高中化学实验题

三氯化磷（）和三氯氧磷（POCl₃）是两种遇水会强烈水解的物质。PCl₃是合成药物的重要化工原料；POCl₃用于制取染料中间体，有机合成的氯化剂、催化剂和阻燃剂，还常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料。
I.白磷和Cl₂化合制PCl₃
已知白磷与少量Cl₂反应生成PCl₃，与过量Cl₂反应生成PCl₅；PCl₃遇O₂会生成POCl₃；POCl₃能溶于PCl₃。实验室制取PCl₃的装置示意图和有关数据如下：

实验过程中要加入白磷、通入CO₂、通入Cl₂、加热，实验时具体的操作顺序是：打开K₂，使体系中充满CO₂，再加入白磷，打开K₁，通入氯气，再加热。
（1）干燥管中碱石灰的作用是_______________。
（2）PCl₃强烈水解的产物是H₃PO₃和HCl，PC1₃遇水所得溶液中除OH^-之外其它离子的浓度由大到小的顺序是____________________（己知亚磷酸H₃PO₃是二元弱酸：H₃PO₃H⁺+ H₂PO₃^-，H₂PO₃^-H⁺+HPO₃^2-）。
（3）实验制得的粗产品中常含有POCl₃、PC1₅等，PC1₅先用白磷除去后，再用____________方法除去PC1₃中的POCl₃制备纯净的PCl₃。
A．萃取            B．过滤           C．蒸馏            D．蒸发结晶
II.氯化水解法生产POC1₃
主要反应是：PC1₃+C1₂+H₂O=POC1₃+2HCl，流程如下：

（1）若将0.01mol POCl₃加到水中水解，再与含2.4gNaOH的溶液混合充分反应，并配成1L的溶液，取出少量的溶液于试管中，再向其中逐滴加入0.010mol/L的AgNO₃溶液，则先产生的沉淀是_____________[已知Ksp(Ag₃PO₄)=1.4×10^-16，Ksp(AgCl)=1.8×10^-10]。
（2）通过下列方法可以测定三氯氧磷产品中Cl元素含量，实验步骤如下：
A．取ag产品于锥形瓶中，加入足量NaOH 溶液，再加稀硝酸至酸性。
B．向锥形瓶中加入0.1000 mol/L的AgNO₃溶液40.00mL，使Cl^-完全沉淀。
C．向其中加入2mL硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机物覆盖。
D．加入指示剂，用cmol/LNH₄SCN溶液滴定过量Ag⁺至终点，记下所用体积bmL。
己知：AgSCN是白色沉淀，Ksp(AgSCN)=2×10^-12
①滴定选用的指示剂是_____________(填字母序号)，滴定终点的现象为_________________。
A．FeCl₂     B．NH₄Fe(SO₄)₂     C．淀粉          D．甲基橙
②实验过程中加入硝基苯的目的是覆盖氯化银，防止沉淀转化生成AgSCN而导致数据不准确。如无此操作，所测Cl元素含量将会______________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
③根据上面实验数据计算三氯氧磷产品中Cl元素的含量为______________。

查阅资料知：Br₂的沸点为59℃，微溶于水，有毒性。某化学小组模拟工业流程从浓缩的海水中提取液溴，主要实验装置（夹持装置略去）及操作步骤如下：

①连接A与B，关闭活塞b、d，打开活塞a、c，向三颈瓶A中缓慢通Cl₂至反应完全；
②关闭a、c，打开b、d，向A中鼓入足量热空气；
③进行步骤②的同时，向B中通入足量SO₂；
④关闭b，打开a，再通过A向B中缓慢通入足量Cl₂，完全反应；
⑤将B中所得液体进行蒸馏，收集液溴。
请回答：
（1）可以判断步骤①中反应已经完全的现象是                           。
（2）步骤②中鼓入热空气的作用为                                     。
（3）步骤③中B容器里反应的化学方程式为                             。
（4）本实验多次涉及尾气处理，可吸收处理B中尾气的是____________（填选项）。

A．浓硫酸

B．饱和NaCl溶液

C．NaOH溶液

D．水

（5）用C代替B，进行步骤①和②，此时C中有NaBr、NaBrO₃等物质生成，该反应的化学方程式为                   。
（6）继续向锥形瓶中滴加稀硫酸，经步骤⑤，也能制得液溴。与B装置相比，采用C装置的优点为                     。

