高中化学磷实验题

(14分)肼是重要的化工原料。某探究小组利用下列反应制取水合肼(N₂H₄·H₂O)。
CO(NH₂)＋2NaOH＋NaClO = Na₂CO₃＋N₂H₄·H₂O＋NaCl
实验一：制备NaClO溶液
（1）将氯气通入到盛有NaOH的锥形瓶中，锥形瓶中发生反应的离子方程式是                    ；
实验二：制取水合肼(实验装置如图所示)

控制反应温度，将分液漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中，充分反应。加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液，收集108~114 ℃馏分。(已知：N₂H₄·H₂O＋2NaClO ＝ N₂↑＋3H₂O＋2NaCl)
（2）分液漏斗中的溶液是           (填标号A或B)；
A．NaOH和NaClO混合溶液
B．CO (NH₂) ₂溶液
选择的理由是                                 ；
实验三：测定馏分中肼含量
水合肼具有还原性，可以生成氮气。测定水合肼的质量分数可采用下列步骤：
a．称取馏分5.000 g，加入适量NaHCO₃固体，经稀释、转移、定容等步骤，配制250 mL溶液。
b．移取25. 00 mL于锥形瓶中，加入10 mL水，摇匀．
c．用0.2000 mol/L碘溶液滴定至溶液出现微黄色且半分钟内不消失，滴定过程中，溶液的pH保持在6.5左右。记录消耗碘的标准液的体积。
d．进一步操作与数据处理
（3）水合肼与碘溶液反应的化学方程式                       ；滴定过程中，NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，原因是                ；
（4）滴定时，碘的标准溶液盛放在              滴定管中(选填：“酸式”或“碱式”) ；若本次滴定消耗碘的标准溶液为18.00 mL，馏分中水合肼(N₂H₄·H₂O)的质量分数为       (保留三位有效数字)；
（5）为获得更可靠的滴定结果，步骤d中进一步操作主要是：                。

氨是一种重要的化工产品，是氮肥工业及制造硝酸的原料。为探究氨气的性质，某研  究性学习小组做了以下实验：

（1）实验室用A图所示实验装置及化学药品（其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物来制取氨气。）
①实验室制取氨气的化学方程式为                                   。
②若用加热碳酸氢铵固体制取纯净的氨气，你认为装置B的作用是               。
（2）在实验中发现E装置中的固体由黑色变为红色，可推测氨气具有           性。
（3）某同学查阅资料发现Cu₂O粉末也呈红色，因此推测上述红色固体中可能还含有Cu₂O。
已知：①Cu₂O是碱性氧化物，在酸性溶液中Cu⁺不稳定，易转化为Cu和Cu²⁺。
②在空气中高温灼烧时：Cu₂O稳定、不分解，而CuO将分解生成Cu₂O和O₂。
现有浓硝酸、稀硫酸、稀硝酸、氢氧化钠溶液及pH试纸，而没有其他试剂，请用最简便的实验方法证明红色固体中是否含有Cu₂O。（简述操作方法、现象和结论）
（4）现有一份一定质量Cu和Cu₂O混合物，向其中加入0.4L 3.0mol/L稀硝酸，混合物完全溶解，同时生成4.48L NO（标准状况），向所得溶液中加入一定体积1.0mol/L NaOH溶液恰好使Cu²⁺沉淀完全，沉淀经洗涤、充分灼烧可得32.0g固体。
下列有关说法正确的是【已知：3Cu₂O + 14HNO₃（稀）===6Cu(NO₃)₂ + 2NO↑+ 7H₂O】___________

A．加入NaOH溶液的体积为1.2L

B．Cu和Cu2O混合物质量为27.2g

C．混合物完全溶解后溶液中n(H^+)=0.3mol

D．将等质量混合物完全还原至少需标准状况下H21.12L

铵盐在工农业生产中有着重要的用途，请根据要求完成下列各题。
Ⅰ．某化学兴趣小组欲从下列装置中选取必要的装置制取(NH₄)₂SO₄溶液。

（1）仪器连接的顺序（用接口序号字母表示）是：a
（2）试从电离平衡角度分析该实验装置A中能产生氨气的原因：                            。
（3）将装置C中两种液体分离开的操作名称是                。
Ⅱ．为提高氯化铵的经济价值，我国化学家设计了利用氢氧化镁热分解氯化铵制氨气并得到碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]的工艺。某同学根据该原理设计的实验装置如图：

请回答下列问题：
（1）装置A中发生反应生成碱式氯化镁的化学方程式为                           。
（2）反应过程中持续通入N₂的作用有两点：一是使反应产生的氨气完全导出并被稀硫酸充分吸收，二是                                              。
（3）由MgCl₂溶液得到MgCl₂·6H₂O晶体，操作为         、           、           
（4）镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。
①若要验证所得无水MgCl₂中不含NaCl，最简单的操作方法是：                      。
②由MgCl₂·6H₂O加热制备无水MgCl₂的操作在              氛围中进行，若在空气中加热，则会生成Mg(OH)Cl。

