高中化学磷实验题

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

某化学实验小组同学利用以下装置制备氨气，并探究氨气的性质。请回答：

（1）实验室制备氨气的化学方程式为                         ；
（2）装置B中烧杯滴加酚酞溶液，并打开止水夹，观察到烧瓶内产生了         ，则说明氨气具有的性质是                   ，                 。
（3）写出氨气与水反应的化学方程式                         。
（4）为防止污染空气，以下装置可用于吸收多余氨气的是        。

(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    。

资料显示：“氨气可在纯氧中安静燃烧”。某校化学小组学生设计如下装置（图中铁夹等夹持装置已略去）进行氨气与氧气在不同条件下反应的实验。

（1）用装置A制取纯净、干燥的氨气，大试管内碳酸盐的化学式是_____    ___________。
（2）将产生的氨气与过量的氧气通到装置B（催化剂为铂石棉）中，用酒精喷灯加热：
①氨催化氧化的化学方程式是                                                      ；试管内气体变为红棕色，该气体是__________________。
②停止反应后，立即关闭B中两个活塞。一段时间后，将试管浸入冰水中，试管内气体颜色变浅，请结合化学方程式说明原因                                                            。
（3）将过量的氧气与A产生的氨气分别从a、b两管进气口通入到装置C中，并在b管上端点燃氨气：
①两气体通入的先后顺序是                               。
②氨气燃烧的化学方程式是                                                         。

(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。

已知SO₂可以用Fe（NO₃）₃溶液吸收，某学习小组据此按下图装置展开如下相关探究：取一定量的铜片于三颈烧瓶中，通入一段时间N₂后再加入足量的浓硫酸，加热。装置A中有白雾（硫酸酸雾）生成， 装置B中产生白色沉淀。

回答下列问题：
（1）装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为           ；检查图中连通装置A、B气密性的方法是                   。
（2）加入浓硫酸之前先通人N₂一段时间，其目的是        ；排除装置A中白雾影响，可在装置A、B间增加洗气瓶C，则C中盛放的试剂是        。若用氢氧化钠溶液处理尾气，则发生反应的离子方程式为             。
（3）经过讨论，该小组对装置B中产生沉淀的原因，提出下列假设（不考虑各因素的叠加）：
假设1：装置A中白雾进入装置B中参与了反应。
假设2：                       。
假设3：Fe（NO₃）₂溶液显酸性，在此酸性条件下NO₃‾能氧化SO₂。
（4）请你设计实验验证上述假设3，写出实验步骤、预期现象和结论。

实验步骤（简述操作过程）	预期现象和结论
①测1.0mol•L‾^1Fe（NO3）3溶液的pH； ② ③ ④

 

“摩尔盐”[ (NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O ] 是分析化学中的重要试剂。查阅文献得知：“摩尔盐”隔绝空气加热至500℃时可完全分解，但产物复杂。某学习小组欲探究其分解产物。
Ⅰ.【提出猜想】摩尔盐受热分解，小组同学认为分解产物可能有以下几种情况：
a．Fe₂O₃、SO₃、NH₃、H₂O              b．FeO、NH₃、SO₃、H₂O
c．FeO、SO₂、NH₃、H₂O               d．Fe₂O₃、NH₃、SO₂、SO₃、H₂O
经认真分析，通过推理即可确定，猜想          不成立（填序号）。
Ⅱ.【实验探究】为检验分解产物，甲同学设计了如下实验装置。

请回答下列问题：
（1）B装置的容器名称是          。
（2）取一定量“摩尔盐”置于加热管A中，加热至分解完后打开K，再通入N₂，目的是      。
（3）观察到A中固体逐渐变为红棕色，B、C中均产生白色沉淀。C中发生反应的离子方程式为_________________________。
（4）待A中剩余固体冷却至室温后，取少量置于试管中，加入稀硫酸溶解，再滴几滴KSCN溶液，可以观察到的现象是               。
（5）乙同学设计实验验证A中残留物不含FeO，操作方法及实验现象是：取少量A中残留物放入试管中，                 。
Ⅲ．【实验反思】
乙同学认为：装置B中产生白色沉淀不能证明分解产物中一定含SO₃，原因是       。

地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题，某课题组利用Fe粉和酸性KNO₃溶液反应模拟地下水脱氮过程，理想的脱氮原理为：4Fe + NO₃^- + 10H⁺ = 4Fe²⁺ + NH₄⁺ + 3H₂O。
（1）研究发现：随着KNO₃溶液酸性的减弱，对应还原产物中氮元素的化合价越低。课题组用酸性弱的KNO₃溶液进行实验，没有观察到气体生成，则该条件下KNO₃的还原产物可能是          （化学式）。
（2）实验发现：反应一段时间后，反应体系中NH₄⁺的浓度在增大，Fe²⁺的浓度却没有增大，可能的原因是           。
a．生成的Fe²⁺水解       b．Fe²⁺被氧化生成Fe³⁺       c．Fe²⁺被还原成Fe
（3）该课题组拟利用上述脱氮反应研究不同自变量对反应速率的影响。
可能用到的试剂和仪器：粗颗粒Fe粉、细颗粒Fe粉、2．0mol/L KNO₃、0．1 mol/L H₂SO₄、蒸馏水、不同温度的恒温水浴、托盘天平、秒表、离子色谱仪等。
①设计实验方案：在不同的自变量（温度、铁粉颗粒的大小）时，测定       （要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。
②参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据：数据用字母表示）。
【提示】离子色谱仪能跟踪测定溶液中的c(NO₃^-）

物理量 实验序号	V（2．0mol/L KNO3）/ mL		……
1	a		……
2	a		……
3	a		……

③进一步的研究表明：将铁粉和活性炭同时加入上述KNO₃溶液中，可以明显提高脱氮速率，其原因是                                            。

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_______。

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 AlN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）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）。