高中化学实验题

某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl₃，再用副产品FeCl₃溶液吸收有毒的H₂S。
【查阅资料】经查阅资料得知：无水FeCl₃在空气中易潮解，加热易升华。
【设计方案】学习小组设计了制备无水FeCl₃的实验方案，装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下：

①检验装置的气密性；②通入干燥的Cl₂，赶尽装置中的空气；③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；④……；⑤体系冷却后，停止通入Cl₂，并用干燥的N₂赶尽Cl₂，将收集器密封。
请回答下列问题：
（1）Fe元素的原子结构示意图为______________。FeCl₃是___________化合物（填“离子”或“共价”）。
（2）装置A中反应的化学方程式为______________。
（3）第③步加热后，生成的烟状FeCl₃大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl₃进入收集器，第④步操作是____________。
（4）操作步骤中，为防止FeCl₃潮解所采取的措施有(填步骤序号)____________。
（5）装置B中冷水浴的作用为____________；装置C的名称为____________；装置D中FeCl₂全部反应后，因失去吸收Cl₂的作用而失效，写出检验FeCl₂是否失效的试剂K₃[Fe(CN)₆]是配位化合物，其配位数为___________，配体为__________。
（6）该组同学用装置D中的副产品FeCl₃溶液吸收H₂S，得到单质硫；FeCl₃与H₂S反应的离子方程式为________________。

NH₃和HNO₃是重要的工业产品，下图是合成氨和氨氧化制硝酸的工艺流程。

（1）合成塔中发生反应的化学方程式是                        。
（2）氨分离器中压强约为15MPa，温度约为-20℃，分离氨应用了氨          的性质，从氨分离器中又回到合成塔中的物质是            。
（3）氧化炉中反生反应的化学方程式是                    。
（4）尾气中的少量NO、NO₂可以用NH₃来处理，在催化剂作用下生成无污染的气体，写出NO₂和NH₃反应的化学方程式           。当有5.6LNO₂被还原时，转移电子的物质的量为           mol。
（5）氧化炉中出来的气体，先降温再进入吸收塔，吸收塔中通入空气的作用是                。若进入吸收塔的气体的体积分数为NO₂10.0%，NO 1.32%，其余为N₂、水蒸气等。当进入氧化炉中气体为10m³时，最少需要空气的体积为          m³。

我校高一化学兴趣小组的同学们为探究铁与浓硫酸的反应,设计了如图所示装置进行实验。

（1）实验过程中，观察到B中的实验现象是                ；写出C中发生反应的离子方程式                          。
（2）浓硫酸与足量的铁丝反应一段时间后,若观察到从C中有少量的气泡冒出，此气泡的成分是            。试分析产生该气体的原因                     。
（3）用“可抽动的铁丝”代替“直接投入铁片”的优点是                      ；
（4）反应一段时间后,他们对A中溶液的金属阳离子进行了探究
①提出假设:
假设1:               ；
假设2:              ；
假设3:溶液中存在Fe²⁺和Fe³⁺。
②已知假设3是正确的，选择合适的试剂，设计实验验证上述假设3，写出实验操作步骤、实验现象及结论。限选试剂:稀HNO₃、氯水、酸性KMnO₄溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。

实验操作步骤	实验现象	结论
Ⅰ                         ；	；	溶液中存在Fe^3+；
Ⅱ                         。	。	。

 

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”）．

某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应．其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置

请回答下列问题：
（1）装置F中发生反应的化学方程式为_________________________；
（2）B装置的名称是_____________________；
（3）E装置的作用_______________________；
（4）装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一．请写出反应  的化学方程式：___________________________；
（5）从装置C的G处逸出的尾气中可能含有黄绿色的有毒气体，如何处理？（用离子方程式表示）______________________________.
（6）实验室通常利用质量分数36.5%盐酸（密度为1.14g/mL)与二氧化锰通过反应制取Cl₂。通过计算回答下列问题：（要求有计算过程）
①质量分数36.5%（密度为1.14g/mL)盐酸的物质的量浓度为多少？
②若要制取Cl₂  2.24L（标准状况），理论上需要消耗MnO₂多少克？

