高中化学实验题

实验室有一包固体粉末样品可能是MgCO₃、Fe₂O₃和FeO的混合物。
I．甲学生设计实验方案，以确定样品中是否含有FeO。除样品外，实验室只提供以下试剂：KMnO₄溶液、盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、NaOH溶液，请你描述甲学生的实验操作步骤、现象及结论：                  。
Ⅱ．经甲学生实验确定该样品中不存在FeO，乙学生想在甲学生的实验基础上进一步来测定混合物中Fe₂O₃的含量：乙学生准备用如图所示各仪器按一定顺序连接成一套完整的装置进行实验，以测定Fe₂O₃的质量分数。

请回答下列问题：
（1）盛装盐酸的仪器的名称是               ，装置的连接顺序是：_____→_____→______→_____(填图中字母序号，各仪器只能选用一次)。
（2）实验过程中需要持续通入空气，其作用除可以起到“搅拌”A、D中反应物以实现充分反应外，还有一个重要作用是：____________________________。
（3）为提高测定的准确度，在B中最应加入的物质是：              (填字母编号)。
a．饱和NaHCO₃溶液      b．蒸馏水     c．浓硫酸     d．NaOH溶液
（4）在进行乙学生的实验方案评价时，有学生认为不必测定A中沉淀的质量，而只要测出装置A在吸收反应产生的气体前后的质量差，就能完成实验要求。实验证明，若用此法测得Fe₂O₃的质量分数将__________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

A~G为中学常见的化合物，它们之间有如图所示的转化关系（反应条件及部分产物已略去）。A是绿色固体，含H、C、O、Cu四种元素。常温下D为无色无味气体，B为黑色粉末，E能发生银镜反应。
请回答：
（1）D跟G反应的化学方程式为________________________；
（2）F中一定含有的官能团的名称为_______________________；

（3）某课外小组同学设计了下列实验装置，通过测定某些装置中试剂的质量变化，探究A中各元素的质量关系。

①为使数据准确，还需补充装置，请你在方框内绘出装置图并写出试剂名称；
②向装置中鼓入空气的目的是_________；丙装置中药品的名称为___________，实验时，该药品未见明显变化，证明______________；
③如何判断A已完全分解？
____________________________________________
____________________________________________。
④更精确的测定得出如下数据：A受热后完全分解，固体由8.0 g变为6.0 g，装置乙增重0.90 g。写出A的化学式（表示为碱式盐）：____________________。

过氧化钙是一种温和的氧化剂，常温下为白色的固体，易溶于酸，难溶于水、乙醇等溶剂。某实验小组拟选用如下装置（部分固定装置略）制备过氧化钙。

（1）请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为                  （填仪器接口的字母编号，装置可重  复使用）。
（2）根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：①检验装置的气密性后，装入药品；②打开分液漏斗活塞，通入一段时间气体，加热药品；③反应结束后，           （填操作）；④拆除装置，取出产物。
（3）利用反应Ca^2＋＋H₂O₂＋2NH₃＋8H₂O=CaO₂ .8H₂O↓＋2NH₄^＋,在碱性环境下制取CaO₂的装置如下：

①装置A中发生反应的化学方程式为                           。
②NH₃在Ca^2＋和H₂O₂的反应历程中所起的作用是                            。
③反应结束后，经             （填操作名称）、洗涤、低温烘干可获得CaO₂ .8H₂O。
检验CaO₂ .8H₂O是否洗涤干净的操作为                                     。
④已知CaO₂ 在350℃迅速分解生成CaO和O₂。若所取产品质量是mg，加热至恒重时，
剩余固体ng，则产品中CaO₂ 的质量分数为                （用字母表示）。
（4）钙在空气中燃烧生成氮化钙(Ca₃N₂),同时可能生成过氧化钙。请利用下列试剂，设计试验检验钙的燃烧 产物中是否含有过氧化钙                    。（简要说明实验步骤、现象和结论）
限选试剂：酸化的FeCl₂溶液、NaOH溶液、KSCN溶液、稀硝酸