【改编】(15分)三氯化磷（PCl₃）是合成药物的重要化工原料，可通过白磷和氯气化合得到。
已知：白磷与少量Cl₂反应生成PCl₃，与过量Cl₂反应生成PCl₅；PCl₃遇O₂会生成POCl₃(三氯氧磷)；POCl₃能溶于PCl₃；POCl₃和PCl₃遇水会强烈水解。实验室制取PCl₃的装置示意图和有关数据如下：

物质	熔点/℃	沸点/℃	密度/g·cm^-3
白磷	44.1	280.5	1.82
PCl3	-112	75.5	1.574
POCl3	2	105.3	1.675

请回答：
（1）实验所需氯气可用MnO₂和浓HCl反应制取，反应离子方程式为                       ，实验过程中所用的玻璃仪器除酒精灯和玻璃导气管外，还需要的玻璃仪器有              。
（2）实验过程中有以下操作：①加入白磷②打开K₂③打开K₁④加热，正确的操作顺序为：        ，通入CO₂的目的是                。E烧杯中加入冷水的目的是            ，干燥管中碱石灰的作用是
（3）实验制得的粗产品中常含有POCl₃、PCl₅等，先加入过量白磷除去PCl₅和过量白磷后，再除去PCl₃中的POCl₃可用        的方法有制备纯净的PCl₃。
（4）①已知亚磷酸（H₃PO₃）是二元弱酸，PCl₃与足量的NaOH溶液反应可生成两种正盐写出反应的化学方程式为                               。
②若将0.01 mol POCl₃投入热水配成1 L的溶液，再逐滴加入AgNO₃溶液，则先产生的沉淀是         [已知K_sp(Ag₃PO₄)＝1.4×10^－16，K_sp(AgCl)＝1.8×10^－10]。

为了测定足量铜与适量一定浓度的浓硝酸反应生成一氧化氮气体和二氧化氮气体的物质的量之比（用m表示），请从下图中选用合适的实验装置，设计一个合理而简单的实验，用于测定m的值。（不考虑二氧化氮转化为四氧化二氮）其中E装置为量气管，由甲、乙两根玻璃管组成，用橡皮管连通，并装入适量水，甲管有刻度（0～50mL），供量气用，乙管可上下移动，用来调节液面高低。回答下列问题：

（1）装置的连接顺序是                 。（填各接口的编号）。
（2）连接好装置并检查气密性后，应打开      通入氮气；然后打开____，从乙管注水至充满甲、乙两管，关上a、b。通入氮气的原因是                    。
（3）实验后，若量气管中气体的体积为VmL（已换算成标准状况下），要测定m的值，还要将____中的溶液做________实验，假设测得其中溶质物质的量为n，用含V和n的式子表示：m＝          （答案要求化简）。
（4）下列操作中能造成m值偏小的是_               。

A．反应前E中甲管所装水里气泡没赶尽，而最后读数时气泡消失

B．实验后未冷却至室温即开始读数

C．实验前没有先通入足量的氮气

D．实验过程中，E装置乙管的水溢出

(12分)化学是一门以实验为基础的学科，试回答以下问题。

（1）选用装置甲、戊制取并收集少量氨气，氨气应从收集装置的      （填“长”或“短”）导管进气，写出利用该装置制备氨气的化学方程式                         。
（2）选用装置乙、丙制备少量一氧化氮气体，乙中塑料板上若放置大理石，则装置乙的作用是              ，丙中产生NO的离子方程式为                   。
（3）二氧化氯(ClO₂)为A1级消毒剂，某研究小组利用丁装置制备ClO₂。
①在烧瓶中放入KClO₃和草酸(H₂C₂O₄)，然后加入足量的稀硫酸，水浴加热。反应生成ClO₂、CO₂和一种酸式盐，则该反应中氧化产物与还原产物物质的量之比为  。
②温度过高时，二氧化氯的水溶液有可能引起爆炸。在反应开始前将烧杯中的水加热到80℃，然后停止加热，并使其保持在60～80℃之间，丁装置中缺少的一种必需的玻璃仪器名称是                      。
③将二氧化氯溶液加入到硫化氢溶液中，加入少量的稀盐酸酸化过的氯化钡溶液，发现有白色沉淀生成，该沉淀的化学式为              。

某研究小组想研究碳与浓硝酸的反应。其实验过程如下。

操作	现象
a．用干燥洁净的烧杯取约10 mL浓硝酸，加热。
b．把小块烧红的木炭迅速伸入热的浓硝酸中。	红热的木炭与热的浓硝酸接触发生剧烈反应，同时有大量红棕色气体产生，液面上木炭迅速燃烧，发出光亮。

