氯水	B．有气体产生，溶液变成浅红色
③将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中	C．剧烈反应，迅速产生大量无色气体
④将镁条投入稀盐酸中	D．反应不十分剧烈；产生无色气体
⑤将铝条投入稀盐酸中	E．生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失
⑥向A1Cl3溶液中滴加NaOH溶液至过量	F．生成淡黄色沉锭

请你帮助该同学整理并完成实验报告。
（1）实验目的：研究              元素性质的递变规律
（2）实验用品：
试剂：金属钠，镁条，铝条，稀盐酸，新制氯水，新制Na₂S溶液，AlC1₃溶液，NaOH溶液，酚酞溶液等。
仪器：①          ，②          ，③          ，试管夹，镊子，小刀，玻璃片，砂纸，火柴等。
（3）实验内容：(填写与实验步骤对应的实验现象的编号和②③的化学方程式)

实验内容	①	②	③	④	⑤	⑥
实验现象（填A—F）

实验步骤②涉及方程式              ，实验步骤③涉及方程式                      。
（4）实验结论：                                                          。

(I)实验室制取乙烯的装置如下图所示，请回答：

（1）实验室制取乙烯所用的乙醇为无水乙醇，但工业酒精中乙醇的含量为95%，将工业酒精转化为无水乙醇的方法是                 
（2）反应中浓硫酸起催化剂和                  的作用。
（3）反应的化学方程式是
(II)在实验室里制取乙烯时，常因温度过高而发生副反应，部分乙醇跟浓H₂SO₄反应生成SO₂，CO₂，水蒸气和炭黑,确认混合气体中含有乙烯和二氧化硫，可让混合气体依次通过如图实验装置。（可供选择的试剂：品红溶液、氢氧化钠溶液、溴水、酸性高锰酸钾溶液、浓硫酸，试剂可重复使用。

（4）①中盛放的试剂分别为           （填试剂名称）；能说明二氧化硫气体存在的现象是         ,能确认含有乙烯的现象是                   。

化学实验装置的科学设计是实验是否取得预期效果的关键。请回答下列有关实验装置的相关问题：
Ⅰ．下图A为“人教版”教材制备乙酸乙酯的实验装置，某同学甲认为下图B装置进行酯化反应效果比A要好，他的理由是_________________________；
某同学乙经查阅资料认为下图C装置进行酯化反应效果更好，他的理由是 ________________________。

Ⅱ．某实验小组欲探究碳与浓硝酸反应的情况。甲同学设计了图1装置，认为若有红棕色气体产生就说明碳与浓硝酸发生了反应。
（1）碳与浓硝酸反应的方程式_______________________。甲同学的实验应该在___________中进行，才符合化学实验安全性的要求。
（2）乙同学认为红棕色气体不一定是碳与浓硝酸发生反应而得，所以他认为甲同学观点是错误的，他的理由是________________(用化学方程式表示)，所以他认为应该检验_____________(填化学式)的产生来证明碳与浓硝酸反应。为此乙同学查阅相关资料得知“0℃时四氧化二氮为液体”，从而改进了实验装置如图2所示。

（3）为了减少干扰，对于A装置有下面4种操作方案，其中最合理的是（填写数字序号）_________。
①将木炭与浓硝酸一同放在装置中加热；②先加热木炭，再将木炭投入冷浓硝酸。③先加热木炭，再加入冷浓硝酸；④先加热浓硝酸，然后将木炭投入其中；
（4）请用平衡移动原理解释B装置的作用_________（结合方程式与文字表述）。
（5）C装置中出现的现象是_________，经检测C的溶液中还含有少量氮元素，只以NO₃^－形式存在，写出生成该离子的化学方程式 ________________。

