高中化学磷实验题

某研究性学习小组的一个课题是“NO₂能否支持木条的燃烧？”由于实验室中没有现成的NO₂气体，该小组的同学设计了两个方案（忽略N₂O₄的存在，图中铁架台等夹持仪器均已略去）：
Ⅰ．实验装置如下图1所示

图1                                     图2
（1）浓硝酸受热分解的化学方程式是                                。
（2）实验开始后木条上的火星逐渐熄灭，有的同学得出“NO₂不能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？      （填“正确”或“不正确），理由是              。
Ⅱ．实验装置如上图2所示
（1）硝酸铜固体加热分解的产物有氧化铜、二氧化氮和氧气，该反应的化学方程式是              。
（2）当集气瓶中充满红棕色气体时，木条复燃了，有的同学得出“NO₂能支持木条的燃烧”的结论。你认为这一结论是否正确？               （填“正确”或“不正确”），理由是                        。
Ⅲ．为了更直接说明“NO₂能否支持木条的燃烧”这一问题，请你重新设计一个简单的实验方案，简述实验原理和主要操作。

某研究性学习小组设计实验方案来研究稀硝酸与铜反应生成NO。

（1）补充完成下列实验步骤：
①__________________________________________；
②打开活塞A，往U型管右侧漏斗中注入稀硝酸，一直注到稀HNO₃接触到A处橡皮塞为止；
③关闭活塞A，观察实验现象。
（2）记录描述观察到的实验现象：
可观察到的现象有：U型管左侧铜丝逐渐溶解，有_____色气体产生，溶液呈______色，随着反应不断进行，最后反应自行停止，该过程反应的离子方程式为________________________________。
（3）试管内装有NO，倒置于水槽中，当向试管内通入21mLO₂时，最后试管中的液面仍在原来的位置，则原试管中NO的体积为_________mL。
（4）0.1L稀硝酸和稀硫酸的混合液，其物质的量浓度分别为0.1mol/L和0.4mol/L。若向该混合液中加入足量的铜粉，则最多能溶解铜粉的质量_______g。若要使溶液中的Cu²⁺全部转化为Cu(OH)₂沉淀，应加入2 mol·L^－1的氢氧化钠溶液          _mL。

某同学拟定了以下实验方案，来确定一批合金废料的成分并加以回收利用。
 
请回答下列问题：
（1）从上述信息可确定该合金中一定含有Fe和____（填化学式）。
（2）“试剂a”是一种不引入杂质的绿色氧化剂，该氧化剂的化学式为____；滤渣D、稀硫酸和试剂a总反应的化学方程式为     。
（3）若反应①产生的气体是H₂，则验证滤液A只含NaAlO₂、不含Na₂SiO₃的方法是：取少量滤液A于试管中，滴加                      。
Na₂SiO₃溶液与过量的CO₂反应的离子方程式为                                            。
（4）取质量均为13．2g的滤渣B四份，分别加入相同浓度，不同体积的稀HNO₃充分反应，标准状况下所生成的NO（设还原产物只有一种）体积与剩余固体金属的质量如下表：

实验编号	①	②	③	④
稀HNO3体积(mL)	100	200	300	400
剩余金属质量(g)	9．0	4．8	0	0
NO体积(L,标况)	1．12	2．24	3．36	4．48

①实验①最先溶解的金属发生反应的化学方程式是                  。
②滤渣B中Fe的质量分数为____%（精确到0．1%）。

某校课外活动小组为探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO，设计了下列实验。图中K为止水夹，F是装有一半空气的注射器，其中加热装置和固定装置均已略去。

请回答有关问题：
（1）设计装置A的目的是_______________________。
（2）当完成装置A的实验目的后，关闭K，再将装置B中的铜丝插入稀硝酸。B中反应的离子方程式是____________________________。
（3）将F中的空气推入E中，证明NO存在的实验现象是_______________，此过程发生反应的化学方程式是____________________。
（4）装置D中溶液的作用是________________。

为了证明铜与稀硝酸反应产生NO，某校学生实验小组设计了一个实验，其装置如图所示（加热装置和固定装置均已略去），B为一个用金属丝固定的干燥管，内装块状碳酸钙固体；E为一个空的蒸馏烧瓶；F是用于鼓入空气的双连打气球。

（1） 实验时，先将B装置下移，使碳酸钙与稀硝酸接触产生气体，当C处产生白色沉淀时，立刻将B装置上提，使之与稀硝酸分离。该组学生设计此步操作的目的为               。
（2）将A中铜丝放入稀硝酸中，给装置A微微加热，在装置A中产生无色气体，其反应的化学方程式为                                                        。
（3）装置E中开始时出现浅红棕色气体，用F向E中鼓入空气后，可观察到烧瓶E内气体颜色加深，产生上述现象的原因是                                                。
（4）一段时间后，C中白色沉淀溶解，其原因是________________________       __。
（5）装置D的作用是_________            ___________________________________。

