高中化学实验题

溴乙烷在不同溶剂中与NaOH发生不同类型的反应，生成不同的反应产物。某同学依据溴乙烷的性质，用下图实验装置(铁架台、酒精灯略)验证取代反应和消去反应的产物，请你一起参与探究。

实验操作Ⅰ：在试管中加入5 mL 1 mol/L NaOH溶液和5 mL 溴乙烷，振荡。
实验操作II：将试管如图固定后，水浴加热。
（1）用水浴加热而不直接用酒精灯加热的原因是_______________________。
（2）观察到_________________________现象时，表明溴乙烷与NaOH溶液已完全反应。
（3）鉴定生成物中乙醇的结构，可用的波谱是_______                       ____。
（4）为证明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中发生的是消去反应，在你设计的实验方案中，需要检验的是____________，检验的方法是          (需说明：所用的试剂、简单的实验操作及预测产生的实验现象)。

在复习元素周期律过程中，某研究性学习小组的几位同学拟通过具体的实验来探讨某些金属元素的性质差异，下面是他们设计的探究性实验方案，请填写下列空白：
（1）实验目的：比较钠、镁、铝金属性强弱。
（2）实验用品：酒精灯、   、试管、试管夹、砂纸、滤纸；钠、镁条、铝片、酚酞、蒸馏水、6 mol·L^－1的盐酸
（3）实验过程与现象记录
Ⅰ．甲同学的方案如下：

实验过程	预期现象	实际观察到的现象
a取已切去表皮的一小块金属钠，放入盛有水的某容器中	立即剧烈反应	开始时钠块浮在水面上不反应，稍后才开始与水剧烈反应
b向盛有适量水（内含2滴 酚酞的试管中加入一小段镁条	有气泡产生，溶液变红色	没有相应现象，加热后仍无明显变化
c向两支盛有3mL6mol·L^－1盐酸的试管中加入大小相同的镁片和铝片	镁、铝与盐酸反应产生气泡剧烈程度不同	镁与盐酸反应产生气泡速率较快

①你认为a、b两步实验中出现异常现象的可能原因是：
a                                       
b                                           
②上面的实验表明：钠、镁、铝三种元素的金属性由强到弱的顺序为                    
Ⅱ乙同学的方案：他认为只需要一种试剂就可以确定钠、镁、铝的金属性强弱，预计他的主要实验操作
是                    

(每空1分,共8分)利用生活中或实验室中常用的物品,根据氧化还原反应知识和电学知识,自己动手设计一个原电池。请填写下列空白:
（1）实验原理:Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑。
（2）实验用品:电极(   、   )、稀硫酸、   (填写所缺的实验用品)、耳机(或者电流计)。
（3）实验装置:
（4）原电池设计及注意的问题。

①按如图所示连接好实验仪器,注意观察(耳朵听)耳机是否有声音发出,如果没有,可将原电池的两个电极中的一极接触耳机插头上的一极(注意:接触的同时耳机的另一个极是连接在原电池的另一个电极上的),这时可以听见耳机发出“嚓嚓嚓”声音。其原因是:在原电池中,由化学能转化为   。
②如果将装置中的耳机改为电流计,则铁钉应该接电流计的   极,电极反应是         ;另一极应该接电流计的   极,电极发生了   反应(“氧化”或“还原”)。

(13分)Cr₂O和CN^－是工业废水中常见的污染物.若利用下列流程可对分别含两种离子的废水进行综合处理：

已知：Cr³⁺也有一定毒性,Cr³⁺在pH=6.0时开始沉淀,pH=8.0时沉淀完全.
回答下列问题:
（1）已知步骤②中无气体生成,写出反应的离子方程式______________________.
步骤④中NaClO可将CNO^－处理为完全无害的溶液,该过程中有两种无毒的不支持燃烧的气体产生,写出这两种气体的化学式____________________________.
（2）步骤⑥的反应为S₂O₃^2-+Cr₂O₇^2-+H⁺―→SO₄^2-+Cr³⁺+H₂O(未配平),则每处理1 mol Cr₂O₇^2-转移________mol电子.
（3）滤渣C的化学式为Cr(OH)₃,溶液A和溶液B混合可使废水中的Cr³⁺沉淀的原因是______________________________________________________.
（4）步骤⑦的操作名称为___________,若该操作在实验室中进行,则所需的玻璃仪器为________.

硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)是最重要的硫代硫酸盐，俗称“海波”，又名“大苏打”。易溶于水，不溶于乙醇。在棉织物漂白、定量分析中有广泛应用。
某校化学研究性学习小组运用类比学习的思想，通过实验探究Na₂S₂O₃的化学性质。
【样品制备】实验室中常用亚硫酸钠和硫磺制备Na₂S₂O₃·5H₂O。写出反应的化学方程式              ；
反应液经脱色、过滤、浓缩结晶、过滤、洗涤、干燥即得产品。所得晶体用乙醇洗涤的目的是            ；
【提出问题】Na₂S₂O₃是否与Na₂SO₄具备相似的下列性质呢？
猜想①：                     ；
猜想②：溶液呈中性，且不与酸反应；
猜想③：无还原性，不能被氧化剂氧化。
【性质探究】基于上述猜想②、③，设计实验方案。

	实验操作	实验现象或预期实验现象	现象解释（用离子方程式表示）
猜想②	将试纸与标准比色卡对照	溶液pH=8
	向pH=2的硫酸中 滴加Na2S2O3溶液		2S2O3^2- +2H^+══ S↓+SO2↑+H2O
猜想③	向新制氯水中滴加少量Na2S2O3溶液	氯水颜色变浅

【实验结论】
Na₂S₂O₃能与酸反应，具有还原性，与Na₂SO₄的化学性质不相似。
【问题讨论】
（1）甲同学向探究“猜想③”反应后的溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，并据此认为氯水可将Na₂S₂O₃氧化。你认为该方案是否正确并说明理由：                                 。
（2）请重新设计一个实验方案，证明Na₂S₂O₃具有还原性。你的实验方案是：                     。

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流程如下。

（1）吸硫装置如图所示。

①装置B的作用是检验装置A中SO₂的吸收效率，B中试剂是         ，表明SO₂吸收效率低的实验现象是B中溶液          。
②为了使SO₂尽可能吸收完全，在不改变A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）
（2）假设本实验所用的Na₂CO₃含少量NaCl、NaOH，设计实验方案进行检验。（室温时CaCO₃饱和溶液的pH＝10.2）
限选试剂及仪器：稀硝酸、AgNO₃溶液、CaCl₂溶液、Ca（NO₃）₂溶液、酚酞溶液、蒸馏水、pH计、烧杯、试管、滴管

序号	实验操作	预期现象	结论
①	取少量样品于试管中，加入适量蒸馏水，充分振荡溶解，___________________。	_______________	样品含NaCl
②	另取少量样品于烧杯中，加入适量蒸馏水，充分搅拌溶解，___________________。	_______________	样品含NaOH

（3）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^－

下面是利用工业冶炼硫酸铜(含有Fe²⁺、AsO₂^-、Ca²⁺等杂质)提纯制备电镀硫酸铜的生产流程。

已知：①Fe³⁺  Cu²⁺开始沉淀的pH分别2．7、5．4，完全沉淀的pH分别为3．7、6．4；
②K_SP[(Cu(OH)₂]＝2×10^-20
（1）溶解操作中需要配制含铜64g/L的硫酸铜溶液100L，需要称量冶炼级硫酸铜的质量至少为  Kg。
（2）氧化步骤中发生的离子反应方程式为①            。
②AsO₂^— + H₂O₂+ H⁺＝H₃AsO₄ ③ H₃AsO₄+ Fe³⁺＝FeAsO₄↓+ 3H⁺
（3）若要检验调节pH后溶液的Fe³⁺是否除尽，方法是                     ；氧化后需要将溶液进行稀释，稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过    mol·L^-1。
（4）固体I的主要成分除 FeAsO₄外还有                ，操作Ｉ为______________。
（5）利用以上电镀级硫酸铜作为电解质溶液，电解粗铜（含铁、银杂质）制备纯铜，写出阳极发生的电极反应方程式          。