I.实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示。

（1）实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用B装置制取氨气，化学反应方程式________________
（2）气体的性质是选择气体收集方法的主要依据，下列性质与收集方法无关的是（填序号，下同）______
①密度 ②颜色 ③溶解性 ④热稳定性 ⑤与氧气反应
（3）若用A装置与D装置相连制取并收集X气体，则X气体可以是下列气体中的_________
①CO₂  ②NO   ③Cl₂  ④H₂  ⑤HCl
其中D装置中连接小烧杯的目的是_______________。
II．某小组以C_OCl₂·6H₂O，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。
（4）经测定，样品X中钴，氨，氯的物质的量之比为1:6:3，钴的化合价为_________
已知X的化学式类似于下列化学式：
氢氧化二氨合银Ag(NH₃)₂OH 、硫酸四氨合铜[Cu(NH₃)₄]SO₄制备X的化学方程式_____________________
（5）氨的测定：精确称取wgX，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V₁mL c₁mol·L^-1的盐酸标准溶液吸收，蒸氨结束后取下接收瓶，用c₂mol·L^-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V₂mL NaOH溶液。

①放⑤（盐酸标准液）的仪器名称______________________
②装置中安全管的作用原理______________________________
③样品中氨的质量分数表达式____________________________

黄铁矿是工业上制取硫酸的主要原料，其主要成分为FeS₂，含少量杂质（杂质不含S元素，且高温下不反应）。某化学兴趣小组用下列装置测定黄铁矿中硫元素的质量分数。

称取2.0g研细的黄铁矿样品，将样品放入石英管中，缓慢鼓入空气，再加热石英管至800～850℃；锥形瓶中盛装100 mL 0.2mol/L酸性KMnO₄溶液用于吸收SO₂（忽略SO₂、H₂SO₃与氧气反应）；反应结束后，每次从锥形瓶中取出25.00 mL溶液，用0.23mol/L标准H₂C₂O₄溶液滴定，重复三次。
已知：4FeS₂+11O₂2Fe₂O₃+8SO₂；2KMnO₄+5SO₂+2H₂O=K₂SO₄+2MnSO₄+2H₂SO₄
请回答下列问题：
（1）连接好装置，检查装置气密性的操作是       。
（2）通入空气的作用是       。
（3）若实验过程中鼓入空气的速率过快，则测得的硫元素的质量分数       。（填“偏高”、“偏低”或“不变”）
（4）滴定时，应选择下图中的       （填字母序号）盛装标准H₂C₂O₄溶液，根据       现象来判断滴定已经达到终点。

（5）滴定过程中发生反应的离子方程式是       。
（6）如果黄铁矿中的硫全部转化为SO₂，且被酸性KMnO₄溶液完全吸收，滴定操作中，平均耗用0.23mol/L标准H₂C₂O₄溶液21.73mL，则黄铁矿样品中硫元素的质量分数是       。(保留到小数点后1位)

(13分)二氧化氯(ClO₂)是目前国际上公认的第四代高效、无毒的消毒剂，是一种黄绿色的气体，其熔点为－59 ℃，沸点为11.0 ℃，易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO₃和草酸(H₂C₂O₄)在60 ℃时反应制得。某学生拟用下图所示装置模拟工业制取并收集ClO₂。

（1）A装置必须添加温度控制装置，除酒精灯外，还需要的玻璃仪器有烧杯、__________。
（2）B装置必须放在冰水浴中，其原因是______________________________。
（3）反应后在装置C中可得NaClO₂溶液。已知：NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO₂•3H₂O，高于38℃时析出晶体是NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl。NaClO₂的溶解度曲线如图

获得NaClO₂晶体的操作步骤为：
①减压，55℃蒸发结晶；
②趁热过滤；
③                                      ；
④在55℃干燥，得到成品。
（4）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的浓度，进行了下列实验：
步骤1：准确量取ClO₂溶液10.00 mL，稀释成100.00 mL试样，量取V₁ mL试样加入到锥形瓶中；
步骤2：用稀硫酸调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；
步骤3：加入指示剂，用c mol·L^－1 Na₂S₂O₃溶液滴定至终点。重复2次，测得消耗Na₂S₂O₃溶液平均值为V₂ mL(已知2Na₂S₂O₃＋I₂===Na₂S₄O₆＋2NaI)。
①配制100 mL c mol·L^－1 Na₂S₂O₃标准溶液时，用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有：_______。
②若步骤2所得溶液放置时间太长，则测定结果____________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)
③ClO₂溶液的浓度为________ g·L^－1(用含字母的代数式表示)。