Ⅰ.某课外活动小组为了检验浓硫酸与木炭在加热条件下反应产生的SO₂和CO₂气体，设计了如图所示实验装置，a、b、c为止水夹，B是用于储气的气囊，D中放有用I₂和淀粉的蓝色溶液浸湿的脱脂棉。

请回答下列问题
（1）对于易燃、易爆、有毒的化学物质，往往会在其包装上面贴上危险警告标签。浓硫酸的危险警告标签是                  。

（2）装置A中发生反应的化学方程式为_______________________。
（3）此实验成败的关键在于控制反应产生气体的速率不能过快，因此设计了虚框部分的装置，则正确的操作顺序是_________________（用操作编号填写）
①向A装置中加入浓硫酸，加热，使A中产生的气体进入气囊B，当气囊中充入一定量气体时，停止加热；
②待装置A冷却，且气囊B的体积不再变化后，关闭止水夹a，打开止水夹b，慢慢挤压气囊，使气囊B中气体慢慢进入装置C中，待达到实验目的后，关闭止水夹b；
③打开止水夹a和c，关闭止水夹b；
（4）实验时，装置C中的现象为______________________________；
（5）当D中产生____________现象时，可以说明使E中澄清石灰水变浑浊的是CO₂，而不是SO₂；写出D中发生反应的化学方程式，并标出电子转移方向和数目______________。
Ⅱ． Cu与浓硫酸反应可得硫酸铜溶液。某学习小组将铜屑放入一定浓度的硫酸中，加热并不断鼓入空气也可得硫酸铜溶液，其反应原理为2Cu＋O₂＋2H₂SO₄="=" 2CuSO₄＋2H₂O。现欲将12.8g铜完全溶解，加蒸馏水后得200 mL溶液。计算：
（6）参加反应的氧气在标准状况下的体积是___________ L。（不必写计算过程）
（7）所得硫酸铜溶液的物质的量浓度是___________ mol/L（不必写计算过程）

某课外小组研究铝土矿中Al₂O₃的含量。查阅资料得知，铝土矿的主要成分是Al₂O₃，杂质是Fe₂O₃、SiO₂等。从铝土矿中提取Al₂O₃的过程如下：

（1）固体B的主要用途有（写出1条即可）                           。
（2）第①步，向铝土矿中加入足量烧碱溶液，充分反应，发生反应的离子方程式是：                 ；                  。
（3）第③步中，生成氢氧化铝的离子方程式是                  。 若往A溶液中通入足量CO₂，请写出可能发生反应的离子方程式______________。
（4）工业上制取AlCl₃用Al₂O₃与C、Cl₂在高温条件下反应，每消耗0.5 mol碳单质，转移1 mol电子，反应的化学方程式是_____________________。
（5）将实验过程中所得固体精确称量。课外小组发现所得氢氧化铝固体的质量与原铝土矿质量相等，求该铝土矿中Al₂O₃的质量分数。(写出计算过程，计算结果保留一位小数)

在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。 应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”，并收集纯净干燥的气体。请回答该实验中的问题。

（1）写出该反应的化学方程式           ；干燥剂是_________（写名称）。
（2）圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是            ；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，其作用是                。
（3）试管中收集气体是          (写化学式)，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行            。在虚线框内画出收集该气体的装置图。（限选仪器：试管、玻璃导管、水槽）
（4）反应后得到黑色固体，主要成分是Fe₃O₄，还含有少量Fe和FeO；限选以下试剂：稀HNO₃、稀HCl、KSCN溶液、氯水、CuSO₄溶液；
设计实验方案检验所得固体中含有Fe₃O₄，写出实验步骤和实验现象_____________。
‚证明固体中含有没完全反应的Fe____________________________。

根据题目要求填空：
（1）硫、氮的氧化物是主要的大气污染物，对大气的影响之一是导致酸雨。用化学方程式表示NO₂形成酸雨的原因：             ，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为                。
（2）实验室常用的几种气体发生装置如图A、B、C所示：

实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用B装置，反应的化学方程式是______________；如果用C装置，通常使用的药品是______________（写名称）；
‚下图是某学生设计收集氨气的几种装置，其中可行的是______________。

ƒ若用A装置与D装置相连制取并收集X气体，则X可能   是下列气体中的_____________
A.CO₂       B.NO         C.Cl₂          D.H₂
写出A装置中反应的离子方程式_______________。
（3）氢化钠（NaH）是一种还原性极强的物质，广泛应用于工业生产。
氢化钠（NaH）中Na元素的化合价为+1，在高温下氢化钠（NaH）可将四氯化钛(TiCl₄)还原成金属钛，该反应的化学方程式为                       。
‚NaH能与水剧烈反应：NaH＋H₂O===NaOH＋H₂↑，NaH与液氨(NH₃)也有类似反应，该反应的化学方程式为_________________________。
如果有12g NaH参加此反应，则转移电子的物质的量为________mol
（4）用SiHCl₃与过量H₂反应制备纯硅的装置如图所示(热源及夹持装置均已略去)：

