高中化学实验题

现有一份含Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂的混合物，为测定其中铁元素的含量，进行如下实验：
①称取混合物A g,滴加过量盐酸充分反应后过滤；
②在滤液中滴加过量氢氧化钠溶液充分反应后过滤；
③洗涤②所得沉淀，烘干后称重，质量为B g。
回答下列问题：
（1）步骤①中过滤所用的玻璃仪器有                           ；
（2）步骤①所得滤液中铁元素的存在形式是        （填离子符号），怎样检验它的存在（写出实验操作和现象）                            ；
（3）步骤②中涉及的离子方程式是                  、                 、                ；
（4）该混合物中铁元素的质量分数为                （用含A、B的式子表示）。

如图实验装置用于验证某些物质的性质。在试管A中装入足量的固体NaHCO₃，D为固定蚊香的硬纸片。试回答下列问题：
 
（1）在A试管内发生反应的化学方程式是______________________。
（2）B装置的作用是____________________________________。
（3）在双球干燥管内发生反应的化学方程式为______________________。
（4）双球干燥管内观察到的实验现象是____________________________。
（5）若将干燥管内的Na₂O₂换成Na₂O，则双球干燥管内观察到的实验现象是_____________________。

二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用。实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。

（1）如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，并希望能控制反应速度，上图中可选用的发生装
置是                       （填写字母），e装置中的导管作用为                     。
（2）工业上制备Na₂S₂O₃反应原理为：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂＝3Na₂S₂O₃+CO₂，某研究小组在实验室制备Na₂S₂O₃·5H₂O流程如下：

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                                   。
③用双线桥表示下面化学反应的电子转移方向和数目：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂＝3Na₂S₂O₃+CO₂。
④Na₂S₂O₃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0.214g KIO₃固体配成溶液，加入过量KI固体和H₂SO₄溶液，再向其中加入Na₂S₂O₃与之反应，消耗Na₂S₂O₃ 溶液的体积为24mL时恰好完全反应。则c(Na₂S₂O₃)＝             。
（已知：IO₃^－＋5I^－+6H⁺=3I₂＋3H₂O     2S₂O₃^2－＋I₂=S₄O₆^2－＋2I^－）

如图所示，将仪器A中的浓盐酸滴加到盛有MnO₂的烧瓶中，加热后产生的气体依次通过装置B和C，然后再通过加热的石英玻璃管D（放置有铁粉）。请回答：

（1）仪器A的名称是______________，烧瓶中反应的化学方程式是_____________________。
（2）装置B中盛放液体是___________，气体通过装置B的目的是____________________。
装置C中盛放的液体是_________，气体通过装置C的目的是______________________。
（3）D中反应的化学方程式是_________________。
（4）烧杯E中盛放的液体是__________，反应的离子方程式是______________________。
（5）资料表明D中产物有以下性质：①受热易升华，冷却后易凝华；②遇H₂O(g)剧烈反应。为收集D中产物，在D与E之间，除增加收集装置外，还需要增加_________装置。

非金属元素及其化合物在工农业生产中应用非常广泛。请回答以下问题：
I．氯及其化合物
ClO₂与Cl₂的氧化性相近。在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛，某兴趣小组通过如下图所示，对其制备、吸收、释放和应用进行了研究。

（1）A中发生反应的化学方程式：                               。
（2）关闭B的活塞，ClO₂在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO₂，此时F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是                                  。
（3）已知在酸性条件下NaClO₂可发生反应生成NaCl并释放出ClO₂，该反应的离子方程式为                            ，在ClO₂释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是                                 。
II．硫及其化合物：
（1）选择以下装置，通过实验现象依次完成以下验证：SO₂具有酸性、氧化性、还原性、漂白性。其仪器的连接顺序为                                 。

（2）利用下图装置能证明SO₂不与BaCl₂溶液反应，通入X气体可排除干扰达到实验目的是

A CO₂        B NH₃         C O₃         D N₂        E NO₂
C发生的离子方程式                                     。
（3）葡萄酒常用Na₂S₂O₅作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO₂计算)的方案如下：

按上述方案实验，当消耗标准I₂溶液25.00 mL时，滴定完毕，滴定终点的标志           ，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO₂计算)为                g·L^－1。

氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某小组模拟制备氨基甲酸铵的反应为：2NH₃(g)+CO₂(g)NH₂COONH₄(s) ΔH＜0。（温度对反应的影响比较灵敏）
（1）如用下图装置和选用的试剂制取氨气，其中错误的是________；氨气的实验室制法的化学方程式是                                                  。

（2）制备氨基甲酸铵的装置如下图所示，把NH₃和CO₂通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵的小晶体悬浮在CCl₄中。 当悬浮物较多时，停止制备。（注：CCl₄与液体石蜡均为惰性介质。）

①发生器用冰水冷却的原因是                        ；
液体石蜡鼓泡瓶的作用是                            ；
双通玻璃管的作用是                                ；
浓硫酸的作用是                                    。
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．减压40℃以下烘干
（3）制得的氨基甲酸铵可能含有碳酸氢铵、碳酸铵中的一种或两种。请利用下列试剂，设计实验方案，对制得的氨基甲酸铵中的杂质进行成分探究。
限选试剂：蒸馏水、稀HNO₃、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、稀盐酸。