(8分)下面是在实验室中模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO₃的实验步骤。
第一步：连接好装置，检验气密性，在仪器内装入药品。
第二步：先让一装置发生反应，直到产生的气体不能再在C中溶解，再通入另一装置中产生的气体，片刻后，C中出现固体。继续向C中通入两种气体，直到不再有固体产生。
第三步：过滤C中所得的混合物，得到NaHCO₃固体。
第四步：向滤液中加入适量的NaCl粉末，有NH₄C1晶体析出。
（1）下图所示装置的连接顺序是：a接____；____接___；b接_____。

（2）A中常选用的固体反应物为_____；D中应选用的液体为______
（3）第二步中必须先让_______装置先发生反应
（4）C中用球形干燥管而不用直导管，其作用是________
（5）第四步中分离出NH₄Cl晶体的操作是_______；其所得的NH₄C1晶体中常含有少量的NaCl和NaHCO₃(约占5％~8％)，请设计一个简单的实验，证明所得固体的成分大部分是NH₄C1。简要写出操作和现象：_______。

(19分)某红色固体粉末样品可能含有Fe₂O₃和Cu₂O中的一种或两种，某校化学自主探究实验小组拟对其组成进行探究。
查阅资料：Cu₂O在酸性溶液中会发生反应：
探究一：用下图所示装置进行实验，回答下列问题：

（1）仪器组装完成后，夹好止水夹，__________．则说明装置A的气密性良好。
（2）装置A是氢气的发生装置，可以选用的药品是_________(填选项)

A．稀硫酸和锌片	B．稀硝酸和铁片
C．氢氧化钠溶液和铝片	D．浓硫酸和镁片

（3）从下列实验步骤中，选择正确的操作顺序：①________③(填序号)
①打开止水夹        
②熄灭C处的酒精喷灯
③C处冷却至室温后，关闭止水夹    
④点燃C处的酒精喷灯
⑤收集氢气并验纯       
⑥通入气体一段时间，排尽装置内的空气
（4）收集氢气验纯时，最好采用___________方法收集氢气。
探究二：
（5）取少量样品于试管中，加入适量的稀硫酸，若无红色物质生成，则说明样品中不含Cu₂O；此观点是否正确_________。(填“是”或“否”)若填“否”，则原因是_________(用离子方程式说明)；另取少量样品于试管中，加入适量的浓硝酸，产生红棕色的气体。
证明样品中一定含有__________，取少量反应后的溶液，加适量蒸馏水稀释后，滴加_________(填试剂和实验现象)，则可证明另一成分存在，反之，说明样品中不含该成分。
探究三：
（6）取一定量样品于烧杯中，加入足量的稀硫酸，若反应后经过滤得到固体3.2g，滤液中有1.0mol，则样品中___________mol。

