高中化学实验题

铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物（设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与H₂SO₄反应）。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。
Ⅰ．铁矿石中含氧量的测定

① 按上图组装仪器，检查装置的气密性；
② 将5．0g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示（夹持仪器均省略）；
③ 从左端导气管口处不断地缓缓通入H₂，待C装置出口处H₂验纯后，点燃A处酒精灯；
④ 充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却。
（1）装置C的作用为                                。
（2）若将H₂换成CO，则还需补充                 装置。
（3）测的反应后装置B增重1．35g，则铁矿石中氧的百分含量为                。
Ⅱ．铁矿石中含铁量的测定

（1）步骤④中煮沸的作用是                           。
（2）步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、                   。
（3）下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是                           。
a．因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂
b．滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
c．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
d．锥形瓶不需要用待测夜润洗
e．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化
f．滴定结束后，30s内溶液不恢复原来的颜色，再读数
（4）若滴定过程中消耗0．5000mol·L⁻¹的KI溶液20．00mL，则铁矿石中铁的百分含量为             。
Ⅲ．由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为               。

硫酸工业产生的废气A（主要成分：SO₂、O₂、N₂、CO₂等）排放到空气中会污染环境。某化学兴趣小组对废气A的组成进行探究，请回答下列问题。
（1）同学甲设计实验检验废气A中含有的CO₂，应选择的试剂有           。

A．NaOH溶液

B．酸性KMnO4溶液

C．澄清石灰水

D．盐酸

（2）同学乙欲测定废气A中SO₂的含量，取a L废气A并设计了如下装置进行实验。
①为了保证实验成功，装置A应具有的现象是            ，搅拌的目的是          

②同学丙认为A装置前后的质量差就是a L废气中含有的SO₂的质量，然后进行含量计算。经小组讨论后，同学丁提出疑问，按照同学丙的实验，若废气中SO₂完全被吸收，则最后测定的结果应该偏大，同学丁推断的理由是                             。
（3）兴趣小组的同学查阅资料发现可利用硫酸工业废气A制备皓矾（ZnSO₄•7H₂O）。实验模拟制备皓矾工业流程如下：

①“氧化”中加入硫酸铁发生反应的离子方程式是                      。
②加入Zn粉的目的是                       。
③固体A主要成分是                 。
④操作b得到纯净皓矾晶体，必要的操作是                   、过滤、洗涤、干燥。

铁钾矾[K_xFe_y(SO₄)_m·nH₂O]常用作工业媒染剂。其组成可用如下方法测定：
①准确称取2.0120g样品配成100mL溶液A。
②准确量取25.00mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0.466g。
③准确量取25.00mL溶液A，加入足量的KI溶液，以淀粉为指示剂，用0.1250 mol·L^－1的Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗8.00mL至终点（已知：I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆）。
（1）要检验出A溶液中存在的Fe³⁺，可以加入             溶液。
（2）已知室温下BaSO₄的Ksp＝1.1×10^－10，欲使溶液中c(SO₄^2－)≤1.0×10^－5 mol•L^－1，应保持溶液中c(Ba²⁺)≥           mol·L^－1。
（3）步骤③中判断滴定终点的方法是                      。
（4）通过计算确定铁钾矾的组成（写出计算过程）。

钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料。工业以草酸盐共沉淀法获得草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C₂O₄)₂·4H₂O]，煅烧可获得钛酸钡粉体。

（1）酸浸时发生的反应的离子方程式为                      ；为提高BaCO₃的酸浸率，可采取的措施为                          （任答一点）。
（2）配制TiCl₄溶液时，通常将TiCl₄溶于浓盐酸，目的是                   。
（3）加入H₂C₂O₄溶液时，发生反应的化学方程式           ；可循环使用的物质X是                    。
（4）煅烧得到BaTiO₃的同时，生成高温下的气体产物有CO、                 和               。

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：
【探究一】
（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6．0 g放入15．0 mL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Fe^3＋外还可能含有Fe^2＋。若要确认其中的Fe^2＋应选用______（选填序号）。
a．KSCN溶液和氯水  b．铁粉和KSCN溶液   c．浓氨水      d．KMnO₄酸性溶液
②乙同学取336 mL（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2.33 g。由此推知气体Y中SO₂的体积分数为                      。
【探究二】
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__________________
（7）若要测定336mL气体中H₂的含量（标准状况下约有28 mL H₂），可否用托盘天平称量D或E反应前后的质量差的方法做出判断?并说明理由

氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）是一种白色固体，易分解，易吸水，溶于水后与水反应生成碳酸氢铵和一水合氨：NH₂COONH₄+2H₂ONH₄HCO₃+NH₃·H₂O。可用作肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟工业原理制备氨基甲酸铵，反应的方程式：2NH₃（g）＋CO₂（g）NH₂COONH₄（s）ΔH＜0。
（1）如图所示装置制取氨气，你所选择的试剂是                。

（2）制备氨基甲酸铵的装置如图所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时，停止制备。

注：四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。
①发生器用冰水冷却的原因                           。
液体石蜡鼓泡瓶的作用是                             。
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是                （填写操作名称）。 为了得到干燥产品，应采取的方法是                （填写选项序号）。
a．常压加热烘干    b．高压加热烘干    c．真空40 ℃以下烘干
③尾气处理装置如图所示。