SiHCl₃遇水剧烈反应生成H₂SiO₃、HCl和另一种物质，写出配平的化学反应方程式：_____________；H₂还原SiHCl₃过程中若混入O₂，可能引起的后果是___________；

某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来滴定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液时，选择酚酞作指示剂。请填写下列空白：
（1）用标准的盐酸溶液滴定待测的氢氧化钠溶液时，左手把握酸式滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视______________。直到_________                    _
( 2)下列说法中正确的有                               
A．滴定管主要用来精确地放出一定体积的溶液
B．碱性溶液和强氧化性溶液应该选择碱式滴定管
C．滴定管润洗的方法是从上口将所要盛装的溶液装满,在从下口将液体放入预置的烧杯中
D．排出碱式滴定管尖嘴部分气泡的方法是打开活塞快速放液以赶走气泡
E．本实验中待测的氢氧化钠溶液需要用量筒来量取
（3）下列操作中可能使所测氢氧化钠溶液的浓度数值偏低的是_______________
A．酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗就直接注入标准盐酸溶液
B．滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C．酸式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失
D.读取盐酸体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数
（4）若滴定开始和结束时，酸式滴定管中的液面如图所示，请将数据填入下面表格的空白处。

滴定次数	待测氢氧化钠溶液的体积/mL	0.1000mol/L盐酸的体积(mL)]
滴定前刻度	滴定后刻度	溶液体积/mL
第一次	25.00
第二次	25.00	1.56	28.08	26.52
第三次	25.00	0.22	26.34	26.12

（5）请根据上表中数据列式计算该氢氧化钠溶液的物质的量浓度：c(NaOH)=           。

(I)一种新型的熔融盐燃料电池具有高发电效率而备受重视。现用Li₂CO₃和Na₂CO₃的熔融盐混合物做电解质，一极通入CO气体，另一极通入空气与CO₂的混合气体，制得燃料电池。该电池工作时的正极反应式为：                       ；
(II)某课外活动小组用如图装置进行实验，试回答下列问题:

（1）若开始时开关K与a连接，则B极的电极反应为                      。 向B极附近滴加铁氰化钾溶液现象是                      发生反应的离子方程式                          
（2）若开始时开关K与b连接，则B极的电极反应为                     ，总反应的离子方程式为                      。习惯上把该工业生产称为            
（3）有关上述实验，下列说法正确的是       。

A．溶液中Na^＋向A极移动

B．从A极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝

C．反应很短一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度

D．若标准状况下B极产生2.24 L气体，则溶液中转移0.2 mol电子

（4）该小组同学认为，如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应为               。 此时通过阴离子交换膜的离子数          (填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的氢氧化钾溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或 “D”)____________导出。
③电解过程中阴极区碱性明显增强，用平衡移动原理解释原因___________________

人体血液里Ca²⁺的浓度一般采用mg/cm³来表示。抽取一定体积的血样，加适量的草酸铵[(NH₄)₂C₂O₄]溶液，可析出草酸钙（Ca₂C₂O₄）沉淀，将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸（H₂C₂O₄），再用酸性KMnO₄溶液定量反应即可测定血样样品中Ca²⁺的浓度。某研究性学习小组设计如下实验步骤测定血液样品中Ca²⁺的浓度。

【实验探究一】配制酸性KMnO₄标准溶液。如上图所示是配制100mL 酸性KMnO₄标准溶液的过程示意图。
（1）请你观察图示判断其中不正确的操作有____________（填序号）；
（2）其中确定100mL溶液体积的容器是____________（填名称）；
（3）如果按照图示的操作所配制溶液进行实验，在其他操作均正确的情况下，所得KMnO₄溶液浓度将_________（填“偏大”或“偏小”）。
【实验探究二】测定血液样品中Ca²⁺的浓度，抽取血样20.00mL，经过上述处理后得到草酸，再用0.020mol/L 酸性KMnO₄溶液与之反应，使草酸转化成CO₂逸出，这时共消耗12.00mL KMnO₄溶液。
（4）已知草酸跟KMnO₄反应的离子方程式为：2MnO₄^-+5H₂C₂O₄+6H⁺═2Mn^x++10CO₂↑+8H₂O则式中的x=_________
（5）经过计算，血液样品中Ca²⁺的浓度为___________ mg/cm³。