某小组的同学欲探究NH₃经一系列反应得到HNO₃和NH₄NO₃的过程，NH₃的转化过程如下图所示。

甲、乙两同学分别按下图所示装置进行实验。
用于A、B装置中的可选药品：浓氨水、30％H₂O₂溶液、蒸馏水、NaOH固体、MnO₂

（1）仪器a的名称是____，装置A的圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为___________________。装置E有多种作用，下列关于装置E的作用或其中所盛液体的说法中，不正确的是_________(填下列序号字母)。
a．使氨气和氧气充分混合          b．控制通入氨气和氧气的体积比
c．平衡装置内的压强              d．锥形瓶内液体是饱和食盐水
（2）甲同学先点燃酒精灯，再打开K₁、K₂、K₃、K₄，反应一段时间后，他认为成功模拟了过程Ⅱ的反应，原因是其观察到__________(填支持其观点的实验现象)；甲同学进行的实验中产生的气体持续通入装置H一段时间后，H中的溶液变成蓝色，则其中铜片所参与反应的离子方程式为_____________，若制得的氨气仅按I→Ⅱ→III的顺序完全转化为硝酸，欲使H装置中所得溶液为纯净的CuSO₄溶液(忽略Cu²⁺的水解)，理论上所需氨气在标准状况下的体积为______L(假设硝酸与铜反应产生的还原产物全部排出反应装置)；从所得CuSO₄溶液中得到CuSO₄·5H₂O晶体的法是将溶液____、____、过滤、洗涤、干燥。
（3）乙同学为模拟过程IV的反应，在甲同学操作的基础上对该装置进行了下列各项中的一项操作，使G处圆底烧瓶中产生大量白烟，你认为这项操作是_____(填下列序号字母)。
a．关闭K₃并熄灭酒精灯   
b．关闭K₄并熄灭酒精灯   
c．关闭K₃、K₄并熄灭酒精灯
（4）丙同学认为该系列实验装置存在一处明显的设计缺陷，你认为该设计缺陷是______________。

用含少量铁的氧化物的氧化铜制取硫酸铜晶体( CuSO₄．xH₂O)。其流程如下：

已知：在pH为4～5时，Fe^3＋几乎完全水解而沉淀，而此时Cu^2＋却几乎不水解。
（1）溶液A中可能含有Fe^2＋，确定该溶液中Fe^2＋存在的试剂是_______（填序号）

A．H2O2

B．NaOH

C．K3[Fe(CN)6]

D．KSCN

（2）欲用（1）中选择的检验试剂测定溶液A中Fe^2＋的浓度，实验前，首先要配制一定物质的量浓度的检验试剂的溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、药匙、250mL容量瓶外，还需_______，下列滴定方式中，最合理的是_______（夹持部分略去）

判断达到滴定终点的方法是__________________________________．
写出滴定反应的离子方程式__________________________________．
（3）试剂1为________，试剂2的作用为________，操作1的名称为________。
（4）要得到较纯的产品，试剂3可选用________。
a．NaOH   
b．CuO   
c．FeO   
d．Cu(OH)₂   
e．Cu₂(OH)₂CO₃

FeSO₄·7H₂O广泛用于医药和工业领域，实验室制备FeSO₄·7H₂O的流程如下：

（1）铁屑与稀硫酸反应前，应用10% Na₂CO₃溶液浸泡几分钟，操作目的是_________。
（2）最后得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的：①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②_____________________。
（3）FeSO₄·7H₂O是某些补血剂的主要成分，实验室用KMnO₄溶液通过氧化还原滴定测定某补血剂（1.500 g）中铁元素的含量。
①配制100 mL 1.200 × 10 ^—2 mol·L^—1的KMnO₄溶液时，将溶解后的溶液转移至容量瓶中的操作方法是__________________________；
②实验中的KMnO₄溶液需要酸化，可用于酸化的酸是_________________。
a.稀硝酸          b.稀盐酸           c.稀硫酸            d.浓硝酸
KMnO₄溶液应盛装在__________滴定管中。滴定到终点时的现象为_____________________。滴定完毕，三次实验记录KMnO₄标准溶液的读数如下。

滴定次数实验数据	1	2	3
V（样品）/mL	20.00	20.00	20.00
V（KMnO4）/mL（初读数）	0.00	0.20	0.00
V（KMnO4）/mL（终读数）	15.85	15.22	14.98

该补血剂中铁元素的质量分数为_____________________。
（4）某实验小组用久置的FeSO₄溶液和NaOH溶液制备Fe(OH)₂，实验后没有得到预期的白色沉淀，于是采用下列试剂（已煮沸除氧）和装置进行实验：

实验开始打开止水夹C，目的是_______________________。一段时间后，关闭止水夹C， B中观察到的现象是______________________。B中发生反应的离子方程式是___________________。