某化学学习小组同学根据实验室现有的制取氨气的药品，设计了右图所示的实验装置（部分夹持仪器未画出），制取并探究氨气的还原性、检验反应产物。请回答下列问题：

（1）A中发生反应的化学方程式是                                             。
（2）B中碱石灰的作用是                                                   。
（3）C中黑色固体变红，且产生的气体对空气无污染，写出该反应的化学方程式                   ；
D中发生的现象是________________________________________________________________________。
（4）该装置存在明显缺陷，该缺陷是                         。
（5）工业中常用氮气与氢气在高温、高压、铁触媒做催化剂的条件下合成氨气，该小组同学模拟该条件也合成出了氨气。已知起始时，将2 mol N₂、6 mol H₂充入一个容积为2 L的密闭容器中发生反应，过了5 min后，混合气体的总物质的量减少了1 mol，求在这段时间内以H₂表示的化学反应速率
为                         。

实验室用稀硝酸与铜反应来制备NO气体，如果采用（Ⅰ)装置（烧瓶内加入稀硝酸和铜片，必要时可加热）,实验效果不十分理想，因为从观察到的现象不能有力证明反应产物是NO；有人设计了（Ⅱ)装置（橡皮塞下端连有铜丝圈），用来做该实验可以达到满意的效果。根据要求回答下列问题：

（1）用Ⅰ装置做实验时，实验过程中由于观察到烧瓶内有             现象，而不能有力证明反应产物是NO；收集NO能否用瓶口向上排空气法？答：     （填“能”“否”）。
（2）用Ⅱ装置做实验时，将有关操作补充完全：
①将分液漏斗的活塞打开，从U形管的B侧管口注入稀硝酸，一直注到       为止。
a．刚好浸没铜丝下端   b．刚好浸没铜丝中部   c． 单孔塞下沿与液面间不留有空隙
②关闭活塞，用酒精灯对U形管的A侧加热，当        时，撤去酒精灯。
（3）在（2）的实验中：
①什么情况下反应自动停止？                                         。
何处观察到无色的NO气体？                                         。
②如果再将分液漏斗的活塞慢慢打开，可在分液漏斗中观察到哪些明显现象？
答：                                                                 。

如图1所示，某兴趣小组同学将铜片加入稀硝酸，发现开始时气泡产生速率非常慢，一段时间后速率明显加快，烧瓶内溶液呈浅蓝色并不断加深，液面上方的气体颜色也在不断加深。该小组同学拟通过实验探究反应速率变化的原因。

图 1                                    图 2
（1）图1中铜与稀硝酸反应的离子方程式为                                       ；
用离子方程式表示NaOH溶液所起的作用                                       ；
（2）小组同学提出了如下假设并设计实验探究：
Ⅰ.甲同学认为是反应放热导致溶液温度升高所致，完成此实验还需要的仪器是       ；
测定反应过程中溶液不同时间的温度，结果如下表：

时间/min	0	5	10	15	20	25	35	50	60	70	80
温度/℃	25	26	26	26	26	26	26.5	27	27	27	27

 
结合实验目的和表中数据，你得出的结论是                                     ；
Ⅱ.乙同学认为生成的Cu²⁺对反应有催化作用，为验证此假设，取A、B两支试管分别加入等量的铜片和稀硝酸，那么最好是在其中一支试管中加入少量的           （填序号）。
A.硝酸铜晶体        B.硝酸铜溶液        C.硫酸铜晶体        D.硫酸铜溶液
然后对比两支试管的反应，发现现象基本相同。因此得出结论：Cu²⁺并不是反应的催化剂。
Ⅲ. 丙同学根据现象推测反应过程中还有少量       生成，进而认为该物质对反应有催化作用，如图2所示，实验中丙同学从a处通入该物质后，发现左管中产生气泡速率明显快于右管。小组同学得出最后结论：这种物质对铜和稀硝酸的反应有催化作用。
（3）实验结束后，发现试管中溶液呈绿色，而不显蓝色。部分同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，另一部分同学认为是该溶液中溶解了通入的物质。请你设计一个实验方案来证明哪种假设正确。(写出实验操作、实验现象和结论)                                                    。

某课外活动小组欲利用CuO与NH₃反应，研究NH₃的某种性质并测定其组成，设计了如下实验装置（夹持装置未画出）进行实验。请回答下列问题：
（1） 仪器a的名称为________；仪器b中可选择的试剂为________；