阿司匹林（乙酰水杨酸，）是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药．乙酰水杨酸受热易分解，分解温度为128～135℃．某学习小组在实验室以水杨酸（邻羟基苯甲酸）与醋酸酐[(CH₃CO)₂O]为主要原料合成阿司匹林，制备基本操作流程如下：

主要试剂和产品的物理常数

名称	相对分子质量	熔点或沸点（℃）	水
水杨酸	138	158（熔点）	微溶
醋酸	102	139.4（沸点）	反应
乙酸水杨酸	180	135（熔点）	微溶

请根据以上信息回答下列问题：
（1）制备阿司匹林时，要使用干燥的仪器的原因是_____________________；
（2）写出制备阿司匹林的化学方程式_____________________；
（3）①合成阿斯匹林时，最合适的加热方法是____________；
②过滤所得粗产品要用少量冰水洗涤，则洗涤的具体操作是_____________________；
（4）提纯粗产物中加入饱和NaHCO₃溶液至没有CO₂产生为止，再过滤，则加饱和NaHCO₃溶液的目的是_____________________；另一种改进的提纯方法，称为重结晶提纯法．方法如下：

（5）改进的提纯方法中加热同流的装置如下图所示，使用温度计的目的是_______________；冷凝水的流进方向是__________（填“b”或“c”）。

（6）检验产品中是否含有水杨酸的试剂是_______________；
（7）该学习小组在实验中原料用量：2.0g水杨酸、5.0mL醋酸酐（ρ=1.08g/cm³），最终称得产品m=2.2g，则所得乙酰水杨酸的产率为_______________；

氧化铁是一种红色的颜料，在工业上常以富含硫酸亚铁的废液为原料生产氧化铁，其主要流程如下：
已知步骤①中硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如下表所示．

温度/℃	0	10	30	50	56.7	60	64	70	80	90
溶解度/g	14.0	17.0	25.0	33.0	35.2	35.3	35.6	33.0	30.5	27.0
析出晶体	FeSO4•7H2O	FeSO4•4H2O	FeSO4•H2O

若从硫酸亚铁溶液中结晶出FeSO₄•7H₂O，控制的温度（t）为 ________________；
（1）步骤②需加一定量硫酸，其主要目的是________________；
（2）生产FeCO₃浊液的离子方程式为________________；
（3）FeCO₃浊液露置在空气中会出现红褐色的固体，该变化的化学方程式为___________；
（4）已知FeSO₄•7H₂O晶体在加热条件下发生反应，其中一种生成物会用于涂料中的着色剂。请写出FeSO₄•7H₂O分解的反应式___________________；利用如图装置可检验该反应的气体产物。

请填写下列空白：
①仪器的连接顺序为a 接_______、_____接_______、____接________、___接_____；
②装置C中的X为____________________。

实验室制备硝基苯的反应原理和实验装置如下：

存在的主要副反应有：在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。
有关数据列如下表：

实验步骤如下：
取100mL烧杯，用20 mL浓硫酸与18 mL浓硝酸配制混和酸，将混合酸小心加入B中。把18 mL（15．84 g）苯加入A中。向室温下的苯中逐滴加入混酸，边滴边搅拌，混和均匀。在50～60℃下发生反应，直至反应结束。
将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中，依次用少量水、5％NaOH溶液和水洗涤。分出的产物加入无水CaCl₂颗粒，静置片刻，弃去CaCl₂，进行蒸馏纯化，收集205～210℃馏分，得到纯硝基苯18g。
回答下列问题：
（1）装置B的名称是___________。装置C的作用是_____________。
（2）配制混合酸时，能否将浓硝酸加入到浓硫酸中，说明理由：________________。
（3）为了使反应在50℃～60℃下进行，常用的方法是______________________。
（4）在洗涤操作中，第二次水洗的作用是__________________________。
（5）在蒸馏纯化过程中，因硝基苯的沸点高于140℃，应选用空气冷凝管，不选用直形冷凝管的原因是_______________________。
（6）本实验所得到的硝基苯产率是______________________。

