高中化学磷实验题

是常见的化肥和化工原料，受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。
[查阅资料]在260和400时分解产物不同。
[实验探究]该小组拟选用下图所示装置进行实验（夹持和加热装置略）

实验1：连接装置，检查气密性，按图示加入试剂（装置盛0.5000盐酸70.00）。通入排尽空气后，于260加热装置一段时间，停止加热，冷却，停止通入。品红溶液不褪色，取下装置，加入指示剂，用0.2000溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗溶液25.00 。经检验滴定后的溶液中无。
（1）仪器的名称是。
（2）滴定前，下列操作的正确顺序是(填字母编号)。
a．盛装0.2000溶液               
b．用0.2000溶液润洗
c．读数、记录       
d．查漏、清洗         
e．排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面
（3）装置内溶液吸收气体的物质的量是实验2：连接装置，检查气密性，按图示重新加入试剂。通入排尽空气后，于400加热装置至完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入。观察到装置、之间的导气管内有少量白色固体。经检验，该白色固体和装置内溶液中有，无。进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物。
（4）检验装置内溶液中有，无的实验操作和现象是.
（5）装置内溶液吸收的气体是.
（6）在400分解的化学方程式是.

某研究小组将纯净的气体通入0.1的溶液中，得到了沉淀，为探究上述溶液中何种微粒能氧化通入的，该小组突出了如下假设:
假设一：溶液中的

假设二：溶液中溶解的

（1）验证假设一
该小组涉及实验验证了假设一，请在下表空白处填写相关实验现象

实验步骤	实验现象	结论
实验1：在盛有不含的250.1溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的气体		假设一成立
实验2：在盛有不含的250.1溶液的烧杯中，缓慢通入纯净的气体

（2）为深入研究该反应，该小组还测得上述两个实验中溶液的随通入积的变化曲线入下图

实验1中溶液变小的原因是;时，实验2中溶液小于实验1的原因是（用离子方程式表示）。
（3）验证假设二
请设计实验验证假设二，写出实验步骤，预期现象和结论。

实验步骤、预期现象和结论（不要求写具体操作过程）

（4）若假设二成立，请预测：在相同条件下，分别通入足量的和，氧化相同的溶液（溶液体积变化忽略不计），充分反映后两溶液的前者(填大于或小于)后者，理由是

某研究性学习小组选用以下装置进行实验设计和探究（图中a、b、c均为止水夹）

（1）在进行气体制备时，应先检验装置的气密性。将A装置末端导管密封后，在A装置的分液斗内装一定量的蒸馏水，然后     ，则证明A装置的气密性良好。
（2）用锌粒和稀硫酸制备H₂时应选用装置____作为发生装置（填所选装置的序号字母），实验时可先在稀硫酸溶液中加入少量硫酸铜晶体会使反应速率加快，原因是        。
（3）某同学利用上述装置设计实验证明Cl₂氧化性强于Br₂
①选用的装置连接顺序为：（   ）→（    ）→（   ）（填所选装置的序号字母）；
②从以下试剂中选用该实验所需的试剂为   （填试剂的序号字母）；
a．浓硫酸 
b．浓盐酸 
c．二氧化锰 
d．氯化钠   
e．溴化钠溶液
③实验过程中能说明Cl₂氧化性强于Br₂的实验现象是            ；
（4）另一同学将B、D、E装置连接后，在B装置中加入铜片和浓硝酸制取NO₂，然后进行NO₂气体与水反应的实验，并观察相关现象：
①B装置发生反应的离子方程式为____；
②反应一段时间后D装置中的具支试管乙中收集满NO₂气体，若进行NO₂气体与水反应的实验，应    （填“对a、b、c三个止水夹进行的操作”），然后再适当加热乙；实验现象为          。
③E装置中的NaOH溶液可吸收尾气NO₂，反应生成NaNO₃、NaNO₂和H₂O，反应中生成的NaNO₃和NaNO₂的物质的量之比为         。

在航天发射时，肼（N₂H₄）及其衍生物常用作火箭推进剂。
（1）液态肼作火箭燃料时，与液态N₂O₄混合发生氧化还原反应，已知每1g肼充分反应后生成气态水放出热量为a KJ，试写出该反应的热化学方程式                   。
（2）实验室用N₂H₄·H₂O与NaOH颗粒一起蒸馏，收集114～116℃的馏分即为无水肼。
①在蒸馏过程中不需要的仪器是          （填序号字母）。

