高中化学实验题

下图表示在没有通风橱的条件下制备氯气时设计的装置， 图中a、
b是可控制的弹簧铁夹。（氯气在饱和氯化钠溶液中的溶解度较小。）

⑴仪器A的名称是                    ；
水槽中应盛放的是                    ；
烧杯中盛放的是                      ；
烧瓶中反应的化学方程式                                        ；
⑵在收集氯气时，应打开        ,关闭_       _。
当氯气收集完毕时打开         ,关闭__     _。（填a,b）
⑶ 若要制得标准状况下的Cl₂ 0.672L，理论上需要MnO₂的物质的量是多少？

某兴趣小组的同学用下图所示装置研究有关电化学的问题。当闭合该装置的电键时，观察到电流计的指针发生了偏转。请回答下列问题：

(1)甲装置的名称是____________ (填“原电池”或“电解池”)。
(2) 写出电极反应式： p_t极______               ______；
当甲中产生0．1 mol气体时，乙中析出铜的质量应为___________________；
(3)若乙中溶液不变，将其电极都换成铜电极，电键闭合一段时间后，乙中溶液的颜色___________（填“变深”、“变浅”或“无变化”）。
（Ⅱ）由Cu²⁺、Cl^-、Na⁺、SO₄^2-四种离子中的两种离子组成的电解质溶液若干种，可选用铜电极、铂电极进行电解实验。
(1)要使电解过程中溶质的组成和质量不变，而该稀溶液的浓度增大，又无浑浊，应以______为阳极电解________溶液，阳极电极反应式为_________________________________。
(2)以铂作阳极电解 ________ 溶液时，溶液的碱性有明显增强，且溶液保澄清，电解的总反应式为 ________________________________________。

Zn—MnO₂干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl₂—NH₄Cl混合溶液。
(1)该电池的负极材料是      。电池工作时，电子流向      （填“正极”或“负极”）。
(2)若ZnCl₂—NH₄Cl混合溶液中含有杂质Cu^2＋，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是 
              。欲除去Cu²⁺，最好选用下列试剂中的          （填代号）。
a．NaOH          b．Zn             c．Fe             d．NH₃·H₂O
(3)MnO₂的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO₄溶液。阴极的电极反应式是                  。若电解电路中通过2mol电子，MnO₂的理论产量为         克。

有一包NaHCO₃和KHCO₃的混合物样品。某研究性学习小组对其进行如下探究。实验装置如图所示。将一定质量的混合物样品加入锥形瓶中，用针筒a分次注入一定体积的稀硫酸充分反应，再用针筒b收集生成气体的体积（忽略针筒壁之间的摩擦）

 
（1）为了较准确地测量反应生成的CO₂体积，必须保证整个装置的气密性良好。如果往锥形瓶中注入稀硫酸的体积为V₁mL，充分反应后，针筒b中气体的读数为V₂ mL，则反应中生成的CO₂气体体积为              mL。
（2）某学生通过实验，测得如下数据（所用稀硫酸的物质的量浓度相矧），下列分析推理错误的是         。

	50mL稀硫酸	50mL稀硫酸	50mL稀硫酸
m（混合物）	9．2g	15．7g	27．6g
V（CO2）（标况）	2．24L	3．36L	3．36L

①稀硫酸的物质的量浓度为1.5mol/L
②15．7 g混合物恰好与稀硫酸完全反应
③加入混合物9．2 g时稀硫酸未反应完
④计算出样品中NaHC03和KHC03物质的量之比为1:1
（3）某同学设计了另一种方案，其操作流程如下：

在转移溶液时，如果溶液转移不完全，则测得的混合物中NaHC03和KHC03物质的量之比              （选填“偏人”、“偏小”或“不变”）。

金属钛素有“太空金属”、“海洋金属”、“未来金属”等美誉，我国有丰富的钛矿资源。
（1）钛冶炼的旧法是用金属钠热还原四氯化钛。
请回答下列问题：
①试推测，在金属系列中，钛属于      （填“较活泼”或“较不活泼”）的金属。金属钛耐腐蚀可能原因是           。
②TiC1₄ 工业上是用过量焦炭、氯气与TiO₂在高温下反应制得的，该反应的化学方程式为           。
（2）已知化合态的钛：有+4价和+3价，其中+3价极易被氧化。有关氢氧化物开始沉淀的pH如表l
表l 有关氢氧化物开始沉淀的pH