浓硫酸的作用：             、                 。
（3）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品1.1730g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.500 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为         。
[Mr（NH₂COONH₄）＝78，Mr（NH₄HCO₃）＝79，Mr（CaCO₃）＝100]

海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：

（1）将NaCl溶液进行电解，在电解槽的阴极区获得的产品有________________(填化学式)。
（2）步骤Ⅰ中已获得Br₂，步骤Ⅱ中又将Br₂还原为Br^－，其目的是_____________________。
（3）某化学小组的同学为了了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料，Br₂的沸点为59 ℃。微溶于水，有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后，设计了如下实验装置：

①图中仪器B的名称是           ，冷却水的出口为            (填“甲”或“乙”)。
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是                。
③C中液体的颜色为                  。
④D装置的作用是                          。

Ⅰ.配制480 mL 0.5 mol·L^－1的溶液，试回答下列问题：
（1）选择仪器：完成本实验所必需的仪器有：托盘天平(精确到0.1 g)、药匙、烧杯、玻璃棒、________、________等。
（2）计算、称量：需称量固体的质量为_________________。
（3）溶解、冷却，该步实验中需要使用玻璃棒，作用是___________________。
（4）转移、洗涤。洗涤烧杯2～3次是为了______________________________。
（5）定容、摇匀。定容的具体操作是___________________________________。
（6）不规范的实验操作会导致实验结果的误差，下列使所配溶液的物质的量浓度偏高的是                 ，偏低的是              （填字母序号）
A．容量瓶洗净后未烘干；
B．在溶解过程中有少量液体溅出烧杯外
C．定容时俯视刻度线；
D．将称量好的固体放入小烧杯中溶解，未经冷却立即转移到容量瓶中并定容
E．定容后，将容量瓶振荡摇匀后，静置发现液面低于刻度线，于是又加入少量水至刻度线
Ⅱ.有同学采用酸性条件下用高锰酸钾标准溶液滴定的方法测定某药品中铁元素的含量，反应原理为。准确称量该药品10.00g，将其全部溶于试剂2中，配制成1000mL溶液，取出20.00mL，用0.020 0mol／L的溶液滴定，用去溶液12．00 mL．
（7）该实验中的试剂2可以是 _________（填编号）。
A．蒸馏水     B．浓盐酸     C．稀硫酸     D．稀硝酸
（8）本实验滴定过程中操作滴定管的图示正确的是_________（填编号）。

（9）请通过计算，说明该药品含“铁”的百分含量为_________

（用如下装置可以完成一系列实验（图中夹持装置已略去）。

请回答下列问题：
Ⅰ.若在装置A中选用浓硫酸和亚硫酸钠固体制取SO₂气体（根据需要可以加热），并通过装置B完成表中所设计实验，请填写表中空白：

B中棉花的位置	①	②	③	④
所蘸试剂	石蕊试液	品红溶液	淀粉和碘 水混合液	氢硫酸
现象	a__________	b__________	褪色	浅黄色
体现SO2的性质	c__________	d__________	e__________	f__________

Ⅱ.若在装置A中选用浓硫酸和浓盐酸混合制取HCl气体，装置B中的四处棉花依次做如下处理：①包有某固体物质、②蘸有KI溶液、③蘸有石蕊溶液、④蘸有浓NaOH溶液。回答下列问题：
（1）P中所盛试剂为__________________。
（2）反应开始后，观察到②处有棕黄色物质产生，写出②处发生反应的离子方程式__________________；①处包有的某固体物质可能是_____________。
a．MnO₂       b．KMnO₄       c．KCl         d．Cu
（3）在整个实验过程中，在③处能观察到的现象为__________________。
（4）反应较长时间后，②处棕黄色褪去，生成无色的IO₃^-，写出该反应的离子方程式：_______________。
（5）Ⅰ. Ⅱ两实验中尾气均可采用_________溶液吸收。（填化学式）

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装置制取氨气其化学反应方程式为______________。
（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可以是下列气体中的__________。
①CO₂    ②NO     ③Cl₂    ④H₂    ⑤HCl
其中在D装置中连接小烧杯的目的是____________________。
Ⅱ．某小组以CoCl₂·6H₂O、NH₄Cl、H₂O₂、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X。为确定其组成，进行如下实验。
（1）经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1∶6∶3，钴的化合价为____________，试写出X的化学式_______________________。
（2）氨的测定：精确称取w g X，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V₁ mL c_l mol·L^－1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶，用c₂ mol·L^－1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V₂ mL NaOH溶液。

氨的测定装置(已省略加热和夹持装置)
①装置中安全管的作用原理是_______________________。
②样品中氨的质量分数表达式为_____________________。

三氯化硼（BCl₃）是一种重要的化工原料，可用于制取乙硼烷（B₂H₆），也可做有机合成的催化剂。某兴趣小组拟选用下列装置制备BCl₃。
已知：①BCl₃的沸点为12.5℃，熔点为－107.3℃；②2B+6HCl 2BCl₃↑+3H₂↑③硼与铝的性质相似，也能与氢氧化钠溶液反应