（1）热的浓硝酸与红热的木炭接触会发生多个化学反应。
①碳与浓硝酸的反应，说明浓硝酸具有      性。
②反应产生的热量会使少量浓硝酸受热分解，写出反应的化学方程式              。
（2）实验现象中液面上木炭迅速燃烧，发出光亮。小组同学为了研究助燃气体是O₂还是NO₂，设计了以下实验。
Ⅰ．制取NO₂气体。
①在虚线框内画出用铜与浓硝酸制取和收集NO₂的装置简图(夹持仪器略)。

②NaOH溶液的作用是吸收多余的NO₂，反应生成两种物质的量相等的正盐，写出这两种盐的化学式           。
Ⅱ．探究实验。
实验操作：在空气中引燃木炭，使其燃烧并带有火焰，将带火焰的木炭伸入盛有NO₂气体的集气瓶中。
实验现象：木炭在NO₂气体中持续燃烧，火焰迅速变亮，集气瓶中气体颜色变浅直至无色，产生的气体能使澄清石灰水变浑浊，且遇空气不变色。
①根据实验现象写出碳与NO₂气体反应的化学方程式      。
②试分析：是否需要增加带火焰的木炭与纯净O₂反应的实验       。
③通过实验探究，你认为助燃气体是什么，简述理由      。

(9分)某校课外活动小组为了探究铜与稀硝酸反应产生的气体主要是NO而设计了下列实验，装置如图所示（加热装置和固定装置均已略去）。图中K为止水夹（处于关闭状态），F是一半空气的注射器。

请回答有关问题：
（1）设计装置A的目的是               ；为达到此目的，应进行的操作是            。
（2）在完成(1)中的“操作”后，将装置B中铜丝插入稀硝酸，并微热之，观察到装置B中的现象是__________________________；B中反应的离子方程式为：__________________________。
（3）装置E和F的作用是                      ；实验现象是_____               _。(用化学方程式及必要文字简要描述)
（4）装置D的作用是                                           。

二氧化氯( ClO₂)是一种极易爆炸的强氧化性气体，在生产和使用时必须尽量用“隋性”气体进行稀释，并尽可能防止震动和避光。因此，二氧化氯的制备方法一直是科学家长期寻求解决的问题，目前比较理想的方法是用稍潮湿的KClO₃和草酸(H₂C₂O₄)在60℃时反应制得。已知，ClO₂在常温下是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为一59℃，沸点为11.0℃，易溶于水。某学生拟用图1所示装置模拟工业制取并收集ClO₂.

（1）A中反应产物有K₂CO₃、ClO₂和CO₂等，请写出该反应的化学方程式：         。A装置必须添加温度控制装置，除酒精灯外，还需要的玻璃仪器有烧杯、         。
（2）B装置必须放在冰水浴中，其原因是          。
（3）反应后在装置C中可得NaClO₂溶液。已知（1）NaClO₂饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO₂.3H₂O，在温度高于38℃时析出晶体是NaClO₂，温度高于60℃时NaClO₂分解生成NaClO₃和NaCl;NaClO₂的溶解度曲线如图2所示，请补充从NaClO₂溶液中制得NaClO₂晶体的操作步骤：
①减压，55℃蒸发结晶；②    ；③      ；④低于60℃干燥；得到成品。
（4）ClO₂很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO₂溶液。为测定所得溶液中ClO₂的含量，进行了下列实验：
步骤1：量取ClO₂溶液10 mL，稀释成100 mL试样。
步骤2：量取V₁ mL试样加入到锥形瓶中，调节试样的pH≤2.0，加入足量的Ⅺ晶体，摇匀，在暗处静置30 min。
步骤3：以淀粉溶液作指示剂，用c mol∙L^-1 Na₂S₂O₃溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液V₂ mL。（已知I₂+2S₂O₃^2- =2I^- +S₄O₆^2－）
①若步骤2中未将锥形瓶“在暗处静置30min”，立即进行步骤3，则测定的结果可能（选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
②上述步骤3中滴定终点的现象是         。
③根据上述步骤可计算出原ClO₂溶液的浓度为        g-L^一1，（用含字母的代数式表示）。

(14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。
Ⅰ．在如图所示装置中进行氨的催化氧化实验：往三颈瓶内的浓氨水中不断通入空气，将红热的铂丝插入瓶中并接近液面。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。下列有关说法错误的是        。

