高中化学磷实验题

氨与硝酸都是氮的重要化合物，在工农业生产中有广泛应用。完成下列填空：
实验室设计了如图所示的实验装置，进行“氨的催化氧化”等实验。

（1）A处是气体发生装置，A中所用试剂只能从下列物质中选取：
①硝酸铵  ②碳酸氢铵  ③氯化铵  ④熟石灰  ⑤氢氧化钠
若A中制取气体时只用了一种试剂，该试剂可以是____________(选填上述编号)，此时A处的装置应为______________(选填下列编号)。

至此，完成了对图1中装置的补充。某同学从安全与环保的角度考虑，该装置存在两处明显的缺陷，你认为这两处缺陷是______________、_________________。
（2）写出图1装置B中发生反应的化学方程式（写一个即可）                ；
在图1中，若A、B处试剂足量，则装置E中发生反应的离子方程式为：____________________。
（3）写出图1装置C中发生反应的化学方程式________________。

(16分)氮化铝(AlN)陶瓷是一种类金刚石氮化物的新型无机非金属材料，最高可稳定到2200°C，导热性好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。抗熔融金属侵蚀的能力强，是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料。工业用氮化铝(AlN)产品中常含有少量Al₄C₃、Al₂O₃、C等杂质。现要通过实验分别测定氮化铝(AlN)样品中AlN和Al₄C₃的质量分数(忽略NH₃在强碱性溶液中的溶解)。
（1）实验原理
①已知Al₄C₃与硫酸反应可生成CH₄，则该反应的离子方程式是______________。
②AlN溶于强酸生成铵盐，溶于氢氧化钠溶液生成氨气，请写出AlN与NaOH溶液反应的化学方程式___________。
（2）实验装置(如下图所示)

（3）实验过程
①连接实验装置，检验装置的气密性。称得D装置的质量为yg，滴定管的读数为amL。
②称取xgAlN样品置于锥形瓶中；塞好胶塞，关闭活塞K₂、K₃，打开活塞K₁，通过分液漏斗加入过量____(填化学式)，与锥形瓶内物质充分反应。
③待反应进行完全后，关闭活塞K₁，打开活塞K₃，通过分液漏斗加入过量  _______(填化学式)，与锥形瓶内物质充分反应。
④打开K₂，通过打气装置通入空气一段时间。
⑤记录滴定管的读数为bmL，称得D装置的质量为zg。
（4）数据处理与问答
①在上述装置中，设置活塞K₂的目的是__________。
②若读取滴定管中气体的体积时，液面左高右低，则所测气体的体积_________(填“偏大”，“偏小”或“无影响”)。
③Al₄C₃的质量分数为 ____，AlN的质量分数为_______。

(12分) 某同学设计如图所示装置分别进行探究实验（夹持装置已略去）

实验	药品	制取气体	量气管中的液体
①	Cu、稀HNO3		H2O
②	NaOH固体、浓氨水	NH3
③	Na2CO3固体、稀H2SO4	CO2
④	镁铝合金、NaOH溶液（足量）	H2	H2O

请回答下列问题：
（1）简述如何检查该装置的气密性：               。
（2）该同学认为实验①可通过收集测量NO气体的体积，来探究Cu样品的纯度。你认为是否可行？请简述原因             。
（3）实验②中剩余的NH₃需吸收处理。以下各种尾气吸收装置中，适合于吸收NH₃，而且能防止倒吸的有

（4）实验③中，量气管中的液体最好是       。
A．H₂O                 B．CCl₄   
C．饱和Na₂CO₃溶液      D．饱和NaHCO₃溶液
（5）本实验应对量气管多次读数，读数时应注意：
①恢复至室温，②              ，③视线与凹液面最低处相平。
（6）实验④获得以下数据（所有气体体积均已换算成标准状况）

编号	镁铝合金质量	量气管第一次读数	量气管第二次读数
①	1.0g	10.0mL	346.3mL
②	1.0g	10.0mL	335.0mL
③	1.0g	10.0mL	345.7mL