A．酒精灯

B．长直玻璃导管

C．锥形瓶

D．直型冷凝管

E．尾接管（接液管）
F．蒸馏烧瓶      
G．滴定管
②除上述必需的仪器外，还缺少的主要玻璃仪器是     。
（3）肼能使锅炉内壁的铁锈变成较为致密的磁性氧化铁（Fe₃O₄）层，以减缓锅炉锈蚀。若反应过程中肼转化为氮气，则每生成1molFe₃O₄，需要消耗肼的质量为     g。
（4）磁性氧化铁（Fe₃O₄）的组成可写成FeO·Fe₂O₃。某化学实验小组通过实验来探究一黑色粉末是否由Fe₃O₄、CuO组成（不含有其它黑色物质）。探究过程如下：
提出假设：假设1．黑色粉末是CuO；
假设2．黑色粉末是Fe₃O₄；
假设3．               。
探究实验：
取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中滴加KSCN试剂。
①若假设1成立，则实验现象是               。
②若所得溶液显血红色，则假设     成立。
③为进一步探究，继续向所得溶液加入足量铁粉，若产生       现象，则假设3成立。
有另一小组同学提出，若混合物中CuO含量较少，可能加入铁粉后实验现象不明显。
查阅资料：Cu²⁺与足量氨水反应生成深蓝色溶液，Cu²⁺＋4NH₃·H₂O＝Cu（NH₃）₄²⁺＋4H₂O。
④为探究是假设2还是假设3成立，另取少量粉末加稀硫酸充分溶解后，再加入足量氨水，若假设2成立，则产生         现象；若产生        现象，则假设3成立。

氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。为了分析某AlN样品(样品中的杂质不与氢氧化钠溶液反应)中A1N的含量，某实验小组设计了如下两种实验方案。
已知：AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑
【方案l】取一定量的样品，用以下装置测定样品中AIN的纯度(夹持装置已略去)。

（1）上图C装置中球形干燥管的作用是                         。
（2）完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先           ，再加入实验药品。接下来的实验操作是            ，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K₁，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是                    。
（3）若去掉装置B，则导致测定结果            (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。由于上述装置还存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见                          。
【方案2】按以下步骤测定样品中A1N的纯度：

（4）步骤②生成沉淀的离子方程式为                     。
（5）步骤③的操作是            。A1N的纯度是                 (用m₁、m₂表示)。

(17分)氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。某AlN样品仅含有Al₂O₃杂质，为测定AlN的含量，设计如下三种实验方案。已知：AlN＋NaOH＋H₂O = NaAlO₂＋ NH₃↑
【方案1】取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。

（1）上图C装置中球形干燥管的作用是                                。
（2）完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先                   ，再加入实验药品，接下来的实验操作是                      ，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K₁，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是                           。
（3）由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见                        。
【方案2】用下图装置测定m g样品中A1N的纯度(部分夹持装置已略去)。

（4）导管a的主要作用是                                   。
（5）为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是      (填选项序号)。
a．CCl₄             b．H₂O              c．NH₄Cl溶液        d．
（6）若m g样品完全反应，测得生成气体的体积为VmL(已转换为标准状况)，则A1N的质量分数是    (用含m、V的数学表达式表示)。
【方案3】按以下步骤测定样品中A1N的纯度：

（7）步骤②生成沉淀的离子方程式为                                   。
（8）若在步骤③中未洗涤，测定结果将       (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

(16分)纳米氧化铝在陶瓷、电子、生物医药等方面有广泛的用途，它可通过硫酸铝铵晶体热分解得到[已知：硫酸铝铵晶体的化学式为Al₂(NH₄)₂(SO₄)₄·24H₂O，相对分子质量为906]．制备硫酸铝铵晶体的实验流程如下：

（1）H₂O₂氧化FeSO₄的离子方程式为                             ．
（2）加入氨水的目的是                 ，其化学反应方程式为                 ．
（3）若要保证产品的纯度，必须检验加入氨水后杂质是否除尽？其实验操作是：用试管取少量滤液，                                          ，则说明杂质已除净．
（4）上述流程中，“分离”所包含的操作依次为：         、         、过滤、洗涤、干燥；请完成硫酸铝铵晶体高温分解的化学方程式：2Al₂(NH₄)₂(SO₄)₄·24H₂OAl₂O₃+  NH₃↑+  SO₃↑+     ．
（5）取4.53 g 硫酸铝铵晶体加热分解，最终剩余0.51 g Al₂O₃固体．加热过程中，固体质量随温度的变化如图所示．请计算确定400℃时（硫酸铵未分解）剩余固体成分的化学式为                   （不必写出计算过程）．