硅酸钠被国家列为“我国优先发展的精细化学品”和“今后我国无机化工产品发展重点”之一。下图是用海边的石英砂（含氯化钠、氧化铁等杂质）制备硅酸钠的工艺流程示意简图：

（1）要将洗出液中的溶质析出，采用的方法是           （填：“蒸发”、“降温”）结晶；蒸发时用到的硅酸盐仪器有              、             、           。
（2）上述流程中加入NaOH溶液，反应的离子方程式为               。
（3）用上述残渣中的氧化铁焊接铁轨，其铝热反应的化学方程式为（并在方程式中用“单线桥”标出电子转移方向和数目）                 。

为了验证木炭可被浓H₂SO₄氧化成CO₂，选用下图所示仪器 (内含物质)组装成实验装置[已知：酸性H₂SO₃>H₂CO₃，Ca(HSO₃)₂溶于水]：

（1）甲中反应的化学方程式为：                          。
（2）如按气流由左向右流向，连接上述装置的正确顺序是(填各接口字母)：      接     ，     接      ，      接      。
（3）要检验出CO₂，实验现象是：乙中             ，丙中            。
（4）丁中酸性KMnO₄溶液的作用是                ；丙中品红的作用是                  。

1000 mL某待测液中除含有0.2 mol·L^－1的Na^＋外，还可能含有下列离子中的一种或多种：

阳离子	K^+、NH4^+、Fe^3+、Ba^2+
阴离子	Cl^-、Br^-、CO3^2-、 HCO3^-、SO3^2-、SO4^2-

现进行如下实验操作（每次实验所加试剂均过量）：

（1）写出生成白色沉淀B的离子方程式：__________________。
（2）待测液中肯定不存在的阳离子是_________________。
（3）若无色气体D是单一气体：
①将阴离子的物质的量浓度填入下表中（一定不存在的填“0”，不能确定的填“?”）：

阴离子	Cl^-	Br^-	CO3^2-	HCO3^-	SO3^2-	SO4^2-
浓度/mol·L^-1

②判断原溶液中K^＋是否存在，若存在，求其物质的量浓度的最小值，若不存在，请说明理由：_________。
（4）若无色气体D是混合气体：
①待测液中一定含有的阴离子是____________________________。
②沉淀A中能与稀硝酸反应的成分是______________________________（写化学式）。

某研究性学习小组将一定浓度Na₂CO₃溶液滴入CuSO₄溶液中得到蓝色沉淀。甲同学认为沉淀可能是CuCO₃；乙同学认为沉淀可能是Cu(OH)₂；丙同学认为沉淀可能是CuCO₃和Cu(OH)₂的混合物。（查阅资料知：CuCO₃和Cu(OH)₂均不带结晶水）
Ⅰ．（1）按照甲同学的观点，发生反应的离子反应方程式为                        ；
（2） 在探究沉淀成分前，须将沉淀从溶液中通过过滤、洗涤、干燥等步骤分离并净化。
Ⅱ．请用下图所示装置，选择必要的试剂，定性探究生成物的成分是何种成分。

（3）B中试剂为                。
（4）能证明生成物中有CuCO₃的实验现象是                   。
Ⅲ．若CuCO₃和Cu(OH)₂两者都有，还可利用下列装置通过实验测定其组成。

（5）各装置连接顺序为 e→f→                →j。(填字母序号)
（6）装置C中碱石灰的作用是                ，实验开始和结束时都要通入足量的空气，请说明结束时通入足量空气的作用是                   。
（7）若沉淀样品的质量为m克，装置B质量增加了n克，则样品中CuCO₃的质量分数为               。

右图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容。
现用该浓硫酸配制980 mL 0.1 mol/L的稀硫酸。可供选用的仪器有：

