高中化学实验题

下图所示是用于气体制备、干燥、性质验证、尾气处理的部分仪器装置（加热及夹持固定装置均已略去）。请根据下列要求回答问题。

（1）若锥形瓶中盛装Na₂O₂固体，分液漏斗中盛装浓氨水，慢慢打开分液漏斗的活塞：
① 锥形瓶内产生的气体主要有（写化学式）                 。
② 用产生的气体做氨的催化氧化实验，各仪器装置按气流方向从左到右连接顺序是（填字母）（  ）→（  ）→（  ）→E 
③试管B中的现象为             ，反应方程式为                       。
（2）若锥形瓶中盛装锌片，分液漏斗中盛装稀硫酸，当仪器连接顺序为A→C→B→B→D时，两次使用B装置，其中所盛的药品依次是CuO、无水CuSO₄粉末。
①此实验的目的是                                             ，
D装置的作用是                                             。
②为了使B中CuO反应充分，在不改变现有药品的条件下，可采取的方法有                     。（写出一种即可）
③加热前必须进行的操作是                                    。

磷矿石主要以磷酸钙〔Ca₃(PO₄)₂·H₂O〕和磷灰石〔Ca₅F(PO₄)₃、Ca₅(OH)(PO₄)₃〕等形式存在。图(a)为目前国际上磷矿石利用的大致情况，其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸。图(b)是热法磷酸生产过各中由磷灰石制单质磷的流程。

部分物质的相关性质如下：

	熔点/℃	沸点/℃	备注
白磷	44	280.5
PH3	-133.8	-87.8	难溶于水，具有还原性
SiF4	-90	-86	易水解

回答下列问题：
（1）世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料，约占磷矿石使用量的      %。
（2）以磷灰石为原料，湿法磷酸过程中Ca₅F(PO₄)₃反应的化学方程式为：                                                     。现有1吨折合含有五氧化二磷约30%的磷灰石，最多可制得85℅的商品磷酸             吨。
（3）如图(b)所示，热法生产磷酸的第一步是将二氧化硅、过量焦炭与磷灰石混合，高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是：           (填化学式) ，冷凝塔1的主要沉积物是：       冷凝塔2的主要沉积物是：     
（4）尾气中主要含有           ，还含有少量PH₃、H₂S和HF等，将尾气先通入纯碱溶液，可除去            ；再通入次氯酸钠溶液，可除去             (均填化学式)
（5）相比于湿法磷酸，热法磷酸工艺复杂，能耗高，但优点是：                      。

某学习小组利用下列装置进行 CO₂与饱和 Na₂CO₃溶液反应制备 NaHCO₃。

（1）选取必要的实验装置，正确的连接顺序为                    (填序号)。
（2）为确定制得的固体样品是纯净的 NaHCO₃，小组同学提出下列实验方案：
甲方案：将样品溶液与饱和澄清石灰水反应，观察现象。
乙方案：将样品溶液与 BaCl₂溶液反应，观察现象。
丙方案：测定 pH 法。
丁方案：热重分析法。
①判定甲方案             (填“可行”或“不可行”)。
②为判定乙方案的可行性，某同学用 NaHCO₃分析纯配制的溶液，与 BaCl₂溶液等体积混合进行实验，结果如下。

(i)此实验已可说明乙方案是不可行的。请结合以下数据，并通过计算说明产生浑浊的原因。答：__________________________________________________________。
[已知：0.1mol·L^-1NaHCO₃溶液电离出的 c(CO₃^2-) 为0.0011mol·L^-1，Ksp(BaCO₃)=5.1×10^-9]
(ii)产生浑浊的离子方程式_______________________________________。
③使用 pH 计测定的丙方案是______________________________________________。 
④进行丁方案实验，得到不同升温速率下的热重曲线如下图。

(i)样品的纯度为_________________。
(ii)升温速率对实验结果______________(填“有较大”、“有较小”或“没有”)影响。

(Ⅰ)（1）甲醇对水质会造成一定的污染，有一种电化学法可消除这种污染，其原理是：通电后，将Co²⁺氧化成Co³⁺，然后以Co³⁺做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO₂而净化．实验室用如图装置模拟上述过程：