根据上述合理数据计算镁铝合金中铝的质量分数          。

( 8分)某兴趣小组用如图装置探究氨的催化氧化。
    
（1）氨催化氧化的化学方程式为                 。
（2）加热玻璃管2一段时间后,挤压1中打气球鼓入空气,观察到2中物质呈红热状态；停止加热后仍能保持红热，该反应是    反应(填“吸热”或“放热”)。
（3）为保证在装置4中观察到红棕色气体,装置3应装入    ；若取消3，在4中仅观察到大量白烟,原因是               。
（4）为实现氨的催化氧化,也可用装置5替换装置    (填装置代号)；化合物X为       (只写一种)，Na₂O₂的作用是               。

(10分)垃圾是放错地方的资源，工业废料也可以再利用。某化学兴趣小组在实验室中用废弃的含铝、铁、铜的合金制取硫酸铝溶液、硝酸铜晶体和铁红(Fe₂O₃)。实验方案如下：

（1）写出滤液A中加入足量硫酸后所发生反应的离子方程式：__________________。
（2）已知Fe(OH)₃沉淀的pH是3～4，溶液C通过调节pH可以使Fe^3＋沉淀完全。下列物质中可用作调整溶液C的pH的试剂是________(填序号)。

A．铜粉

B．氨水

C．氢氧化铜

D．碳酸铜

（3）常温，若溶液C中金属离子均为1 mol·L^－1，K_sp[Fe(OH)₃]＝4.0×10^－38，K_sp[Cu(OH)₂]＝2.2×10^－20。控制pH＝4，溶液中c(Fe^3＋)＝____________，此时________Cu(OH)₂沉淀生成(填“有”或“无”)。
（4）将20 mL Al₂(SO₄)₃溶液与等物质的量浓度的Ba(OH)₂溶液80 mL混合，反应的离子方程式为_______________。

某化学小组模拟工业生产制取HNO₃，设计下图所示装置，其中a为一个可持续鼓入空气的橡皮球。请回答下列问题:

（1）写出装置A中主要反应的化学方程式                               。
（2）实验结束后，关闭止水夹b、c，将装置D，浸入冰水中，现象是             。
（3）装置C中浓H₂SO₄的作用是                。
（4）请你帮助该化学小组设计实验室制取NH₃的另一方案                。
（5）干燥管中的碱石灰用于干燥NH₃，某同学思考是否可用无水氯化钙代替碱石灰，并设计下图所示装置（仪器固定装置省略未画）进行验证。实验步骤如下：

①用烧瓶收集满干燥的氨气，立即塞上如图所示的橡胶塞。
②正立烧瓶，使无水氯化钙固体滑入烧瓶底部，摇动，可以观察到的现象 是          ，由此，该同学得出结论：不能用CaCl₂代替碱石灰。

2014年德美科学家因开发超分辨荧光显微镜获诺贝尔化学奖，他们开创性的成就使光学显微镜分辨率步入了纳米时代。
Ⅰ．在浓CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂，可以制得纳米级碳酸钙。下图所示A～E为实验室常见的仪器装置（部分固定夹持装置略去），请根据要求回答问题。

（1）实验室若用NH₄Cl和熟石灰作试剂来制取、收集干燥的NH₃，请选择装置并按气流方向连接各仪器接口      （填装置接口顺序），若要制取、收集干燥的CO₂，则需选用上述仪器装置中的   （填装置序号）。
（2）向浓CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂气体制纳米级碳酸钙时，应先通入的气体是   。试写出制纳米级碳酸钙的离子方程式           。
Ⅱ．纳米TiO₂在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。
（3）制备TiO₂的常见方法：将TiCl₄水解产物加热脱水生成TiO₂。已知常温下Ti（OH）₄的K_sp＝7.94×10^－54，测得TiCl₄水解后溶液常温下的pH＝2，则此时溶液中：c （Ti⁴⁺）＝          。
（4）用氧化还原滴定法测定TiO₂的质量分数：一定条件下，将TiO₂溶解并还原为Ti³⁺，再以KSCN溶液作指示剂，用NH₄Fe（SO₄）₂标准溶液滴定Ti³⁺至全部生成Ti⁴⁺。配制NH₄Fe（SO₄）₂标准溶液时，使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需要右图中的_______（填字母代号）。