①胶头滴管；②烧瓶；③烧杯；④ 药匙；⑤量筒；⑥托盘天平⑦玻璃棒
请回答下列问题：
(1)配制稀硫酸时，上述仪器中不需要使用的有          （选填序号），还缺少的仪器有             （写仪器名称）；
（2）配制0.1mol/L的稀硫酸980mL需用量筒量取上述浓硫酸体积为          mL。
（3）实验中两次用到玻璃棒，其作用分别是：            、            。
（4）配制时，一般可分为以下几个步骤：①量取 ②计算 ③稀释 ④摇匀 ⑤转移 ⑥洗涤 ⑦定容 ⑧冷却。其正确的操作顺序为                       。（填序号）
（5）在配制过程中，下列操作可引起所配溶液浓度偏高有             （填序号）。
①洗涤量取浓硫酸的量筒，并将洗涤液转移到容量瓶中
②未等稀释后的硫酸溶液冷却至室温就转移到容量瓶中
③转移前，容量瓶中含有少量蒸馏水
④未洗涤稀释浓硫酸时用过的烧杯和玻璃棒
⑤定容时，俯视刻度线

Ⅰ．已知：I₂＋2S₂O＝S₄O＋2I^－。相关物质的溶度积常数见下表：

物质	Cu(OH)2	Fe(OH)3	CuCl	CuI
Ksp	2.2×10^－20	2.6×10^－39	1.7×10^－7	1.3×10^－12

（1）某酸性CuCl₂溶液中含有少量的FeCl₃，为得到纯净的CuCl₂·2H₂O晶体，加入        ，（填化学式）调至pH＝4，使溶液中的Fe^3＋转化为Fe(OH)₃沉淀，此时溶液中的c(Fe^3＋)＝            。过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl₂·2H₂O晶体。
（2）由CuCl₂·2H₂O晶体得到纯的无水CuCl₂的合理方法是                      。
（3）某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl₂·2H₂O晶体的试样(不含能与I^－发生反应的氧化性杂质)的纯度，过程如下：取0.36 g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.1000 mol/L Na₂S₂O₃标准溶液滴定，用淀粉溶液作指示剂，到达滴定终点时，消耗Na₂S₂O₃标准溶液20.00 mL。
①CuCl₂溶液与KI反应的离子方程式为                  。
②该试样中CuCl₂·2H₂O的质量百分数为                 。
Ⅱ．乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯直接水合法生产。
已知：乙烯气相直接水合反应C₂H₄(g)＋H₂O(g)＝C₂H₅OH(g)  △H＝—45.5KJ·mol^－1
下图为气相直接水合法乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系（其中=1:1）

（4）图中压强（、、、）由大到小顺序为                 。
（5）计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点（P₂=7.85Mpa，乙烯平衡转化率为20%）的平衡常数K_p=            （要求写出解题过程）。
本小题提示：用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数。

下图为实验室制备乙酸乙酯的装置。

已知下列数据：

物质	熔点/℃	沸点/℃	密度/g·cm^－3
乙醇	－114	78	0.789
乙酸	16.6	117.9	1.05
乙酸乙酯	－83.6	77.5	0.900
浓H2SO4		338	1.84

（1）写出试管a中主要发生反应的化学方程式                                   。
（2）导管要插在试管b中饱和Na₂CO₃溶液的液面以上，原因是：                   。
（3）试管b中饱和Na₂CO₃的作用：                                             。
（4）开始用小火加热试管a中的混合液，其原因是__                             。
（5）生成乙酸乙酯的反应是可逆反应，反应物不能完全变成生成物，反应一段时间后，就达到了该反应的限度，也即达到化学平衡状态。下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到化学平衡状态的有        (填序号)。
①单位时间里，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol水
②单位时间里，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol乙酸
③单位时间里，消耗1mol乙醇，同时消耗1mol乙酸
④正反应的速率与逆反应的速率相等
⑤混合物中各物质的浓度不再变化
（6）若120 g乙酸和184 g乙醇反应生成106 g 乙酸乙酯，则该反应的产率为________。