金属钠与水的反应是中学化学中的一个重要反应。教材中该实验曾出现过几种不同的演示方法，分别如下图中甲、乙、丙所示：

（1）现按图甲所示的方法，在室温时，向盛有饱和Ca(OH)₂溶液的水槽中加入一小块金属钠。下列现象描述正确的是________(填字母)．

A．钠浮在液面上，并四处游动，最后消失

B．钠熔化成一个光亮的小球

C．溶液底部有银白色物质生成

D．恢复到室温时，水槽底部有固体物质析出

（2）请补充并完成甲实验从试剂瓶中取出钠到向水槽中投入钠的有关操作：用镊子从试剂瓶中取出一小块钠→__________________→用镊子夹取切好的金属钠投入到盛有Ca(OH)₂溶液的水槽中。
（3）通过钠和水反应的实验，我们可以得到钠的物理性质有：____________。
（4）用装满水的矿泉水瓶按图丙所示方法进行实验，用手挤压矿泉水瓶(排出水的体积为16．8mL)再塞紧带有钠的塞子。待钠反应结束后，干瘪的带塞矿泉水瓶恢复成原状，假设瓶内、瓶外均属于标准状况，则所用的钠的质量为________。

某学习小组设计了如图所示的实验方案来制取次氯酸钠和探究氯水的性质。图中：①为氯气发生装置；②试管里盛有15 mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中；③试管里是滴有酚酞的NaOH溶液；④为尾气吸收装置。请填写下列空白：

（1）实验前必须对整套装置进行的操作是                        ；
（2）制取氯气时，在烧瓶里加入一定量的二氧化锰，通过__________（填写仪器名称）向烧瓶中加入适量的浓盐酸。实验时为了除去氯气中的氯化氢气体，可在①与②之间安装盛有           （填写下列编号字母）的净化装置。
a．碱石灰    b．饱和食盐水    c．浓硫酸    d．饱和碳酸氢钠溶液
（3）写出②装置中发生的离子反应方程式                    ；
（4）实验中可观察到③试管的实验现象是溶液褪色。某同学提出两种猜想：
猜想一：氯气与NaOH溶液发生反应使溶液褪色
猜想二：                                           。
请设计实验验证哪种猜想是正确的？

铁做为重要的金属元素与人类生产生活密切相关，某课外活动小组在学习了氧化剂和还原剂后，要利用实验验证铁及其化合物的性质。
请你帮助他们完成以下实验报告：
（1）实验目的：探究铁及其化合物的氧化性和还原性
（2）试剂：铁粉、FeCl₃溶液、FeCl₂溶液、氯水、锌片、铜片
（3）仪器：胶头滴管，                  （你认为本实验必不可少的一种玻璃仪器）。
（4）实验记录（虚线部分不必填写）

序号	实验内容	实验现象	离子方程式	实验结论
①	在FeCl2溶液中滴入适量氯水	溶液由浅绿色变为棕黄色		Fe^2+具有还原性
②	在FeCl2溶液中加入锌片		Zn＋Fe^2+＝Zn^2+＋Fe
③	在FeCl3溶液中加入足量铁粉		Fe＋2Fe^3+＝3Fe^2+	Fe^3+具有氧化性
④		溶液由黄色变为蓝色		Fe^3+具有氧化性

（5）实验结论：Fe只有还原性，Fe³⁺只有氧化性，Fe²⁺既有氧化性，又有还原性。
①根据以上结论判断，下列物质中既有氧化性，又有还原性的有：              （填序号）。
A  Cl₂    B  Na    C  Na⁺    D  Cl^－    E  NO₂
②亚铁盐在溶液中易被氧化，而实验室中需要纯净的亚铁盐溶液。那么保存亚铁盐溶液时应该加入少量            防止亚铁盐被氧化。