（5）滴定终点的现象是                 。
（6）滴定分析时,称取TiO₂（摩尔质量为M g/mol）试样w g，消耗c mol/L NH₄Fe（SO₄）₂标准溶液V mL，则试样中TiO₂质量分数表达式为            。
Ⅲ．（7）纳米材料具有很多特殊的优良性能，其颗粒大小一般在1～100 nm之间。试设计简单的实验方案，判断Ⅰ、Ⅱ实验中所得样品颗粒是否为纳米级            。

(14分）某学生设计了一套验证物质化学性质的实验装置(如图）：

请观察该装置图，完成下列问题：
（1）该实验的目的是                        。
（2）该实验的涉及的化学方程式有                   。
（3）实验用品：实验仪器除铁架台(带铁夹）、储气瓶(两个）、直管活塞(K₁、K₂）、止水夹(K₃）、橡胶管、橡胶塞以及若干玻璃管连件外，还有哪几种(写仪器名称）_________________。
（4）实验步骤：①按上图连接好仪器装置；②扭开活塞K₁和K₂，主要现象为              ；③关闭        ，(填写K₁或K₂或K₃）打开         ，(填写K₁或K₂或K₃）, 用手或热毛巾捂住圆底烧瓶,就能使烧瓶产生喷泉。

甲同学探究NO₂的氧化性；设计了如下实验装置：

（1）该装置的明显缺陷是：________________________。
（2）实验开始后，发现Zn溶解，但未发现有气体逸出，同学猜想可能是因为HNO₃被还原生成NH₄^＋
写出反应的离子方程式：__________________，如何验证该猜想：_______________。
（3）重新调整HNO₃浓度后，发现A中有红棕色气体逸出，设计实验，证明NO₂具有氧化性（药品任意选择，合理即可）

步骤	现象	结论
取少量C中反应后的溶液 置于试管中，__________	__________	NO2具有氧化性

（4）乙同学对甲的实验结果产生质疑，提出假设：
假设一：NO₂氧化了SO₃^2－
假设二：HNO₃氧化了SO₃^2－
问题1：假设二_____（“是”或“否”）合理，
理由：___________________（用化学方程式回答）
问题2：若要验证NO₂具有氧化性，你的实验方案是：_____________________。

半导体生产中常需要控制掺杂，以保证控制电阻率,三氯化磷（PCl₃）是一种重要的掺杂剂。实验室要用黄磷（即白磷）与干燥的Cl₂模拟工业生产制取PCl₃,装置如下图所示:（部分夹持装置略去）

已知黄磷与少量Cl₂反应生成PCl₃,与过量Cl₂反应生成PCl₅，PCl₃遇水会强烈水解生成 H₃PO₃和HCl。遇O₂会生成POCl₃,POCl₃溶于PCl₃,PCl₃、POCl₃的熔沸点见下表：

物质	熔点/℃	沸点/℃
PCl3	-112	75．5
POCl3	2	105．3

请回答下列问题：
（1）A装置中制氯气的离子方程式为                                  。
（2）B中所装试剂是             ,E中冷水的作用是          F中碱石灰的作用是_____。
（3）实验时,检査装置气密性后,先打开K₃通入干燥的CO₂,再迅速加入黄磷。通干燥CO₂的作用    。
（4）粗产品中常含有POCl₃、PCl₅等。加入黄磷加热除去PCl₅后．通过_____（填实验操作名称）,即可得到较纯净的PCl₃。
（5）通过下面方法可测定产品中PCl₃的质量分数
①迅速称取1．00g产品,加水反应后配成250 mL溶液；
②取以上溶液25．00mL,向其中加入10．00 mL 0．1000 mol/L碘水,充分反应；
③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液,用0．1000 mol/L的Na₂S₂O₃,溶液滴定
④重复②、③操作,平均消耗Na₂S₂O₃,溶液8．40ml
已知：H₃PO₃+H₂O+I₂＝H₃PO₄+2HI，I₂+2Na₂S₂O₃＝2NaI+Na₂S₄O₆,假设测定过程中没有其他反应。根据上述数据,该产品中PC1₃的质量分数为_______。