I实验室用加热固体氯化铵和氢氧化钙的混合物制取氨，反应的化学方程式为：        。所制得气体中常含有少量杂质气体，为了得到纯净的氨气并加以检验，请在下列装置或试剂中，根据要求作出适当选择，并将编号字母填入表中的空格处。
（1）装置：

（2）试剂： a．NaOH溶液 b．澄清石灰水 c．浓硫酸 d．饱和NaHCO₃溶液 e．碱石灰f．品红溶液 g．湿润的红色石蕊试纸  

制取 气体	杂质气体	制取气体的 发生装置	除去杂质气体的净化装置	收集 装置	净化装置内 所用试剂	检验制得气 体所用试剂
NH3	H2O（g）

II如图所示，在干燥的圆底烧瓶里充满氨气，用带有玻璃管和滴管（滴管里预先吸入水）的塞子塞紧瓶口。立即倒置烧瓶，使玻璃管插入盛有水的烧杯里（预先在水里滴入少量酚酞溶液）。打开橡皮管上的夹子，轻轻挤压滴管，使少量水进入烧瓶，可观察到的现象为：____            。

已知用硫酸酸化的草酸（H₂C₂O₄）溶液能与KMnO₄溶液反应。某化学小组研究发现，少量MnSO₄可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
（1）常温下，探究不同的初始pH和草酸溶液浓度对反应速率的影响，设计如下实验，则A=________，C=___________，E=___________

实验编号	温度	初始pH	0.1mol/L草酸溶液体积/mL	0.01mol/LKMnO4 溶液体积/mL	蒸馏水体积/mL	待测数据(混合液褪色时间/s)
①	常温	1	20	50	30	t1
②	常温	A	B	C	30	t2
③	常温	2	40	D	E	t3

（2）该反应的离子方程式_____________________________。
（3）若t₁＜t₂，则根据实验①和②得到的结论是________________________。
（4）小组同学发现每组实验反应速率随时间的变化总是如图，其中t₁～t₂时间内速率变快的主要原因可能是：①__________________；②_________________。

（5）化学小组用滴定法测定KMnO₄溶液物质的量浓度：取ag草酸晶体（H₂C₂O₄•2H₂O，摩尔质量126g/mol）溶于水配成250mL溶液，取25.00mL溶液置于锥形瓶中，加入适量稀H₂SO₄酸化，再用KMnO₄溶液滴定至终点，重复滴定三次，平均消耗KMnO₄溶液VmL。滴定到达终点的现象是：__________；实验中所需的定量仪器有__________（填仪器名称）。该KMnO₄溶液的物质的量浓度为________mol/L。

某品牌糖衣片补血剂，除去糖衣后显淡蓝绿色，主要成分是硫酸亚铁，不含其它铁的化合物。某研究性学习小组为测定该补血剂中硫酸亚铁的含量进行了以下探究：

请回答下列问题：
Ⅰ．（1）实验时用10mol•L^-1的浓硫酸，配制100mL 1mol•L^-1 H₂SO₄溶液，所需浓硫酸的体积为_________mL；
（2）下列操作中，容量瓶所具备的功能有(填序号)；
A．配制一定体积准确浓度的标准溶液
B．长期贮存溶液
C．常用来代替量筒量取一定体积的液体
D．用来溶解固体溶质
（3）在下列配制过程示意图中，有错误的是__________(填写序号)；

（4）下列说法正确的__________
A．洗涤烧杯2～3次，并将洗涤液移入容量瓶以减少误差
B．某同学将浓硫酸稀释后未冷却至室温便将溶液转移至容量瓶，所配溶液浓度会偏低
C．定容时仰视观察，所配溶液浓度会偏低
Ⅱ．（1）步骤②加入过量H₂O₂后，溶液中主要存在的金属阳离子是_____________；
（2）从红褐色的悬浊液到最后的称量，其过程中所需的基本操作为：
a．__________，b．洗涤，c．灼烧，d．冷却
（3）若称得固体的质量为ag，则每片补血剂中含硫酸亚铁的质量为__________g。