氢氧化物	Ti(OH)4	Ti(OH)3	Fe(OH)3	Fe(OH)2
pH	0.5	3.0	1.5	7.6

某地钛铁矿的主要成分为FeTiO₃，含有少量杂质Al₂O₃、SiO₂，提纯TiO₂并得到副产品绿矾（FeSO₄·7H₂O）的工艺流程如图l所示。

图1 工艺流程图
黑钛液中生成的主要阳离子有TiO²⁺、Fe²⁺，写出反应①主要的化学方程式：        ；加入Fe的目的是        ；步骤④生成Ti(OH)₄的离子方程式：        。
（3）钛冶炼的新法是电解法，图2是一种电解制钛的工艺（OS法）示意图。CaC1₂/CaO共熔体为质，在阴极，被还原的Ca进一步还原TiO₂得到钛，写出阴极制得钛的有关反应方程式        。

（4）我国科学最新研发的技术——固体透氧膜提取金属钛（SOM）工艺（见图3）：将钛氧化物（钛全看作Ti⁴⁺）矿熔于MCl—MF融盐体系（M为Na、K、Ca等），以石墨为阴极，阳极为覆盖氧渗透膜的多孔金属陶瓷涂层。固体透氧膜把阳极和熔融电解质隔开，只有氧离子可以通过，电解过程中阴极通入H₂，则阳极电极反应式为     。

高铁酸盐（如K₂FeO4）是一种高效绿色氧化剂，可用于饮用水和生活用水的处理。从环境保护的角度看，制备高铁酸盐较好的方法为电化学法。
（1）电化学法制备高铁酸钠采用铁片作阳极，NaOH溶液作为电解质溶液，其电流效率可达到40%。写出阳极产生高铁酸钠的电极反应方程式：            。
（2）铁丝网电极是更理想的阳极材料，相同条件下，可将电流效率提高至70%以上，原因是          。研究亦发现，铁电极在某一电压范围内会产生氧气使阳极表面生成Fe₂O₃膜而“钝化”。写出产生O₂的电极反应方程式：          。
（3）FeO₄^2—易与水4h生成絮状氢氧化铁，也会影响高铁酸盐的产率。若以铁丝网为阳极，在中间环节（对应图中4h后）过滤掉氢氧化铁，反应过程中FeO₄^2—浓度以及电流效率随时间的变化如图1中实线所示（图中曲线是每隔1h测得的数据）。图中虚线部分对应于没有过滤氢氧化铁而连续电解的情况。下列判断正确的是   (填编号)

①过滤：掉氢氧化铁有利于获得较高浓度的高铁酸盐溶液
②过滤掉氢氧化铁对电流效率影响不大
③实验表明不过滤掉氢氧化铁，6h后电流效率几乎为0
（4）在相同的pH条件下，经过相同的反应时间，高铁酸盐的产率与温度关系如图2。

随温度升高，高铁酸盐产率先增大后减小的原因是          。
（5）人们还对用铁的氧化物作电极制备高铁酸盐进行了研究，例如以磁铁矿多孔电极制备高铁酸盐，该研究方向的价值有          （至少答一点）。

某固体物质是由NaOH、AlCl₃、K₂SO₄、CaCO₃、Ba（NO₃）₂中的几种均匀混合而成，取样品进行如下实验（部分产物略去）：

（1）Z的分子式是          。
（2）在实验②中观察到的现象是“沉淀部分溶解”。为进一步确定X的组成，向实验②后的溶液中滴加过量的氨水，有沉淀生成，写出生成沉淀的离子反应方程式为
                         ，则沉淀X含有的物质的化学式为  　、　　、　　　。
（3）取滤液Y，测得其pH > 7，向其中滴入硫酸钠溶液，未观察到任何现象，则滤液Y中一定含有的含氧酸根离子是（用离子符号表示）      、    ，由此推测“将过量的气体Z通入滤液Y中”的实验现象是                            。

下下图所示五元环代表A、B、C、D、E五种化合物，圆圈交叉部分指两种化合物含有一种相同元素；五种化合物由四种短周期元素形成，每种化合物仅含有两种元素。A是工业制取硝酸的主要原料之一；B、E分子中所含电子数都为18，B不稳定，具有较强的氧化性，E是由六个原子构成的分子，可作火箭燃料；C是工业制光导纤维的主要原料；D中所含的两种元素的原子个数之比为3∶4。根据以上信息回答下列问题：