已知磺酰氯(SO₂Cl₂)是一种有机氯化物，也是锂电池正极活性物质，SO₂Cl₂是一种无色液体，熔点—54.1 ℃，沸点69.1 ℃，极易水解，遇潮湿空气会产生白雾。磺酰氯(SO₂Cl₂)的制备方法及装置图如下：SO₂(g)＋Cl₂(g)SO₂C1₂(g) H＜0，

（1）化合物SO₂Cl₂中S元素的化合价是                  。
（2）仪器D的名称是             ，仪器C的作用除了吸收氯气和二氧化硫，还具有           作用。
（3）戊是贮气装置，则E中的溶液是             ；若缺少装置乙和丁，则产物变质，发生反应的化学方程式是                          
（4）反应结束后，将丙中混合物分离开的实验操作是         。
（5）有关该实验叙述正确的是
a、X、Y最好的席间组合是铜片和浓硫酸
b、活性炭的作用是作催化剂
c、冷凝管B也可以用作蒸馏
（6）GET公司开发的Li-SO₂Cl₂军用电池，其示意图如图所示，已知电池反应为：，则电池工作时，正极的电极反应式为是                          

现有铁、碳两种元素组成的合金，某实验小组为了研究该合金的性质并测定该合金中碳的质量分数，设计了如下实验方案和实验装置

I.探究该合金的某些性质：
（1）取a g合金粉末放人蒸馏烧瓶，并加入足量浓H₂SO₄，A、B中均无明显现象，原因是________________；
（2）点燃酒精灯一段时间后，A中剧烈反应，请写出此时合金中成分铁的化学反应方程式________________；
（3）反应一段时间后，将C中所吸收的气体通入以下溶液中，判断能否产生沉淀，若不能则写“否”，若能则写出相应的沉淀成分：氯水和氯化钡溶液__________，氨水和氯化钡溶液___________；
II.测定样品中碳的质量分数：
（4）装置F的作用________________________________；
（5）若将SO₂气体通入含有n molNa₂S的溶液中，溶液中出现黄色浑浊，试分析该溶液最多能吸收SO₂气体_____________mol。

某同学查阅资料后设计了一条1-丁醇的合成路线：

（1）利用图一装置可制备CO、丙烯等原料气体。①装置中e的名称是            ；
②a的作用                           ；
（2）实验室常用浓硫酸与甲酸作用来制备CO。写出对应的化学方程式：                 。
（3）制CO时，伴随的副产物还有少量S0₂、C0₂气体，某同学设计用图二装置进行检验。
①E₁的作用是：               ；E₃的作用是：              ；
②判断产物中有CO₂的现象是
（4）合成正丁醛的反应为正向放热的可逆反应，为增大反应速率和提高原料气的转化率，你认为应该采用的适宜反应条件是

A．高温、常压、催化剂	B．适当的温度、常压、催化剂
C．低温、高压、催化剂	D．适当的温度、高压、催化剂

（5）正丁醛经催化加氢得到含少量正丁醛的1一丁醇粗品，为提纯1-丁醇，该小组查阅文献得知：①R-CHO+NaHS0₃（饱和）→RCH(OH)S0₃Na ↓；②沸点：乙醚34℃，1-丁醇118℃。并设计出如下提纯路线：

试剂1为             ，操作2为                ，操作3为             

（一）如图所示，甲、乙是电化学实验装置，请回答下列问题：

若甲、乙两个烧杯中均盛放饱和NaCl溶液。
①甲中石墨棒上的电极反应式是_________________________________
②乙中总反应的离子方程式为___________________________________
③若乙中含有0.10 mol·L^-1NaCl溶液400mL，当阳极产生的气体为560mL（标准状况下）时，溶液的pH=_____________（假设溶液体积变化忽略不计），转移电子的个数为____________
（二）肼一空气燃料电池是一种碱性电池，无污染，能量高，有广泛的应用前景。其工作原理如上图所示，回答下列问题：
①该燃料电池中正极通入的物质是__________；
负极发生的反应式为：__________________________
②电池工作时，OH^- 移向极________（“a”或“b”）
③当电池放电转移5mol电子时，至少消耗燃料肼________g
(三)全钒液流电池的结构如图所示，其电解液中含有钒的不同价态的离子、H⁺和SO₄^2﹣．电池放电时，负极的电极反应为：V²⁺﹣e^﹣=V³⁺．

①电池放电时的总反应方程式为___________________________
充电时，电极M应接电源的_________ 极
②若电池初始时左、右两槽内均以VOSO₄和H₂SO₄的混合液为电解液，使用前 需先充电激活，充电过程阴极区的反应分两步完成：第一步VO²⁺转化为V³⁺；第二步V³⁺转化为V²⁺．则第一步反应过程中阴极区溶液n（H⁺）__________（填“增大”、“不变”或“减小”） ，阳极的电极反应式为_________________________