①写出阳极电极反应式____________________________________________．
②写出除去甲醇的离子方程式__________________________________________．
③若右图装置中的电源为甲醇-空气-KOH 溶液的燃料电池，则电池负极的电极反应式：__________________________________________，净化含1mol甲醇的水燃料电池需消耗KOH______mol．
(Ⅱ)化学在环境保护中起着十分重要的作用，电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。电化学降解NO₃^－的原理如下图所示。

（1）电源正极为           (填A或B)，阴极反应式为                 。
（2）电解过程中转移了2mol电子，则膜两侧电解液的质量变化差(Δm_左－Δm_右)为        g。

如图1是盛硫酸的试剂瓶上的标签的部分内容，现实验需要0.5 mol•L^-1H₂SO₄溶液480mL，若由你来配制所需溶液，请根据实验室已有的仪器和药品情况回答下列问题：

（1）容量瓶应如何检漏____________________________________；
（2）实验中除量筒、烧杯外还需要的其他仪器________________；
（3）计算所需浓硫酸的体积约为______mL；若将该硫酸与等体积的水混合，所得溶液中溶质的质量分数__________49%（填“＜”、“=”或“＞”）。
（4）下列操作会引起所配溶液浓度偏大的是_______（填字母）。
A．用量筒量取浓硫酸时，仰视量筒的刻度
B．向容量瓶中转移时，溶液未冷却
C．定容时仰视刻度线
D．定容后倒置摇匀后再正立时，发现液面低于刻度线
（5）温度计、量筒、滴定管的一部分如图2所示，下述读数（虚线所指刻度）及说法正确的是_____（填字母）．A．①是量筒，读数为2.5mLB．②是量筒，读数为2.5mLC．③是滴定管，读数为2.5mLD．①是温度计，读数为2.5℃

铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为Al₂O₃，还含有Fe₂O₃、FeO、SiO₂)中，工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如图1．

（1）在滤液A中加入漂白液，目的是氧化除铁，所得滤液B显酸性．
①检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为______________________(注明试剂、现象)；
②由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为：边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、___________、_________、洗涤；
（2）新型铝空气电池具有比能量大、质量轻、无毒和危险性等优点．Al电极易被NaOH溶液腐蚀，这是该电池目前未能推广使用的原因之一，电极被腐蚀的离子方程式为
（3）对金属制品进行抗腐蚀处理，可延长其使用寿命．图3为铝材表面处理的一种方法
①碱洗的目的是除去铝材表面的自然氧化膜，原理是___________________________(用离子方程式表示)．为将碱洗槽液中铝元素以沉淀形式回收，最好向槽液中加入下列试剂中的___________
a．NH₃         b．CO₂        c．NaOH      d．HNO₃
②以铝材为阳极，在H₂SO₄溶液中电解，铝材表面形成氧化膜，则阳极电极反应为______________；取少量废电解液，加入NaHCO₃，溶液后产生气泡和白色沉淀，产生沉淀的原因是______________．(用离子方程式表示)。

[化学选修2—化学与技术]
为了回收利用废钒催化剂（含有V₂O₅、VOSO₄及不溶性残渣），科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，主要流程如下：

部分含钒物质在水中的溶解性如下：

物质	VOSO4	V2O5	NH4VO3	（VO2）2SO4
溶解性	可溶	难溶	难溶	易溶

回答下列问题：
（1）工业由V₂O₅冶炼金属钒常用铝热剂法，该反应的氧化剂为______________；
（2）滤液中含钒的主要成分为____________（填化学式）；
（3）该工艺中反应③的沉淀率（又称沉钒率）是回收钒的关键之一，该步反应的离子方程式______________；沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH₄Cl加入质量与料液中V₂O₅的质量比）和温度．根据下图判断最佳控制氯化铵系数和温度为________、______℃；