研究性学习小组利用下列有关装置进行探究实验，回答相关问题。

（1）写出A中的反应化学方程式                                   。
（2）实验时，旋开装置A中分液漏斗的旋塞，发现液体流出缓慢，最终停止，其可能的原因是       。
（3）装置B中的溶液出现浑浊，该实验证明SO₂具有       性 。
（4）实验后，测定装置C中溶液呈碱性。溶液为什么呈碱性呢？大家有不同意见：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意见成立。选用下列试剂进行实验：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

（5）另一小组利用装置D进行实验：用注射器向装置D共注入v mL实验室含SO₂的空气，当溶液刚好褪色，停止实验。

该小组的实验目的是                                 。

某化学兴趣小组用如下图1所示装置进行探究实验，以验证产物中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性。当温度迅速上升后，可观察到试管中溴水褪色，烧瓶中浓H₂SO₄与乙醇的混合液体变为棕黑色。

（1）写出该实验中生成乙烯的化学方程式                      。
（2）甲同学认为：考虑到该混合液体反应的复杂性，溴水褪色的现象不能证明反应中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性，其理由正确的是            。
a．乙烯与溴水易发生取代反应      
b．使溴水褪色的反应，未必是加成反应
c．使溴水褪色的物质，未必是乙烯
（3）乙同学经过细致观察试管中另一实验现象后，证明反应中有乙烯生成，请简述这一实验现象    。
（4）丙同学对上述实验装置进行了改进，在Ⅰ和Ⅱ之间增加上图2装置以除去乙醇蒸气和SO₂，则A中的试剂是          ，B中的试剂为             。

硫代硫酸钠俗称保险粉，又名“大苏打”。可用于照相业作定影剂、纸浆漂白作脱氯剂，也可用于氰化物、砷、汞、铅、铋、碘等中毒的治疗，也是一种常用的实验试剂。
I．已知：Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + S↓+ SO₂ + H₂O，某研究小组依据该反应探究外界条件对反应速率的影响，设计实验如下：

实验 编号	实验温度 /℃	Na2S2O3	H2SO4	蒸馏水体积 /mL
体积/mL	浓度/ mol·L^-1	体积/mL	浓度/ mol·L^-1
①	25	10	0.1	10	0.1	0
②	25	5	0.1	10	0.1	5
③	25	5	0.2	10	0.2	5
④	50	5	0.1	10	0.1	5
⑤	50	10	0.2	5	0.2	5

下列有关说法正确的是   
A．实验①和②探究其他条件不变时Na₂S₂O₃浓度对相关反应速率的影响
B．实验①和③溶液变浑浊的时间相同
C．其他条件不变时，探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验③和⑤
D．该同学在实验中采用的研究方法是实验比较法
II．实验室用SO₂通入Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液中来制备硫代硫酸钠。反应原理为：
2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂＝3Na₂S₂O₃+CO₂
本实验对Na₂S纯度要求较高，利用图1所示的装置可将工业级的Na₂S提纯。已知Na₂S常温下微溶于酒精，加热时溶解度迅速增大，杂质不溶于酒精。提纯过程为：将已称量好的工业级Na₂S放入圆底烧瓶中，加入一定质量的酒精和少量水。按图1所示装配所需仪器，向冷凝管通入冷却水，同时水浴加热。待烧瓶中固体不再减少时，停止加热。将烧瓶取下，立即趁热过滤，再冷却结晶，过滤。将所得固体洗涤、干燥，得到Na₂S·9H₂O晶体。