（2）实验室中利用下列各组物质，进行喷泉实验，不能成功的是        。

A．Cl2与饱和食盐水	B．CO2 与40%的NaOH溶液
C．NH3与饱和食盐水	D．HCl与水

（3）实验中观察到装置C中黑色CuO粉末变为红色固体，量气管有无色无味的气体，上述现象证明NH₃具有________性，写出相应的化学方程式                          。
（4）E装置中浓硫酸的作用________________________________。
（5）实验完毕，若测得干燥管D增重mg，装置F测得气体的体积为nL(已折算成标准状况），则氨分子中氮、氢的原子个数比为________(用含m、n字母的代数式表示)。

某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行实验（图中a、b、c表示止水夹）。

a

请按要求填空：
（1）利用B装置可制取的气体有                 （填2种）。
A、C、E相连后的装置可用于制取Cl₂并进行相关的性质实验。
若在丙中加入适量水，即可制得氯水。将所得氯水分成两份，进行Ⅰ、Ⅱ两个实验，实验操作、现象结论如下：

实验序号	实验操作	现象	结论
Ⅰ	将氯水滴入品红溶液	溶液褪色	氯气与水反应的产物有漂白性
Ⅱ	氯水中加入 NaHCO3粉末	有无色气泡产生	氯气与水反应的产物具有较强的酸性

 
（2）请你评价实验Ⅰ、Ⅱ的结论是否合理？若不合理，请说明理由。                 
                                                                        。
（3）请利用上述A、C装置设计一个简单的实验，验证Cl₂和Br₂的氧化性强弱（分别指出甲、乙、丙中盛装的试剂、实验现象及结论）                                      
                                                                       。
B、D、E装置相连后，在B中盛装足量浓硝酸和铜片（放在有孔塑料板上），可制得NO₂并进行有关实验。
（4）B中发生反应的化学方程式为                                               。
（5）欲用D装置验证NO₂与水的反应，其操作步骤为：先关闭止水夹      ，再打开止水夹      ，使烧杯中的水进入试管丁的操作是                                  
                                                               。
（6）试管丁中的NO₂与一定量的O₂混合后倒插水中，试管9/10充满水，则原试管丁中的混合气体的平均分子量可能为                     。（保留二位小数）

硫及其化合物有广泛的应用，对SO₂性质的研究是高中化学教学的一项重要内容。
I．对比研究是一种重要的研究方法。若将硫的单质及部分化合物按如下表所示分成3 组，则第2组中物质M的化学式是                                        。

第1组	第2组	第3组
S (单质)	SO2、H2SO3、M、NaHSO3	SO3、H2SO4、Na2SO4、 NaHSO4

 
Ⅱ．某校化学学习小组用下图所示的实验装置研究SO₂气体还原Fe³⁺、Br₂的反应。

（1）下列实验方案可以用于在实验室制取所需SO₂的是                        。
A．Na₂SO₃溶液与HNO₃                    B．Na₂SO₃固体浓硫酸
C．固体硫在纯氧中燃烧                    D．铜与热的浓硫酸
（2）装置C的作用是除去多余的SO₂，防止污染空气。已知在用氢氧化钠溶液吸收SO₂的 过程中，往往得到Na₂SO₃和NaHSO₃的混合溶液，常温下，溶液pH随n(SO₃^2—)：n(HSO₃^—)变化关系如下表

n(SO3^2—)：n(HSO3^—)	91：9	1：1	9：91
pH	8.2	7.2	6.2

 
当吸收液中n(SO₃^2—)：n(HSO₃^—) =10：1时，溶液中离子浓度关系正确的是                     。
A．c(Na⁺)+ c(H⁺)= 2c(SO₃^2—)+ c(HSO₃^—)+ c(OH^—)
B．c(Na⁺)＞c(HSO₃^—)＞c(SO₃^2—)＞c(OH^—)＞c(H⁺)
C．c(Na⁺)＞c(SO₃^2—)＞c(HSO₃^—)＞c(OH^—)＞c(H⁺)
（3）在上述装置中通入过量的SO₂，为了验证A中SO₂与Fe³⁺发生了氧化还原反应，他们取A中反应后的溶液分成三份，并设计了如下探究实验，请你评价并参与他们的探究过程（限选试剂：KMnO₄溶液、KSCN溶液、BaCl₂溶液、稀硫酸、稀盐酸、稀硝 酸、Ba(NO₃)₂溶液、新制的氯水）

序号	实验方案	实验现象	结论
方案①	往第一份试液中加入KMnO4溶液溶液	紫红色褪去	SO2与Fe^3+反应生成了Fe^2^+
方案②	往第二份试液中加入		SO2与Fe^3+反应生成了Fe^2^+
方案③	往第二份试液中加入		SO2与Fe^3+反应生成了SO4^2—