化学是一门以实验为基础的学科。
（1）下列实验操作的描述中，正确的是________(填序号)
①为使稀硫酸和锌制取氢气的反应速率加快，可向稀硫酸中加入用铜丝网包裹的锌粒
②粗盐提纯时，为了加快过滤速率，可用玻璃棒搅拌漏斗中的液体
③配制一定物质的量浓度的溶液时，容量瓶洗涤后不用进行干燥
④蒸馏操作中，温度计水银球部位要插入液面下且不接触蒸馏烧瓶壁
⑤可以在试管中加热氯化铵固体制备少量氨气
⑥盛放石灰水的试剂瓶内壁常有一层白色固体物质，可用稀硫酸清洗除去
（2）下列叙述中正确的是         （填序号）．

A．分液漏斗、滴定管和容量瓶使用前必须检查是否漏水

B．将碘水倒入分液漏斗，再加适量乙醇，充分振荡、静置，可从碘水中萃取碘

C．洁净的铁钉在食盐水中浸泡一段时间，铁钉上有气泡，说明铁发生了析氢腐蚀

D．铁丝在氯气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体

E．酸碱中和滴定实验中，锥形瓶用蒸馏水洗净后直接使用，而滴定管用蒸馏水洗净后，必须润洗后使用
（3）用铜片与稀硝酸反应制取NO气体，如图装置中适合的是      （填图甲或图乙）；装置B中的试剂最好是       ，该装置的作用是

有一混合物的水溶液，只可能含以下离子中的若干种：K^＋ 、Al^3＋ 、Fe^3＋ 、Mg^2＋ 、Ba^2＋ 、 NH₄^＋、Cl^－ 、CO₃^2－、SO₄^{2 －}，现取三份100 mL溶液进行如下实验：
①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生。
②第二份加过量NaOH溶液加热后收集到气体0.02 mol，无沉淀生成，同时得到溶液甲。
③在甲溶液中通过量CO₂，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02 g。
④第三份加足量BaCl₂溶液后得白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤干燥后质量为11.65 g。
根据上述实验回答：
（1）一定不存在的离子是___________，不能确定是否存在的离子是_____________。
（2）试确定溶液中肯定存在的阴离子及其浓度(可不填满)：
离子符号______，浓度__________________；
离子符号______，浓度__________________；
（3）试确定K^＋ 是否存在________(填“是”或“否”)，判断的理由是__________。

工业上常利用含硫废水生产Na₂S₂O₃·5H₂O，实验室可用如下装置(略去部分夹持仪器)模拟生产过程。

烧瓶C中发生反应如下：
Na₂S(aq)＋H₂O(l)＋SO₂(g)=Na₂SO₃(aq)＋H₂S(aq)(Ⅰ)
2H₂S(aq)＋SO₂(g)=3S(s)＋2H₂O(l)  (Ⅱ)
S(s)＋Na₂SO₃(aq)Na₂S₂O₃(aq)  (Ⅲ)
（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                  。装置E中为         溶液。
（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na₂S和Na₂SO₃恰好完全反应，则烧瓶C中Na₂S与Na₂SO₃的物质的量之比为         。
（3）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．蒸馏水                         B．饱和Na₂SO₃溶液
C．饱和NaHSO₃溶液                 D．饱和NaHCO₃溶液
实验中，为使SO₂缓慢进入烧瓶C，采用的操作是         。已知反应(Ⅲ)相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是                                    。
反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器还有         。
A．烧杯       B．蒸发皿       C．试管      D．锥形瓶
（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶即可析出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：S₂O₃^2—＋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

为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组同学用如图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。

实验过程：
Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。
Ⅳ.……
（1）A中产生黄绿色气体，其电子式是                     。
（2）验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是                           。
（3）B中溶液发生反应的离子方程式是                             。
（4）氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：从原子结构分析，同主族元素从上到下                ，得电子能力逐渐减弱。
（5）为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作和现象是___________       ___。

实验室以苯、乙醛为原料，AlCl₃为催化剂制备1，1–二苯乙烷，其反应原理为：

已知：AlCl₃固体遇水会发生较强烈水解。
I．制取装置如右图所示。

（1）该反应需控制反应温度为20℃。控制20℃的方法是          ；该反应不高于20℃的可能原因是：         。
（2）仪器a的作用是                ；装置c的作用是吸收HCl，写出产生HCl的化学方程式            ；装置b的作用是                 。
Ⅱ．实验结束后，将三口烧瓶中的混合物倒入冷稀盐酸中，用分液漏斗分离出有机层，依次用水、2％碳酸钠溶液、水洗涤，洗涤后加入少量无水硫酸镁固体，过滤、蒸馏，得到1，1–二苯乙烷。
（1）分液漏斗中，产品在     (填“上”或“下”)层；洗涤操作中，第二次水洗的目的是            ；无水硫酸镁也可用物质                代替。
（2）蒸馏提纯时，下列装置中会导致收集到的产品中混有低沸点杂质的装置是           (选填编号)。

（3）三口烧瓶中加入120mL苯(密度0．88g/mL)、19g A1C1₃和3．7g乙醛，20℃时充分反应，制得纯净的1，1–二苯乙烷7．8g。该实验的产率约为            。