某化学课外兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应，用下图所示装置时行实验：
 
（1）B是用来收集实验中产生的气体的装置，装置图补充完整后正确的是__________；

（2）实验中他们取6.4g铜片和12mL 18mol·L^-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直到反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，该小组中的同学认为还有一定量的硫酸剩余。
① 请写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式：_____________________________________。
②下列试剂中，能证明反应停止后烧瓶中有硫酸剩余的是___________（填写字母编号）。

A．硫酸钠溶液

B．BaCl2溶液

C．银粉

D．Na2CO3溶液

③为什么有一定量的硫酸剩余但未能使铜片完全溶解？你认为原因是__________________________。
（3）为了确定反应生成的主要气体成分，还可以在实验装置A和B之间补充以上右图D装置，其中洗气瓶中可以盛有__________（试剂）。

铝是一种重要金属，工业上用铝土矿（主要成分为Al₂O₃，还有少量的Fe₂O₃，SiO₂等杂质）提取氧化铝作冶炼铝的原料，提取的操作过程如下：

①I和II步骤中分离溶液和沉淀的操作是__________________；
②沉淀M中除含有泥沙外，一定还含有_____________________；
③步骤Ⅲ中加热Al(OH)₃得到固体N的操作需要使用的仪器除了酒精灯、三角架、泥三角，还有______________；（填入仪器的名称）
④滤液X中，含铝元素的溶质的化学式为___________；实验室里常往AlCl₃溶液中加入___________（填“氨水”或“NaOH溶液”）来制取A1(OH)₃．

针对网络上流传的隔夜熟肉中因亚硝酸钠(NaNO₂)含量严重超标而不能食用的说法，某兴趣小组开展如下探究活动：
活动一：查阅资料
NaNO₂有毒，具有较强氧化性和较弱还原性，NaNO₂溶液显碱性，国家规定肉制品中NaNO₂含量不能超过30mg/kg。

（1）NaNO₂溶液显碱性的原因是_____________________。(用离子方程式表达)
活动二：鉴别NaNO₂与食盐
（2）可用稀硫酸、淀粉和KI溶液鉴别，溶液变蓝的是_________。(填化学式)
活动三：探究NaNO₃与NaNO₂的相互转化
（3）制取NaNO₂与NaNO₃混合溶液的装置示意图如右图。
已知：2NO₂+2NaOH==NaNO₂+NaNO₃+H₂O
①装置II中的试剂不能为水，理由是________________。
②装置III中反应完全后，接下来的操作是打开活塞______(选填“a”或“b”,下同)，关闭活塞______。
（4）将NaNO₂与NaNO₃混合溶液露置于空气，隔夜后，测得溶液的pH减小，则溶液中NaNO₂的含量____________(选填“增多”、“减少”、或“不变”)，原因可能是____________________(用化学方程式解释)。
活动四：检测熟肉中NaNO₂含量的变化
（5）分别从1000g刚煮熟的肉和1000g隔夜熟肉中提取NaNO₂，配成溶液，再分别用0.00500mol／L酸性高锰酸钾溶液滴定，刚煮熟的肉消耗12.00mL，隔夜熟肉消耗16.00mL。(提示：MnO₄^一转化为Mn²⁺，NO₂^一转化为NO₃^一)
①在该滴定实验中需要用到的实验仪器有___________
A  容量瓶   B  酸式滴定管   C  碱式滴定管
D  分液漏斗   E  锥形瓶  F  烧瓶
② 滴定终点的判断依据为____________________________。
③隔夜熟肉中NaNO₂的含量是________mg／kg ，该数据说明保存得当的隔夜熟肉_________(选填“能”或“不能” )食用。

湿法炼锌为现代炼锌的主要方法，下列是以硫化锌精矿为原料制备单质锌的工业流程。

（1）烟气不能直接排放，可用于制取一种常见的强酸，该强酸为__________ 。
（2）浸出液以硫酸锌为主，还含有Fe ³⁺、Fe ²⁺、A1 ³⁺、Cu ²⁺、Cd ²⁺、C1^一等杂质，会影响锌的电解，必须除去。净化过程如下：
① 在酸性条件下，用H₂O₂将Fe²⁺氧化成Fe³⁺，离子方程式为_________________。
② 将浸出液的pH调节为5.5左右，使Fe³⁺、A1³⁺形成沉淀而除去，可选用的最佳试剂为__________(填字母)