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 c₁ 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^－1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V₂ mL NaOH溶液。

②氯的测定。
回答下列问题：
（1）装置中安全管的作用原理是______________。
（2）用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时，应使用________式滴定管，可使用的指示剂为________。
（3）样品中氨的质量分数表达式为_________________。
（4）测定氨前应该对装置进行气密性检查，若气密性不好测定结果将_________(填“偏高”或“偏低”)。
（5）氯的测定采用莫尔法，莫尔法是一种沉淀滴定法，用标准硝酸银溶液滴定，进行测定溶液中Cl^－的浓度。已知：

银盐 性质	AgCl	AgBr	AgCN	Ag2CrO4	AgSCN
颜色	白	浅黄	白	砖红	白
溶解度(mol·L^－1)	1.3410^－6	7.110^－7	1.110^－8	6.510^－5	1.010^－6

①若用AgNO₃溶液滴定待测液，可选为滴定指示剂的是__________。
A．NaCl   B．BaBr₂   C．Na₂CrO₄        D KSCN
②滴定终点的现象是_____________________________________。

某研究小组利用下图装置探究温度对CO还原Fe₂O₃的影响(固定装置略)

（1）MgCO₃的分解产物为                。
（2）装置C的作用是                       ，处理尾气的方法为                     。
（3）将研究小组分为两组，按图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末（纯净物），两组分别用产物进行以下实验。（Fe²⁺ 遇K₃[Fe(CN)₆]溶液会生成蓝色沉淀）

步骤	操作	甲组现象	乙组现象
1	取黑色粉末加入稀盐酸	溶解，无气泡	溶解，有气泡
2	取步骤1中溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液	蓝色沉淀	蓝色沉淀
3	取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液	变红	无现象
4	向步骤3溶液中滴加新制氯水	红色褪去	先变红，后褪色

①乙组得到的黑色粉末是                。
②甲组步骤1中反应的离子方程式为                          。
③乙组步骤4中，溶液变红的原因为                          ；溶液褪色可能的原因为                      。
④从实验安全考虑，题图装置还可采取的改进措施是                       。

次硫酸氢钠甲醛(NaHSO₂·HCHO·2H₂O)俗称吊白块，不稳定，120℃时会分解，在印染、医药以及原子能工业中有广泛应用。以Na₂SO₃、SO₂、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如图：

步骤1：在三颈烧瓶中加入一定量Na₂SO₃和水，搅拌溶解，缓慢通入SO₂，至溶液pH 约为4，制得NaHSO₃溶液．
步骤2：将装置A 中导气管换成橡皮塞．向烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液，在80～90℃下，反应约3h，冷却至室温，抽滤；
步骤3：将滤液真空蒸发浓缩，冷却结晶．
（1）装置B 的烧杯中应加入的溶液是_________________；冷凝管中冷却水从__________(填“a”或“b”)口进水。
（2）A中多孔球泡的作用是_________________；
（3）写出步骤2中发生反应的化学方程式_________________；
（4）步骤3中在真空容器中蒸发浓缩的原因是是防止温度过高使产物分解，也防止_______________；
（5）为了测定产品的纯度，准确称取2.0g样品，完全溶于水配成100mL溶液，取20.00mL所配溶液，加入过量碘完全反应后(已知I₂不能氧化甲醛，杂质不反应)，加入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。[M(NaHSO₂·HCHO·2H₂O)=154g/mol]
①如何检验沉淀是否洗净_____________________________。
②则所制得的产品的纯度为_____________。