某兴趣小组利用下列实验装置进行探究实验。根据要求回答下列问题：

（1）装置中长颈漏斗的作用有导气、     。
（2）利用装置C可以证明S0₂具有漂白性，C中盛放的溶液是      ；若要证明其漂白作用是可逆的，还需要的操作是                            。
（3）通过观察D中现象，即可证明S0₂具有氧化，D中盛放的溶液可以是      。
a．NaCl溶液        b．酸性KMn0₄         c．FeCl₃        d．Na₂S溶液
（4）研究小组发现B中有白色沉淀生成，若往B中加入过量稀盐酸，沉淀不溶解。沉淀物的化学式是   。
（5）为进一步验证B中产生沉淀的原因，研究小组进行如下两次实验：
实验i：另取BaCl₂溶液，加热煮沸，冷却后加入少量苯(起液封作用)，然后再按照上述装置进行实验，结果发现B中沉淀量减少，但仍有轻微浑浊。
实验ii：用下图装置代替上述实验中的A装置(其他装置不变)，连接后往装置F中通入气体X一段时间，再加入70％H₂S0₄溶液，结果B中没有出现浑浊。

①“实验i”中煮沸BaCl₂溶液的目的是                              ；
②气体X不可以是       (填序号)。
a．CO₂           b．O₃            c．N₂            d．NO₂
③B中形成沉淀的原因是(用化学方程式表示)：                                。

某校化学小组的同学开展测定Na₂SO₃和NaCl的固体混合物中Na₂SO₃质量分数的探究实验，他们提出下列实验方案：

（1）小明同学用图中的发生、收集装置。甲、乙两试管各有两根导管，连接对应接口后，倒置盛稀硫酸的试管，发生反应，放出气体。则稀硫酸应置于    中（填“甲”或“乙”）；G管可以用化学实验室里的一种常用仪器代替，你认为这种仪器的名称是    。仪器甲、乙接口的连接方式如下：A连接   ，C连接F；（填写接口的编号）
（2）小李同学用沉淀法测定Na₂SO₃的质量分数。
操作流程：

①操作Ⅱ的名称是       。
②操作Ⅰ之前，为判断所加BaCl₂溶液是否过量， 设计如下方案，其中最合理的是   。
A．取少量上层清液，继续滴加稀H₂SO₄，若沉淀产生则说明BaCl₂已过量。
B．待浊液澄清后，继续滴加BaCl₂，若无沉淀产生则说明BaCl₂已过量。
C．待浊液澄清后，继续滴加稀H₂SO₄，若沉淀产生则说明BaCl₂已过量。
③根据以上数据得出Na₂SO₃的质量分数为     。
④小丽同学经认真分析，上述实验操作均正确，但发现实验结果与预期相差较大，请你推测可能的原因是      ,验证方法          。

【改编】(15分)过氧化尿素是一种新型漂白、消毒剂，广泛应用于农业、医药、日用化工等领域。用低浓度的双氧水和饱和尿素溶液在一定条件下可以合成过氧化尿素，反应的化学方程式为：
。过氧化尿素的部分性质如下：

分子式	外观	热分解温度	熔点	溶解性
CO(NH2)2·H2O2	白色固体	45℃	75～85℃	易溶于水、有机溶剂

合成过氧尿素的流程及反应装置图如下：


请回答下列问题：
（1）仪器X的名称是         ，冷凝管中冷却水从      (填“a”或“b”)口进入；
（2）反应器的加热方式是           ；
（3）搅拌器是否可用铁质材料     (填“是”或“否”)，原因是         ；
（4）步聚①采用减压蒸发的原因是             ；
（5）下列选项中最适合作为步聚④的洗涤液是       ；
a.冰水   
b.热水   
c.饱和NaCl溶液   
d.酒精和水的混合液
（6）准确称取0.5000g产品于250mL锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，再加1mL 6mol·L^-1 H₂SO₄，用0.1000 mol·L^-1 KMnO₄标准溶液滴定至终点时消耗20.00mL(尿素与KMnO₄溶液不反应)，则产品中过氧化尿素的质量分数为        ；若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，则测得的过氧化尿素含量         (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。