除去工业尾气中的氮氧化物，常用氨催化吸收法。原理是NH₃与NO_x反应生成无毒物质。某同学采用以下装置和步骤模拟工业上氮氧化物的处理过程。
(一)提供的装置

(二)NH₃的制取
（1）下列有关实验室制备气体的说法正确的有         (填序号)。
①用赤热的炭与水蒸气反应制取氢气 
②用排饱和食盐水的方法收集氯气
③实验室制氧气有时需要加热，有时不需要加热 
④用无水氯化钙干燥氨气
（2）若选择装置G制取氨气，则分液漏斗中盛装的液体试剂是             。
（3）若选择装置C制取氨气，则反应的化学方程式是                       。
(三)模拟尾气的处理
选用上述部分装置，按下列顺序连接成模拟尾气处理装置，回答有关问题：

（4）A装置中反应的离子方程式为__________________________________。
（5）D装置中的液体可换成        (填序号)。
a. CuSO₄         b. H₂O         c. CCl₄        d. 浓硫酸
（6）该同学所设计的模拟尾气处理实验存在的明显缺陷是__________________。

为了证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO，某同学设计了如下实验装置和实验方案。

实验步骤：
（1）关闭K₁，打开K₂，向试管中加石灰石，通过分液漏斗向其中加入一定的稀硝酸，则加入石灰石的作用是________________________________，反应化学方程式是                       。
（2）将将铜丝插入稀硝酸中，微热大试管。该步反应离子方程式是                        。
（3）充分反应后，打开开关K₁，通过气囊鼓入空气，可以观察到烧瓶中                  ，证明稀硝酸与铜反应的气体产物是NO。
（4）NaOH溶液的作用                                  。

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上图所示，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      _____   。

氨气具有广泛的用途。
（1）工业上合成氨反应的化学方程式是                                   。

（2）实验室常用如上图所示装置制取并收集氨气。
① 实验室制取氨气反应的化学方程式是                               。
② 图中方框内收集氨气的装置可选用                  （填字母序号）。
③ 尾气处理装置中使用倒扣漏斗的作用是          。
（3）工业上用NH₃制取NO反应的化学方程式是      。

(16分)氨水是一种的常用的化学试剂。

（1）以浓氨水和生石灰为原料，用如下装置为发生装置，可制取少量氨气。已知：NH₃·H₂O+CaO=Ca(OH)₂+NH₃↑。
①生石灰应该装在____(填A或B)。
②试从电离平衡角度分析该实验中氨气逸出的原因：
③现要用试管和必要实验用品收集一试管氨气，请在C处补充相应收集装置。
（2）化学兴趣小组用氨水与硝酸银溶液配制好银氨溶液后，进行乙醛的银镜反应实验，但部分同学实验时间长，且效果不明显。影响乙醛银镜反应速率的因素有哪些呢？请你完成如下猜想：
①猜想：因素一：银氨溶液的pH大小；因素二：____________________ 。
②你设计实验验证上述“因素一”，完成下表中内容。
提供试剂：乙醛、2%稀氨水、 0.25mol/L NaOH溶液、盐酸 、 2% AgNO₃溶液
实验用品：烧杯(装有热水)、试管

实验步骤	实验操作	预期现象及结论 （步骤1只写现象）
1	在A、B两支洁净的试管中各加入1mL 2%的AgNO3溶液，然后                         ，此时制得pH均约为8的银氨溶液。
2	往A、B试管加入3滴乙醛，然后在A试管中加               ；振荡后将两支试管放在热水浴中温热。	若A试管比B试管出现的银镜时间短、光亮，则 若A试管比B试管出现的银镜时间长，则