 
上述方案①得出的结论是否合理                    ，原因                                。
如果他们设计的方案②与方案③均合理并且得到相应结论，请你将上面表格补充完整。
（4）装置B中能表明Br^—的还原性弱于SO₂的现象是                           。

某同学在学习硝酸与硫酸时，对两种酸与铜的反应情况进行研究，试完成下列各题。
（1）在甲、乙两个烧杯中，分别装入40mL浓度均为2mol·L^－1的稀硫酸和稀硝酸，并向其中各加入 4g束状铜丝，观察现象，试完成下列实验报告：

（2）充分反应后，将甲、乙烧杯混合，再使之充分反应，最终所得溶液溶质为____     ，剩余固体总质量为           g
（3）若甲中硫酸溶液体积V（V>40mL）可变，其余数据不变，则：
①当甲、乙烧杯混合充分反应后，溶液中只有一种溶质时，V=____    mL，若要将溶液中的Cu²⁺沉淀完全，应加NaOH使溶液的pH至少为____     。已知K_sP[Cu（OH）₂]=2.2×l0^－20,1g=0.7）
②能否通过硫酸溶液体积的改变，使铜丝在甲、乙烧杯混合充分反应后完全溶解? 试写出推理过程________                                      。

某化学兴趣小组利用图一装置制取氨气并探究氨气的有关性质。

（1）装置A中烧瓶内试剂可选用________（填序号）
a．碱石灰  b．浓硫酸  c．生石灰  d．五氧化二磷  e．烧碱
（2）若探究氨气的溶解性，需在K₂的导管末端连接图二装置中的_____装置（填序号），当装置D中集满氨气后，关闭K₁、K₂，打开K₃，引发喷泉的实验操作是______________
___________________________________________________________________________。
（3）若探究氨气的还原性，需打开K₁、K₂，K₃处导管连接制取纯净、干燥氯气的装置。
①用二氧化锰与浓盐酸制取氯气，生成气体必须通过盛有____________试剂的洗气瓶；
②D中氨气与氯气反应产生白烟，同时生成一种无色无味的气体，该反应的化学方程式为___________________________________；
③从K₃处导管逸出的气体中含有少量Cl₂，则C装置中应盛放_________溶液（填化学式），反应的离子方程式为____________________________________。

某实验小组设计了下列装置进行氨的催化氧化实验。

完成下列填空：
（1）常温下，氨水的浓度为1:1.5（28%的浓氨水和水的体积比）时实验现象明显，配制该浓度氨水的玻璃仪器有                        。
（2）本实验用的干燥剂是碱石灰和无水氯化钙。则甲处是____________；乙处是___________。
（3）实验时，先将催化剂加热至红热，在不断鼓入空气的情况下，熄灭酒精灯，反应仍能继续进行，说明反应是_____（填“吸”或“放”）热反应；化学方程式为                 。
（4）实验前，烧杯中盛有200mL 1.000 mol/L的 NaOH溶液，实验后测得烧杯中溶液的pH=13，且溶液质量比反应前增加了7.48g，则NaOH溶液吸收的NO和NO₂的物质的量之比
是            （设溶液的体积不变且忽略盐类的水解）。
（5）实验时发现：如果缺少乙处的干燥管，将反应后的气体直接通入烧瓶，则烧瓶中产生白烟。其原因可用化学方程式表示为：                      、                      。
（6）已知NH₃和N₂常压下的沸点分别为：－33.5℃和－195.8℃，据此推测这两种物质中，能做制冷剂的是         （填分子式）；能用来冷冻物质的是        （填分子式）。

甲．乙两个研究性学习小组为测定氨分子中氮．氢原子个数比，设计了如下实验流程：

下图A．B．C为甲．乙两小组制取氨气时可能用到的装置，D为盛有浓硫酸的洗气瓶。

实验开始前装置中的空气已排尽。甲小组测得：反应前氧化铜的质量为．氧化铜反应后剩余固体的质量为．生成氮气在标准状况下的体积。乙小组测得洗气装置D前后的质量和生成氮气在标准状况下的体积。   
（1）写出仪器a的名称：                                 。
（2）甲．乙两小组选择了不同方法制取氨气，请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表空格中。

	实验装置	实验药品	制备原理
甲小组	A	氢氧化钙．硫酸铵	反应的化学方程式为 ①
乙小组	②	浓氨水．氢氧化钠	用化学平衡原理分析氢氧化钠的作用： ③

 
（3）甲小组用所测数据计算出氨分子中氮．氢的原子个数之比为                   。
（4）在操作和计算正确的情况下，乙小组用所测数据计算出氨分子中氮．氢的原子个数比明显小于理论值，其原因可能是                                            。
（5）乙小组在原有实验的基础上增加了一个装有药品的实验仪器，重新实验，得出合理的实验结果。该药品的名称是                   。