现代传感信息技术在化学实验中有广泛的应用。

Ⅰ．某小组用传感技术测定喷泉实验中的压强变化来认识喷泉实验的原理（图1）。
（1）制取氨气。烧瓶中制取NH₃的化学方程式为        ，检验三颈瓶集满NH₃的方法是         。
（2）关闭a，将吸有2mL水的胶头滴管塞紧颈口c，打开b，完成喷泉实验，电脑绘制三颈瓶内气压变化曲线（图2）。图2中       点时喷泉最剧烈。
Ⅱ．测定NH₃•H₂O的浓度及电离平衡常数K_b
（3）从三颈瓶中用        （填仪器名称）量取25.00mL氨水至锥形瓶中，用0.0500 mol•L^-1HCl滴定。用pH计采集数据、电脑绘制滴定曲线如下图。
（4）据图，计算氨水的浓度为        mol•L^-1；写出NH₃•H₂O电离平衡常数K_b的表达式，K_b=           ，当pH=11.0时计算K_b的近似值，K_b≈          。

（5）关于该滴定实验的说法中，正确的是        。

A．锥形瓶中有少量蒸馏水不影响测定结果

B．未滴加酸碱指示剂，实验结果不科学

C．酸式滴定管未用盐酸润洗会导致测得氨水的浓度偏高

D．滴定终点时俯视读数会导致测得氨水的浓度偏高

(9分)（1）下图装置甲是某种不溶于水的气体X的发生装置和收集装置（必要时可以加热），所用的试剂从下列试剂中选取2-3种：硫化亚铁、二氧化锰、铜屑、氯化铵、稀氨水、大理石、浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸、蒸馏水。

①气体X的分子式是        。
②所选择的药品a是             ，c是           。
③下列装置乙和丙，能代替装置甲的简易装置是             （填“乙”或“丙”）

④请写出在试管a中所发生反应的离子方程式                 。
（2）在进行研究性学习的过程中，学生发现等质量的铜片分别与等体积均过量的浓硝酸或稀硝酸反应（假设反应前后溶液体积不变），所得到溶液前者呈绿色，后者呈蓝色，针对这种现象，学生进行了讨论，出现两种意见，一种认为：Cu^2＋浓度差异引起了这种现象，你认为           （填“正确”或“不正确”），依据是：                            ；
另一种意见是：溶液呈绿色可能是Cu^2＋与NO₂混合的结果，并用实验进行了证明，这些方案中可行的是  ；
a．加热该绿色溶液，观察颜色变化b．加水稀释绿色溶液，观察颜色变化
c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化
（3）足量铜与一定量浓硝酸反应，得到硝酸铜溶液和NO₂、N₂O₄、NO的混合气体，这些气体与1.68 L O₂(标准状况)混合后通入水中，所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入5 mol/L NaOH溶液至Cu^2＋恰好完全沉淀，则消耗NaOH溶液的体积是     mL。

(10分)实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：


已知实验室可用饱和亚硝酸钠(NaNO₂)溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
（1）从图中选择制取气体的合适装置：氮气        。
（2）氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用有干燥气体、          、______________。
（3）氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，        (“会”或“不会”)发生倒吸，原因是：________________________________________。
（4）用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是：               ，锥形瓶中还可观察到的现象是：            、产生白烟。用化学方程式解释现象产生的原因           。

(11分)三颈瓶在化学实验中的应用非常广泛，下面是三颈瓶在部分无机实验或有机实验中的一些应用。
（1）在如图所示装置中，进行氨的催化氧化实验：向三颈瓶内的浓氨水中不断通入空气，将红热的铂丝插入瓶子并接近液面。反应过程中可观察到瓶中有红棕色气体产生，铂丝始终保持红热。实验过程中的电离程度____（填“变大”、“变小”或“不变”）

（2）实验室用下图所示装置制备氨基甲酸铵（），其反应化学方程式：2NH₃(g)+CO₂(g) NH₂COONH₄(s)该反应在干燥条件下仅生成氨基甲酸铵，若有水存在则生成碳酸铵或碳酸氢铵。

①写出加入药品之前实验操作的要点_______；反应中若有水存在则生成碳酸氢铵的化学方程式是________________________。
②干燥管中盛放的药品是______。简述左侧三颈瓶装置制取氨气的原理________。
③对比碳酸盐和酸的反应制取CO₂，该实验利用干冰升华产生气体CO₂的有优点有_____.
④有同学认为该实验装置存在安全问题，请问可能面临的安全问题是________。
⑤氨基甲酸氨可用作肥料，其肥效比尿素[CO(NH₂)₂] _______（填“高”或“低”），在潮湿的空气中释放出氨而变成碳酸氢铵。取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7830g，用足量石灰水充分处理后，使样品中碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.000g，则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数是_____________。