（1）A用于工业制取硝酸所发生反应的化学方程式                                             。
（2）D的化学式是            。
（3）B在实验室中可以用于制取某种常见气体，其反应的化学方程式
为                                              。
（4）B与E反应可生成单质G和一种常见的液体H，其反应的化学方程式为
                                           。
（5）用化学方程式表示C的另一种用途                                      。

铁是一种历史悠久、应用最广泛、用量最大的金属。有三位同学分别用铁粉
进行如下探究实验：
（1）  甲同学用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂，并回收铜。探究过程如下：

①步骤②中，除发生反应Fe+2HCl   FeCl₂+H₂↑外，其他可能反应的离子方程式
为：                                                                  。
②可以验证溶液B中是否含有Fe²⁺的一种试剂是       （填选项序号）
a．稀硫酸    b．铁    c．硫氰化钾    d．酸性高锰酸钾溶液
（2）乙同学欲用少量Fe粉与足量浓硫酸反应得到硫酸亚铁。有人认为不论常温还是加热的条件下均不可行，理由是                                                   
                                                                              
于是乙同学将上述方案做如下改进后可获得FeSO₄·7H₂O，请填写下列括号中的空白：
（3）丙同学为测试一铁片中铁元素的含量，在实验室中用m g铁片完全溶解于过量稀硫酸中，准确测定出反应生成氢气的体积为V mL (已折算成标准状况)，则该铁片中铁的质量分数为(用含m、V的代数式表示)　　　　　　　　　　 。若排除实验仪器和操作的影响因素，试对上述方案测定结果的准确性做出判断和分析：方案　　　　　    （填“准确”“不准确”“不一定准确”），理由是　　　　　　　                           
.                                                                          

实验室需要0.80 mol/L NaOH溶液475 mL和0.40 mol/L硫酸溶液500 mL。根据这两种溶液的配制情况回答下列问题：

（1）如图所示的仪器中配制溶液肯定不需要的是           （填序号），配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是                         （填仪器名称）。
（2）根据计算用托盘天平称取NaOH的质量为     g。在实验中其他操作均正确，若定容时俯视视刻度线，则所得溶液浓度        0.8 mol/L（填“大于”、“等于”或“小于”,下同）。若定容时，有少许蒸馏水洒落在容量瓶外，则所得溶液浓度    0.8 mol/L。
（3）根据计算得知，所需质量分数为98%、密度为1.84 g/cm³的浓硫酸的体积为   mL

某校化学研究性学习小组在学习了金属的知识后，探究Cu的常见化合物性质。过程如下：
提出猜想
① 在周期表中，Cu、Al位置接近。Cu不如Al活泼，Al(OH)₃具有两性，Cu(OH)₂也具有两性吗？
② 常况下，＋2价Fe的稳定性小于＋3价Fe，＋1价Cu的稳定性也小于＋2价Cu吗？
③ CuO有氧化性，能被H₂、CO等还原，也能被氮的气态氢化物还原吗？
实验探究
⑴ 解决问题①需用到的药品有CuSO₄溶液、                          （填试剂），同时进行相关实验。
⑵ 解决问题②的实验步骤和现象如下：取一定量的Cu(OH)₂固体，加热至80 ℃～100 ℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1000 ℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜。向氧化亚铜中加入过量稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在。根据以上现象写出氧化亚铜和稀硫酸反应的离子方程式                             。
⑶为解决问题③，设计了如下的实验装置（夹持装置未画出）：
在实验中观察到CuO变成红色物质，无水CuSO₄变成蓝色，生成物中还有一种无污染的单质气体Y。现有氮的某种气态氢化物X气体0. 0l mol，缓缓通过红热的氧化铜玻璃管完全反应后，测得C装置增重0. 36g并收集到单质气体Y0.28g。

X气体的摩尔质量     ，B中发生反应的化学方程式为                        。
(4)请猜测用上述装置测量时有可能产生误差的原因                              
.                                                            （答1条即可）
实验结论
⑴Cu(OH)₂具有两性。证明Cu(OH)₂具有两性的实验现象是                         
.                                                       。
⑵ 根据实验方案⑵，得出的＋1价Cu和＋2价Cu稳定性大小的结论是：               
.                                                                             
⑶ CuO能够被氮的气态氢化物还原。