A．NaOH

B．NH3·H2O

C．ZnOH

D．H2SO4

③ 用Zn除去Cu²⁺和Cd²⁺
④ 用Ag₂SO₄除去Cl^一，发生的离子方程式为，__________________。
（3）用两支惰性电极插入500 mL硫酸锌溶液中，通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出，且电解液在电解前后体积变化可以忽略)，锌在_________极析出，其质量为_________ mg。

苯甲酸是一种重要的化工原料。实验室合成苯甲酸的原理、有关数据及装置示意图如下:

草酸(H₂C₂O₄)为易溶于水的固体
某学习小组在实验室制备、分离、提纯苯甲酸,并测定所得样品的纯度，步骤如下：
一、制备苯甲酸
在三颈瓶中加人2.7mL甲苯、100mL水和2~3片碎瓷片，开动电动搅拌器，a中通入流动水，在石棉网上加热至沸腾，然后分批加入8.5g高锰酸钾，继续搅拌约4~5h，直到甲苯层几乎近于消失、回流液不再出现油珠，停止加热和搅拌，静置。
二、分离提纯
在反应混合物中加入一定量草酸充分反应，过滤、洗涤，将滤液放在冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化，苯甲酸全部析出后减压过滤，将沉淀物用少量冷水洗涤，挤压去水分后放在沸水浴上干燥，得到粗产品。
三、测定纯度
称取mg产品，配成100mL乙醇溶液，移取25.00mL溶液于锥形瓶，滴加2~3滴酚酞，然后用标准浓度KOH溶液滴定。
请回答下列问题:
（1）装置a的名称是____________,其作用为______________________。
（2）甲苯被高锰酸钾氧化的原理为:
,
请完成并配平该化学方程式。
（3）分离提纯过程中加人的草酸是一种二元弱酸,反应过程中有酸式盐和无色气体生成。加入草酸的作用是_______,请用离子方程式表示反应原理_________________________。
（4）产品减压过滤时用冷水洗涤的原因是________________________。
（5）选用下列__________操作,可以将粗产品进一步提纯。(选填字母)

A．溶于水后过滤

B．溶于乙醇后蒸馏

C．用甲苯萃取后分液

D．升华

（6）测定纯度步骤中,滴定终点溶液的颜色变化是______________。若m=1.200g,滴定时用去0.1200mol· L^－1标准KOH溶液20.00mL,则所得产品中苯甲酸的质量分数为_______________。

某化学研究性小组采用如下装置(夹持和加热仪器已略去)电解饱和食盐水一段时间，并通过实验测定产物的量来判断饱和食盐水的电离率。
饱和食盐水的电解率=(电解的氯化钠质量/总的氯化钠质量)×100%

甲方案：利用甲、乙装置测定饱和食盐水的电解率
（1）若饱和食盐水中滴有酚酞，则电解过程中甲装置中的U形管左端的实验现象为________________； 该电解池总反应的化学方程式为________________；
（2）若洗气瓶a中盛放的为足量的氢氧化钠溶液，通过测定洗气瓶a在电解前后的质量变化来计算饱和食盐水的电解率，则正确的连接顺序为__________连_________(填A、B、C、D、E等导管口)，则洗气瓶a中发生反应的离子方程式为________________；
乙方案：利用甲、丙装置测定饱和食盐水的电解率
（3）对于乙方案，有同学提出有两种方法都可测得饱和食盐水的电解率
Ⅰ．通过测定硬质玻璃管中氧化铜固体前后质量差来计算饱和食盐水的电解率。
Ⅱ．通过测定丙装置中除硬质玻璃管外的某装置前后质量差来计算饱和食盐水的电解率
①一同学认为可以在乙方案方法Ⅱ中的装置中添加一干燥装置防止外界空气中的水蒸气的干扰，则  该干燥装置应与__________口连接(填A、B、C、D、E等导管口)。
②另一同学认为乙方案的方法Ⅰ、Ⅱ测得的实验结论都不正确，你是否同意？________(填“同意”或“不同意”)请说明理由 ________________________。
丙方案：只利用甲装置测定饱和食盐水的电解率
（4）若电解150mL饱和食盐水一段时间，测得溶液的为pH为14，求饱和食盐水的电解率__________(保留一位小数，假设电解前后溶液体积不变，饱和食盐水密度约为1.33g/mL，溶解度为36.0g)。