请回答下列问题：
（1）装置A中发生反应的离子方程式为                     。
（2）按气流方向连接各装置的连接顺序为A→              →F(装置可重复使用)，实验时应先点燃          处酒精灯（填“A” 或“B”）。
（3）装置E的两个作用是            、               。实验中若不用装置C，可能产生的危险是                    。
（4）装置D的作用是                     。
（5）BCl₃遇水产生大量的白雾，同时生成硼酸（H₃BO₃），其反应的化学方程式为__________。
（6）设计实验方案验证所得的产品中是否含有硼粉：                   。

某化学实验小组利用图所有仪器连接而成制备氮化镁，并探究其实验式。

（1）装置A中反应的化学方程式为__________________________。
（2）按气流方向的连接顺序是（填入仪器接口字母编号）：a→（  ）（  ）→（  ）（  ）→（  ）(    ) →(   )  (    ) →j。
（3）装置E的作用是___________________。
（4）能否将C与D的位置对调并说明理由________________________。
（5）反应过程中，装置F中的末端导管必须始终插入水中，目的是______________________。
（6）请用化学方法确定是否有氮化镁生成，写出实验操作及现象_____________________。
（7）数据记录如下：

空硬质玻璃管质量	硬质玻璃管与镁的质量	硬质玻璃管与产物的质量
142.312g	142.480g	142.550g

①计算得到实验式Mg_xN₂，其中x=_________________；
②若没有装置D，请比较x与3的大小，并给出判断依据__________________。

绿矾(FeSO₄·7H₂O)广泛用于工农业生产。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生成纯净绿矾的一种方法：

查询资料，得有关物质的数据如下表：

25℃时	pH值
饱和H2S溶液	3.9
SnS沉淀完全	1.6
FeS开始沉淀	3.0
FeS沉淀完全	5.5

（1）操作II中，通入硫化氢至饱和的目的是_________________________；在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是_________________________；
（2）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其洗涤的目的是_________________________；用冰水的原因是_________________________；
（3）次氯酸盐在碱性条件下氧化硫酸亚铁可得高冷净水剂K₂FeO₄，离子方程式为_______________；
（4）25℃时，将FeSO₄·7H₂O样品溶于水配成FeSO₄溶液，该溶液中的Fe²⁺在空气中易被氧化成Fe³⁺，若向完全被氧化后的溶液中滴加NaOH溶液，当滴至溶液的pH=4时，溶液中的c(Fe³⁺)=________mol/L。[已知该温度下，Fe(OH)₃的Ksp=4.0×10^-38]
（5）将8.34gFeSO₄·7H₂O样品隔绝空气加热脱水，其热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示：
①在100℃时M的化学式为______________________；
②FeSO₄·7H₂O晶体中有______种不同结合力的水分子。

Na₂S₂O₄俗称保险粉，大量用于漂白纸张和印染工业。某学习小组用下列方法制备该物质。
①把甲酸(HCOOH)溶于甲醇溶液，再和足量的NaOH溶液混合配成溶液；
②制取SO₂并通入上述溶液中，一段时间后可获得保险粉。
(已知：Na₂S₂O₄在水中溶解度较大，在甲醇中溶解度较小)装置如图所示

（1）A装置中的分液漏斗改为______(仪器名称)更合适，D中盛放的试剂为_______________。
（2）B装置的作用为___________________________；
（3）C装置的主要仪器名称为________，仪器内发生的化学反应方程式为____________________。
（4）分离C装置中产品时就选用下列装置______(填甲、乙、丙、丁，下同)，回收乙醇的装置为_____。

（5）Na₂S₂O₄在碱性环境中除去废水中的CrO₄^2-及+4价S的化合物，反应的离子方程式为_________。

某学生用0.2000mol·L^－1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸，其操作可分为如下几步：
①用蒸馏水洗涤碱式滴定管后立即注入NaOH溶液至“0”刻度线以上；
②固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体；
③调节液面至“0”或“0”刻度线稍下，并记下读数；
④量取20.00mL待测液注入洁净的锥形瓶中，并加入3滴酚酞溶液；
⑤用标准液滴定至终点，记下滴定管液面读数。
请回答：
（1）以上操作步骤中有一步有错误,请指出编号      ，该错误操作会导
致测定结果        (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
（2）用标准NaOH溶液滴定时，应将标准NaOH溶液注入     中。（从右图中选填“甲”或“乙”）

（3）下列操作会引起实验结果偏大的是：        （填编号）

A．在锥形瓶装液前，留有少量蒸馏水

B．滴定前，碱式滴定管尖嘴有气泡，滴定后无气泡

C．锥形瓶先用蒸馏水洗涤后，再用待测液润洗

D．用酸式滴定管量取待测液时将一滴待测液滴在锥形瓶外

（4）判断到达滴定终点的现象是：锥形瓶中溶液从    色变为    色，且半分钟之内不再改变。
（5）以下是实验数据记录表

通过计算可得，该盐酸浓度为：              mol·L^－1（计算结果保留2位小数）。