（18分)Ⅰ.实验室常见的几种气体发生装置如图A、B、C所示：

（1）实验室可以用B或C装置制取氨气，如果用B装置制取氨气其化学反应方程式为             。
（2）气体的性质是选择气体收集方法的主要依据。下列性质与收集方法无关的是______（填序号，下同)。
①密度    ②颜色    ③溶解性   ④热稳定性   ⑤与氧气反应
（3）若用A装置与D装置相连制取并收集X气体，则X可以是下列气体中的________。
①CO₂     ②NO      ③Cl₂       ④H₂     ⑤HCl
其中在D装置中连接小烧杯的目的是                                     。
Ⅱ.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 。
（4）经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1∶6∶3 ，钴的化合价为________，制备X的化学方程式为               。
已知：X的化学式类似下列化学式
氢氧化二氨合银:Ag（NH₃)₂OH 、硫酸四氨合铜:Cu（NH₃)₄SO₄
（5）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 c_l 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。

①盛放5（盐酸标准溶液）的仪器名称               。
②装置中安全管的作用原理是               。
③样品中氨的质量分数表达式为               。

氨基甲酸铵（NH₂COONH₄）是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟工业原理制备氨基甲酸铵，反应的化学方程式如下：
2NH₃(g)+CO₂(g)NH₂COONH₄(s)   ΔH＜0
（1）如用下图装置制取氨气，你所选择的试剂是                   。

（2）制备氨基甲酸铵的装置如下图所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时，停止制备。

注：四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。
①发生器用冰水冷却的原因是：                      、                        。
液体石蜡鼓泡瓶的作用是：                                         。
②从反应后的混合物中分离出产品，为了得到干燥产品，应采取的方法是______   （填写选项序号）。
a．常压加热烘干         b．高压加热烘干        c．真空40 ℃以下烘干
③尾气处理装置如图所示。

双通玻璃管的作用：               ；
浓硫酸的作用：                    、                         。
（3）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品11．73 g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为15．00 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为    。

(15分)某化学课外活动小组通过实验研究NO₂的性质：(已知：2NO₂＋2NaOH =  NaNO₃＋NaNO₂＋H₂O)
任务1：利用下图所示装置探究NO₂能否被NH₃还原(K₁、K₂为止水夹，夹持固定装置略去)。

（1）E装置中制取NO₂反应的离子方程式是                               。
（2）若NO₂能够被NH₃还原，预期观察到C装置中的现象是                 。
（3）实验过程中，未能观察到C装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因，认为可能是：①NH₃还原性较弱，不能将NO₂还原；②在此条件下，NO₂的转化率极低；③              。
（4）此实验装置存在一个明显的缺陷是                     。
任务2：探究NO₂能否与Na₂O₂发生氧化还原反应。
（5）实验前，该小组同学提出三种假设。
假设1：二者不反应；
假设2：NO₂能被Na₂O₂氧化；
假设3：                      。
（6）为了验证假设2，该小组同学选用任务1中的B、D、E装置，将B中的药品更换为Na₂O₂，另选F装置(如图所示)，重新组装，进行实验。

①装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用)                     。
②实验过程中，B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验，该白色物质为纯净物，且无其他物质生成。推测B装置中反应的化学方程式为                      。

亚硝酸钠（NaNO₂）外观酷似食盐且有咸味，是一种常用的发色剂和防腐剂，使用过量会使人中毒，国际上对食品中亚硝酸钠的用量控制在很低的水平上。某学习小组针对亚硝酸钠设计了如下实验：
【实验I】制备NaNO₂
该小组查阅资料知：2NO+Na₂O₂=2NaNO₂；2NO₂+Na₂O₂=2NaNO₃
设计制备装置如下（夹持装置略去）：

（1）装置D可将剩余的NO氧化成NO₃^-，发生反应的离子方程式为              。
（2）如果没有B装置，C中发生的副反应有                    。
（3）甲同学检查完装置气密性良好后进行实验，发现NaNO₂的纯度较低。乙同学对上述装置进行适当改进后提高了NaNO₂的纯度，其改进措施是               。
（4）丙同学对B中的药品进行了更换，也提高了NaNO₂的纯度。丙更换的药品最好是             。
【实验Ⅱ】测定甲、乙同学制取的样品中NaNO₂的含量
步骤：a．在5个有编号的带刻度试管（比色管）中分别加入不同量的NaNO₂溶液，各加入1 mL的M溶液（M遇NaNO₂呈紫红色，NaNO₂浓度越大颜色越深），再加蒸馏水至总体积均为10 mL并振荡，制成标准色阶：

b．分别称量0．10 g甲、乙制得的样品溶于水配成500 mL溶液，贴上标签甲、乙。再分离别取5 mL甲、乙待测液，各加入1 mL M溶液，均加蒸馏水至10 mL振荡，分别与标准色阶比较。
（5）步骤b中比较结果是：甲待测液颜色与③号色阶相同，乙待测液颜色与④号色阶相同。则甲同学制得的样品中NaN0₂的纯度是          %。
（6）用目视比色法证明维生素C可以有效降低NaNO₂的含量。设计并完成下列实验报告。