某校化学研究性学习小组在学习了金属的知识后，探究Cu的常见化合物性质。过程如下：
提出猜想
① 在周期表中，Cu、Al位置接近。Cu不如Al活泼，Al(OH)₃具有两性，Cu(OH)₂也具有两性吗？
② 常况下，＋2价Fe的稳定性小于＋3价Fe，＋1价Cu的稳定性也小于＋2价Cu吗？
③ CuO有氧化性，能被H₂、CO等还原，也能被氮的气态氢化物还原吗？
实验探究
⑴ 解决问题①需用到的药品有CuSO₄溶液、                          （填试剂），同时进行相关实验。
⑵ 解决问题②的实验步骤和现象如下：取一定量的Cu(OH)₂固体，加热至80 ℃～100 ℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1000 ℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜。向氧化亚铜中加入过量稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器中还有红色固体存在。根据以上现象写出氧化亚铜和稀硫酸反应的离子方程式                             。
⑶为解决问题③，设计了如下的实验装置（夹持装置未画出）：
在实验中观察到CuO变成红色物质，无水CuSO₄变成蓝色，生成物中还有一种无污染的单质气体Y。现有氮的某种气态氢化物X气体0. 0l mol，缓缓通过红热的氧化铜玻璃管完全反应后，测得C装置增重0. 36g并收集到单质气体Y0.28g。

X气体的摩尔质量     ，B中发生反应的化学方程式为                        。
(4)请猜测用上述装置测量时有可能产生误差的原因                              
.                                                            （答1条即可）
实验结论
⑴Cu(OH)₂具有两性。证明Cu(OH)₂具有两性的实验现象是                         
.                                                       。
⑵ 根据实验方案⑵，得出的＋1价Cu和＋2价Cu稳定性大小的结论是：               
.                                                                             
⑶ CuO能够被氮的气态氢化物还原。

某固体物质是由NaOH、AlCl₃、K₂SO₄、CaCO₃、Ba（NO₃）₂中的几种均匀混合而成，取样品进行如下实验（部分产物略去）：

（1）Z的分子式是          。
（2）在实验②中观察到的现象是“沉淀部分溶解”。为进一步确定X的组成，向实验②后的溶液中滴加过量的氨水，有沉淀生成，写出生成沉淀的离子反应方程式为
                         ，则沉淀X含有的物质的化学式为  　、　　、　　　。
（3）取滤液Y，测得其pH > 7，向其中滴入硫酸钠溶液，未观察到任何现象，则滤液Y中一定含有的含氧酸根离子是（用离子符号表示）      、    ，由此推测“将过量的气体Z通入滤液Y中”的实验现象是                            。

下下图所示五元环代表A、B、C、D、E五种化合物，圆圈交叉部分指两种化合物含有一种相同元素；五种化合物由四种短周期元素形成，每种化合物仅含有两种元素。A是工业制取硝酸的主要原料之一；B、E分子中所含电子数都为18，B不稳定，具有较强的氧化性，E是由六个原子构成的分子，可作火箭燃料；C是工业制光导纤维的主要原料；D中所含的两种元素的原子个数之比为3∶4。根据以上信息回答下列问题：

（1）A用于工业制取硝酸所发生反应的化学方程式                                             。
（2）D的化学式是            。
（3）B在实验室中可以用于制取某种常见气体，其反应的化学方程式
为                                              。
（4）B与E反应可生成单质G和一种常见的液体H，其反应的化学方程式为
                                           。
（5）用化学方程式表示C的另一种用途                                      。

铁是一种历史悠久、应用最广泛、用量最大的金属。有三位同学分别用铁粉
进行如下探究实验：
（1）  甲同学用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂，并回收铜。探究过程如下：

①步骤②中，除发生反应Fe+2HCl   FeCl₂+H₂↑外，其他可能反应的离子方程式
为：                                                                  。
②可以验证溶液B中是否含有Fe²⁺的一种试剂是       （填选项序号）
a．稀硫酸    b．铁    c．硫氰化钾    d．酸性高锰酸钾溶液
（2）乙同学欲用少量Fe粉与足量浓硫酸反应得到硫酸亚铁。有人认为不论常温还是加热的条件下均不可行，理由是                                                   
                                                                              
于是乙同学将上述方案做如下改进后可获得FeSO₄·7H₂O，请填写下列括号中的空白：
（3）丙同学为测试一铁片中铁元素的含量，在实验室中用m g铁片完全溶解于过量稀硫酸中，准确测定出反应生成氢气的体积为V mL (已折算成标准状况)，则该铁片中铁的质量分数为(用含m、V的代数式表示)　　　　　　　　　　 。若排除实验仪器和操作的影响因素，试对上述方案测定结果的准确性做出判断和分析：方案　　　　　    （填“准确”“不准确”“不一定准确”），理由是　　　　　　　                           
.