（1）在提纯过程中“趁热过滤”操作的目的是    ；
（2）用图2所示装置制取Na₂S₂O₃，其中盛放Na₂SO₃固体的玻璃仪器名称是    ，NaOH溶液的作用是    。
（3）保险粉样品中Na₂S₂O₃·5H₂O的纯度（质量分数）可通过氧化还原滴定法测定，相关反应方程式为
2Na₂S₂O₃＋I₂＝2NaI＋Na₂S₄O₆。
准确称取Wg样品于锥形瓶中，用适量蒸馏水溶解，并滴加淀粉溶液作指示剂。用0.1000mol•L¯¹碘的标准溶液进行滴定。
请回答：
①到达滴定终点的标志    ；
②滴定起始和终点的液面位置如图，则消耗碘的标准溶液体积为    mL，产品的纯度为    （设Na₂S₂O₃•5H₂O相对分子质量为M）。

③若滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，则会使样品中Na₂S₂O₃·5H₂O的纯度的测量结果    （填“偏高”、“偏低”或“不变”）。

(15分)海带是一种富含生物碘的海洋植物，碘是人体必需的微量元素,人体内碘的含量直接影响身体健康，为了防止缺碘，通常向食盐中加入碘酸钾（KIO₃），以补充人体对碘的需求。已知：

	乙醇	四氯化碳	裂化汽油	碘（晶体）
密度/g·cm^－3	0.789	1.595	0．71～0．76	4.93
沸点/℃	78．5	76．8	25～232	184.35

以下为某兴趣小组从海带提取碘单质的过程：

（1）实验室中焙烧海带时不能用到的仪器有________（填写相应的字母）。
A．泥三角
B．三脚架
C．烧杯 
D．坩埚  
E．蒸发皿
F．酒精灯
（2）向浸取液中加入足量的双氧水和稀硫酸时所发生反应的离子方程式为：            。
（3）操作①中除用到玻璃棒外，还需要的玻璃仪器有                     ；
（4）试剂A的名称为         （从上表给出的试剂中选择）。
（5）操作②的名称为          。
（6）下图是进行蒸馏时的部分仪器，图中缺少玻璃仪器的名称是              。

（7）工业上可用碘制取碘酸钾，其反应为：I₂＋2KClO₃=2KIO₃＋Cl₂↑，下列有关叙述不正确的是                 。
A．氧化性：I₂>Cl₂
B．每生成1 mol KIO₃转移电子5 mol
C．该反应是置换反应          
D．反应物和生成物中均含有共价键

氧化亚铜是大型水面舰艇防护涂层的重要原料。某小组通过查阅资料，进行如下研究。

I.Cu₂O的制取
（1）葡萄糖还原法制Cu₂O的化学方程式为                                  。
（2）实验室用此方法制取并获得少量Cu₂O固体，需要的玻璃仪器除试管、酒精灯、烧杯外，还需要                                  。
II.检验样品中是否含有CuO
方案1：将制得的Cu₂O样品溶于足量稀硫酸。
（3）甲同学认为若溶液变为蓝色，则说明样品中含有CuO杂质。乙同学认为此推论不合理，用化学用语解释原因                                  。
（4）甲同学通过反思，认为将定性检验改为定量测定便能确定样品中是否含有CuO杂质，应测量的数据是                          。
方案2：丙同学认为采用如下装置(所加药品均足量)进行实验，通过测定c装置反应后固体的质量以及d装置反应前后增重的质量，可计算，从而确定样品中是否含有氧化铜。

（5）装置ａ中所加的酸是             （填化学式），装置e中碱石灰的作用是        。
（6）点燃装置ｃ中酒精灯之前需进行的操作是                                     。
（7）熄灭酒精灯之后，仍需通一段时间H₂至试管冷却，原因是                    。

铁及其化合物在日常生活中有广泛应用。
（1）写出Fe(OH)₂转化为Fe(OH)₃的化学方程式               。
（2）绿矾(FeSO₄·7H₂O)是补血剂的原料，易变质。检验绿矾是否变质的试剂是               
设计实验检验绿矾是否完全变质
（3）利用绿矾制备还原铁粉的工业流程如下：