（4）用硫酸酸化的H₂C₂O₄溶液滴定（VO₂）₂SO₄溶液，以测定反应②后溶液中含钒量，反应方程式为：2VO₂⁺+H₂C₂O₄+2H⁺=2VOⁿ⁺+2CO₂↑+mH₂O，其中n、m分别为_______、______；
（5）全矾液流电池的电解质溶液为VOSO₄溶液，电池的工作原理为：VO²⁺+H₂O+V³⁺ VO₂⁺+V²⁺+2H⁺，电池放电时正极的电极反应式为______________。

铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr₂O₃，还含有MgO、Al₂O₃、Fe₂O₃等杂质，以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）的流程图：

已知：①4FeO•Cr₂O₃+8Na₂CO₃+7O₂8Na₂CrO₄+2Fe₂O₃+8CO₂↑；
②Na₂CO₃+Al₂O₃2NaAlO₂+CO₂↑；
③Cr₂CO₇^2-+H₂O2CrO₄^2-+2H⁺
根据题意回答下列问题：
（1）固体X中主要含有______________（填写化学式）；要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5，应该使用_____________________（填写仪器或试剂名称）；
（2）酸化步骤用醋酸调节溶液pH＜5，其目的是_____________________；
（3）操作Ⅲ有多步组成，获得K₂Cr₂O₇晶体的操作依次是：加入KCl固体、蒸发浓缩、________、过滤、_______、干燥；
（4）如表是相关物质的溶解度数据，操作III发生反应的化学方程式是：Na₂Cr₂O₇+2KCl→K₂Cr₂O₇+2NaCl，该反应在溶液中能发生的理由是_____________________；

物质	KCl	NaCl	K2Cr2O7	Na2Cr2O7
溶解度（g/100g水）	0℃	28	35.7	4.7	163
40℃	40.1	36.4	26.3	215
80℃	51.3	38	73	376

（5）副产品Y主要含氢氧化铝，还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质，精确分析Y中氢氧化铝含量的方法是称取ng样品，加入过量________（填写试剂）、溶解、过滤、再质量分数为________（填写试剂）、…灼烧、冷却、称量，得干燥固体mg．计算祥品中氢氧化铝的________(用含m、n的代数式表示）。

已知：ICl的熔点为13.9℃，沸点为97.4℃，易水解，且能发生反应：ICl(l)+Cl₂(g)=ICl₃(l)

（1）装置A中发生反应的化学方程式是________________________________；
（2）装置B的作用是___________________，不能用装置F代替装置E，理由_______________________；
（3）所制得的ICl中溶有少量ICl₃杂质，提纯的方法是___________（填标号）；

A．过滤

B．蒸发结晶

C．蒸馏

D．分液

（4）用ICl的冰醋酸溶液测定某油脂的不饱和度．进行如下两个实验，实验过程中有关反应为：
①
②ICl+KI═I₂+KCl
③I₂+2Na₂S₂O₃═2NaI+Na₂S₄O₆
实验1：将5.00g该油脂样品溶于四氯化碳后形成100mL溶液，从中取出十分之一，加人20mL某ICl的冰醋酸溶液（过量），充分反应后，加人足量KI溶液，生成的碘单质用a mol•L^-1的Na₂S₂O₃标准溶液滴定．经平行实验，测得消耗的Na₂S₂O₃溶液的平均体积为V₁mL．
实验2（空白实验）：不加油脂样品，其它操作步骤、所用试剂及用量与实验1完全相同，测得消耗的Na₂S₂O₃溶液的平均体积为V₂mL．
①滴定过程中可用___________作指示剂．
②滴定过程中需要不断振荡，否则会导致V_{1_}________（填“偏大”或“偏小）．
③5.00g该油脂样品所消耗的ICl的物质的量为___________mol，由此数据经换算即可求得该油脂的不饱和度。