亚氯酸钠（NaClO₂）是重要漂白剂，探究小组开展如下实验，回答下列问题：
实验Ⅰ：制取NaClO₂晶体按如下图装置进行制取。

已知：NaClO₂饱和溶液在低于38℃时析出NaClO₂•3H₂O，高于38℃时析出NaClO₂，高于60℃时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl。
（1）装置C的作用是             ；
（2）已知装置B中的产物有ClO₂气体，则装置B中反应的方程式为           ；装置D中反应生成NaClO₂的化学方程式为                   ；反应后的溶液中阴离子除了ClO₂^﹣、ClO₃^﹣、Cl^﹣、ClO^﹣、OH^﹣外还可能含有的一种阴离子是       ；检验该离子的方法是                    ；
（3）如果撤去D中的冷水浴，可能导致产品中混有的杂质是               ；
实验Ⅱ：样品杂质分析与纯度测定
（4）测定样品中NaClO₂的纯度．测定时进行如下实验：
①准确称取所得亚氯酸钠样品m g于烧杯中，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸，充分反应(已知：ClO₂^-＋4I^－＋4H^＋=2H₂O＋2I₂＋Cl^－)；将所得混合液配成250 mL待测溶液。
②移取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中，加几滴淀粉溶液，用c mol·L^－1 Na₂S₂O₃标准液滴定，至滴定终点。重复2次，测得平均值为V mL(已知：I₂＋2S₂O₃^2-=2I^－＋S₄O₆^2-)。
达到滴定终点时的现象为________________。该样品中NaClO₂的质量分数为____________(用含m、c、V的代数式表示)。

某化学兴趣学习小组设计实验探究金属M与浓硫酸反应的气体产物。
[提出假设]假设1：气体产物只有SO₂；假设2：_______________。
[实验设计]为了探究金属M与浓硫酸反应产物，设计如图实验装置：一定量的浓硫酸与金属M反应。

（1） 检查上述装置气密性的一种方法是：关闭分液漏斗的活塞，在H装置后面连上一根导管，然后                          ，则证明装置的气密性良好。
（2）若B瓶里品红溶液褪色，E、F和G中都无明显现象。反应后硫酸盐中金属显＋2价。写A中发生反应的化学方程式：                       ；
（3）若假设2正确，则可观察到：F管中              ；G干燥管里               。
[实验反思] 为了进一步探究金属M成分和气体组分，进行如下实验：
称取11．2g金属M放入装置A中，加入一定量的浓硫酸，反应结束后，B瓶里品红溶液褪色，金属没有剩余，拆下G并称重，G增重0．9g。
（4）为了观察溶液颜色，实验完毕后，需要稀释烧瓶里溶液。稀释烧瓶里溶液的操作方法：         。
（5）将稀释后的溶液分装甲、乙试管，向甲试管里滴加KSCN溶液，溶液变红色；向乙试管里滴加酸性高锰酸钾溶液，振荡，溶液紫色褪去。如果烧瓶溶液中金属离子浓度相等，则气体成分及物质的量为           。试写出烧瓶里发生反应的总化学方程式                     。

某研究性学习小组，为了探究过氧化钠的强氧化性，设计了如图的实验装置。

实验步骤及现象如下：
①检查装置气密性后，装入药品并连接仪器。
②缓慢通入一定量的N₂后，将装置D连接好(导管末端未伸入集气瓶中)，再向圆底烧瓶中缓慢滴加浓盐酸，反应剧烈，产生黄绿色气体。
③一段时间后，将导管末端伸入集气瓶中收集气体。装置D中收集到能使带火星的木条复燃的无色气体。
④反应结束后，关闭分液漏斗的活塞，再通入一定量的N₂，至装置中气体无色。
回答下列问题：
（1）装置B中的湿润的红色纸条褪色，证明A中反应有         (填化学式)生成。若B中改放湿润的淀粉KI试纸，仅凭试纸变蓝的现象不能证明上述结论，请用离子方程式说明原因                  。
（2）装置C的作用是                                    。
（3）甲同学认为O₂是Na₂O₂被盐酸中的HCl还原所得。乙同学认为此结论不正确，他可能的理由为：
①                          ②                     。
（4）实验证明，Na₂O₂能与干燥的HCl反应，完成并配平该化学方程式。

该反应          (填“能”或“不能”)用于实验室快速制取纯净的Cl₂，理由是                       (要求答出一个要点即可)。