①干燥过程主要是为了脱去游离水和结晶水，过程中会有少量FeCO₃·nH₂O在空气中被氧化为FeOOH，该反应的化学方程式为               
②取干燥后的FeCO₃样品12.49g ，焙烧，最终得到还原铁粉6.16g，计算样品中杂质FeOOH的质量    
（4）以羰基化合物为载体运用化学平衡移动原理分离、提纯某纳米级活性铁粉(含有一些不反应的杂质)，反应装置如下图。
Fe(s)+5CO(g)  Fe(CO)₅(g)  ΔH＜0

Ｔ₁   Ｔ₂（填“＞”、“＜”或“＝”），判断理由是               

某合作学习小组的同学拟用硼砂制取硼酸并测定硼酸样品的纯度。制备硼酸的实验流程如下：

（1）溶解硼砂时需要的玻璃仪器有：烧杯和___________。
（2）用pH试纸测定溶液pH的操作方法为__________________________________。
（3）用盐酸酸化硼砂溶液生成硼酸的离子方程式为_________________________。
（4）实验流程中缺少的步骤a、步骤b操作分别为_________、_________。
（5）硼酸酸性太弱不能用碱的标准溶液直接滴定，实验室常采用间接滴定法，其原理为：

滴定步骤为：

①滴定到终点时溶液颜色变化是______________________________________。
②若滴定到终点时消耗NaOH标准溶液22.00mL，则本次滴定测得的硼酸样品中硼酸的质量分数为__________________（假定杂质不反应）。
③若滴定时滴定管尖嘴部分有气泡，滴定过程中消失，将导致测得的结果_____。（选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）。

苯甲酸乙酯（C₉H₁₀O₂）别名为安息香酸乙酯。 它是一种无色透明液体，不溶于水，稍有水果气味，用于配制香水香精和人造精油，大量用于食品工业中，也可用作有机合成中间体，溶剂等。其制备方法为：

已知：

名称	相对分子质量	颜色，状态	沸点(℃)	密度(g·cm^-3)
苯甲酸*	122	无色片状晶体	249	1.2659
苯甲酸乙酯	150	无色澄清液体	212.6	1.05
乙醇	46	无色澄清液体	78.3	0.7893
环己烷	84	无色澄清液体	80.8	0.7318

*苯甲酸在100℃会迅速升华。
实验步骤如下：
①在圆底烧瓶中加入12.20 g苯甲酸，25 mL 95%的乙醇（过量），20 mL环己烷以及4 mL浓硫酸，混合均匀并加入沸石，按下图所示装好仪器，控制温度在65～70℃加热回流2 h。利用分水器不断分离除去反应生成的水，回流环己烷和乙醇。

②反应结束，打开旋塞放出分水器中液体后，关闭旋塞，继续加热，至分水器中收集到的液体不再明显增加，停止加热。
③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中，分批加入Na₂CO₃至溶液至呈中性。用分液漏斗分出有机层，水层用25 mL乙醚萃取分液，然后合并至有机层，加入氯化钙，静置，过滤，对滤液进行蒸馏，低温蒸出乙醚和环己烷后，继续升温，接收210～213℃的馏分。
④检验合格，测得产品体积为12.86 mL。
回答下列问题：
（1）在该实验中，圆底烧瓶的容积最适合的是         （填入正确选项前的字母）。
A．25 mL           B．50 mL          C．100 mL             D．250 mL
（2）步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是                     。
（3）步骤②中应控制馏分的温度在            。
A．65～70℃         B．78～80℃        C．85～90℃         D．215～220℃
（4）步骤③加入Na₂CO₃的作用是                      ；若Na₂CO₃加入不足，在之后蒸馏时，蒸馏烧瓶中可见到白烟生成，产生该现象的原因是             。
（5）关于步骤③中的萃取分液操作叙述正确的是      。
A．水溶液中加入乙醚，转移至分液漏斗中，塞上玻璃塞，分液漏斗倒转过来用力振摇
B．振摇几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C．经几次振摇并放气后，手持分液漏斗静置待液体分层
D．放出液体时，应打开上口玻璃塞或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔
（6）计算本实验的产率为               。