甲乙两同学对保存已久的Na₂SO₃试剂进行试验探究。取适量Na₂SO₃样品于洁净烧杯中，加入适量蒸馏水，充分搅拌全部溶解。
（1）测上述溶液的PH值，其PH值＞7，原因是（用离子方程式表示）                       
（2）取少量上述溶液于试管中，加入硝酸钡溶液生成白色沉淀，再加入盐酸，白色沉淀不溶解，甲认为已变质，乙认为他的结论不科学，理由是                    
（3）假设试剂由Na₂SO₃和Na₂SO₄组成，设计试验方案，进行成分检验，他们决定继续探究，请在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。限选试剂及仪器：稀盐酸、稀硝酸、氯化钡溶液，品红溶液，酸性高锰酸溶液，NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置。
步骤2：取适量步骤1所得溶液于试管中，加入少量的                    溶液。	若溶液褪色，说明其有         若溶液不褪色，说明其中没有
步骤3： 再取适量步骤1所得溶液于另一试管中，先加入足量的稀盐酸，再滴加           溶液。	如果有白色沉淀生成，则说明其中有             ，已经变质。 如果没有白色沉淀生成，则说明其中没有

（4）经实验检验后，确实已变质，现准确测定其中Na₂SO₃的含量。实验如下：
①配制250ml 约0.2mol•L^-1 Na₂SO₃溶液：准确称取w克试样，置于烧杯中，加适量蒸馏水溶解，将溶液转入            ，洗涤，定容，摇匀。
②滴定：准确量取25.00ml Na₂SO₃所配制溶液于锥形瓶中，将 0.05mol•L^-1酸性高锰酸钾装入50ml          （填酸式或碱式）滴定管，滴定至终点，记录数据。重复滴定2次。平均消耗KMnO₄VmL。
③计算Na₂SO₃的质量分数=              （只列出计算式，不要求算出结果）

某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验，并利用产物进一步制取FeCl₃·6H₂O 晶体。（图中夹持及尾气处理装置均已略去）
 
（1）烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是                           。
装置B中发生反应的化学方程式是 ____________________________
（2）如果要在C处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行                     ，装置E中的现象是                         
（3）停止反应，待B管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤。简述检验滤液中Fe³⁺的操作方法 __________________________。
（4）该小组学生利用上述滤液制取FeCl₃·6H₂O晶体，设计流程如下：
 
① 步骤I中通入Cl₂的作用是____________________________。
② 步骤II从FeCl₃稀溶液中得到FeCl₃·6H₂O晶体的主要操作包括：                    

现用质量分数为98%、密度为1．84g•cm³的浓H₂SO₄配制500mL、0．2mol•L^-1的稀H₂SO₄．可供选择的仪器有：①玻璃棒 ②烧瓶 ③烧杯 ④药匙 ⑤量筒 ⑥容量瓶 ⑦托盘天平。
请回答下列问题：
（1）上述仪器中，在配制稀H₂SO₄时用不到的有____________（填代号）．配制时还欠缺的仪器是___________。
（2）经计算，需浓H₂SO₄的体积为____________mL（精确到0．1）。
（3）配制过程有以下操作：
A 移液    B 量取      C 洗涤      D 定容      E 溶解    F 摇匀
其正确的操作顺序应是_________________(填序号)。
（4）在配制过程中，其他操作都准确，下列操作中，能引起误差偏高的有__________（填代号）
①洗涤量取浓H₂SO₄后的量筒，并将洗涤液转移到容量瓶中
②稀释后的H₂SO₄溶液未等冷却至室温就转移到容量瓶中
③定容摇匀后，发现液面低于标线，又用胶头滴管加蒸馏水至标线
④转移前，容量瓶中含有少量蒸馏水
⑤定容时，俯视标线
（5）从上述容量瓶中移取25．00mL的稀硫酸溶液于100mL的容量瓶，加水稀释至刻度线。请问所得溶液中c(H⁺)=____________。

有一包从海水获得的粗盐，已经经过初步的提纯。课外活动小组对它的成分进行探究，并将粗盐进一步提纯。
探究一：这包粗盐中还有什么杂质？估计还含有氯化钙和氯化镁。
（1）现用实验验证推测：取样并溶解，加入几滴氢氧化钠溶液，目的是检验有没有___________________，接着再加数滴碳酸钠溶液，目的是检验有没有____________________。实验证明含有的杂质是氯化钙。
探究二：这包粗盐中氯化钠的质量分数是多少？接下面步骤继续实验：
①称取一定质量样品；
②将样品加水溶解；
③向粗盐溶液加入过量的某种试剂，过滤；
④沉淀洗涤后小心烘干，得到纯净固体Ａ；
⑤滤液在进行某一操作后，移入蒸发皿蒸发，得到纯净固体Ｂ；
⑥称量实验中得到的某种固体。
（2）在②③⑤的步骤中，都使用到的同一仪器是____________，它在步骤②和⑤的操作方法相同，但目的不同，在步骤②的目的是_____________________，步骤⑤的目的是________________。
（3）在步骤③中加入的试剂是________________
（4）步骤⑥中，你认为需要称量的固体是A还是B____________

（一）酸碱中和滴定是利用中和反应，用已知浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱（或酸）的实验方法。某学生用0.1032 mol·L^－1的氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸溶液，其操作可分解为如下几步：
（A）移取25.00mL待测的盐酸溶液注入洁净的锥形瓶，并加入2-3滴酚酞
（B）用标准溶液润洗滴定管2-3次
（C）把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好，调节液面使滴定管尖嘴充满溶液
（D）取标准NaOH溶液注入碱式滴定管至0刻度以上2-3cm
（E）调节液面至0或0刻度以下，记下读数
（F）把锥形瓶放在滴定管的下面，用标准KOH溶液滴定至终点，记下滴定管液面的刻度
完成以下填空：
（1）正确操作的顺序是（用序号字母填写）______________________。
（2）重复三次的实验数据如下表所示：

实验序号	消耗0.1032 mol·L^－1的氢氧化钠溶液的体积/mL	待测盐酸溶液的体积/mL
1	28.84	25.00
2	27.83	25.00
3	27.85	25.00

则待测HCl的物质的量浓度是________mol·L^－1。
（3）滴定至终点的现象是                   。
（4）下列操作中可能使所测盐酸的浓度数值偏低的是                 。
A．碱式滴定管未用标准溶液润洗就直接注入标准液
B．滴定前盛放盐酸的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C．碱式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失
D．读取氢氧化钠溶液体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数
（5）若用同浓度的氨水与同浓度的盐酸混合至二者恰好完全中和时，该溶液中离子浓度大小关系为                 。
（二）从海水中提取溴的工业流程如图：

（1）以上步骤Ⅰ中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将之转变成化合态的溴，其目的是               。
（2）上述流程中吹出的溴蒸气，也可先用二氧化硫水溶液吸收，再用氯气氧化后蒸馏。写出溴与二氧化硫水溶液反应的化学方程式：                    。

制得的碳酸钠样品中往往含有少量NaCl，现欲测定样品中Na₂CO₃的质量分数，某探究性学习小组分别设计了如下实验方案。请回答下列有关问题：
方案一：把一定质量的样品溶解后加入过量的CaCl₂溶液，将所得沉淀            (填操作名称)、洗涤、烘干、称量、计算。洗涤沉淀的具体操作是                             。
方案二：把一定量的样品与足量硫酸反应后，用下图所示装置测定产生CO₂的体积，为了确保测定结果的准确性，B中的溶液最好采用              。下图装置中实验仪器a的名称是        。

方案三：利用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等在图中均已略去）。实验步骤如下：
①按图连接装置，并检查气密性；
②准确称得盛有碱石灰的干燥管D的质量为33.4g；
③准确称得6g纯碱样品放入容器b中；
④打开分液漏斗a的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；
⑤打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为35.6g。

（1）若④⑤两步的实验操作太快，则会导致测定结果          （填“偏大”或“偏小”）。
（2）装置A中试剂X应选用                 。
（3）E装置的作用是                 。
（4）根据实验中测得的有关数据，计算纯碱样品Na₂CO₃的质量分数为           （结果保留小数点后一位）。