A．反应后溶液中含有

B．反应后溶液中C()增大

C．实验过程中有化合反应发生

D．实验过程中的电离程度不可能发生变化

Ⅱ．有学生用五氧化二磷作为乙醇脱水制乙烯的催化剂，进行相关实验。按如表所示的量和反应条件在三颈瓶中加入一定量，再注入95%的乙醇，并加热，观察现象。

实验		95%乙醇量/mL	加热方式
实验1	2	4	酒精灯
实验2	2	4	水浴70

实验结果如下：

实验	实验现象
三颈瓶	收集瓶	试管
实验1	酒精加入时，立刻产生白雾，当用酒精灯加热时，有气泡产生，并逐渐沸腾，生成黏稠状液体	有无色液体	溶液褪色
实验2	酒精加入时，立刻产生白雾，当用水浴加热时，不产生气泡，一段时间后，反应瓶内生成黏稠状液体	有无色液体	溶液不褪色

根据上述材料，完成下列填空。
（1）写出实验室用乙醇制乙烯的化学方程式：                                    。
（2）上图装置中冷凝管的作用是                          ，进水口为         （填“a”或“b”），浓硫酸的作用是                           。
（3）实验1使溴的四氯化碳溶液褪色的物质是         。
（4）实验2中，水浴加热所需仪器有                 （加热、夹持仪器，石棉网除外）。
（5）三颈瓶、收集瓶中的液体经检验为磷酸三乙酯，写出三颈瓶中生成磷酸的化学方程式：         。
（6）根据实验1、2可以推断：
①以作为催化剂获得乙烯的反应条件是                               。
②与95%乙醇在水浴70℃加热条件下可以发生的有机反应的类型是      反应。

下图为实验室制取氨的实验装置。

（1）写出A中所发生反应的化学方程式______________________________________________。
（2）该装置还可以制备哪种气体________。
（3）在收集氨时试管口棉花团的作用是                            。
（4）收集氨气应使用__________法，要得到干燥的氨气可选用__________作干燥剂．

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      _____   。

(10分)现有四瓶丢失标签的NaOH、Na₂CO₃、AlCl₃、NH₄HSO₄溶液，为鉴别四瓶溶液，将四瓶溶液编号为A溶液、B溶液、C溶液、D溶液进行实验。实验过程和记录如图所示(无关物质已经略去)：

请回答：
(1)Y、Z的化学式分别为：Y________；Z__________。
X与B反应的离子方程式为_________________________________________________。
(2)D溶液pH________7(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是(用离子方程式表示)____________。
(3)等物质的量浓度的A、B、C、D溶液pH由大到小的顺序是__________________。(用化学式表示)
(4)请写出C与过量B反应(加热)的离子方程式______________________。
(5)若B、C的稀溶液混合后(不加热)溶液呈中性，则该溶液中离子浓度从大到小的顺序是___________。

有关含氮化合物的性质实验
(一)某研究性学习小组利用图一装置研究硝酸的性质。实验一、甲同学用下图一装置来证实稀硝酸与铜反应生成NO。

（1）从A中向U形管中注满稀硝酸后，发生的现象                  。
（2）以下收集NO气体的各种装置中，合理的是        。（填序号，多选不给分）

（3）在100 mL 混合溶液中, HNO₃和 H₂SO₄的物质的量浓度分别是 0．4 mol/L, 0．1 mol/L 向该混合液中加入1．92 g铜粉,加热待充分反应后,所得溶液中 Cu²⁺的物质的量浓度是         。
实验二、乙组同学利用上述装置完成浓硝酸与铜的反应
（4）乙组同学发现实验室里有几瓶浓硝酸呈黄色，请用化学方程式和简单的文字说明解释这种现象                       。
（5）同学们发现反应后的溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分 数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了NO₂气体所致。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。
这些方案中可行的是                       。（填序号，多选不给分）
①加热该绿色溶液，观察颜色变化  
②加水稀释绿色溶液，观察颜色变化
③向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
④向饱和硝酸铜溶液中通入NO₂气体，观察颜色变化
（二）甲、乙、丙三位同学分别用如下三套实验装置及化学药品（其中碱石灰为固体氢氧化钠和生石灰的混合物）制取氨气。请你参与探究，并回答下列问题：

（6）写出三位同学实验装置制取氨气原理的化学方程式：                           。
（7）检验氨气是否收集满的方法是（简述操作方法、现象和结论）                  。

亚硝酸钠(NaNO₂)在纤维纺织品的染色和漂白、照相、生产橡胶、制药等领域有广泛应用，也常用于鱼类、肉类等食品的染色和防腐。但因其有毒，所以在食品行业用量有严格限制。现用下图所示仪器(夹持装置已省略)及药品，探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物的成分。
已知：①NO＋NO₂＋2OH^－=== 2NO₂^-＋H₂O
②气体液化的温度：NO₂为21 ℃，NO为-152 ℃

（1）为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序(按左→右连接)为A、C、________、________、________。
（2）反应前应打开弹簧夹，先通入一段时间氮气，目的是______________________________________。
（3）在关闭弹簧夹、打开分液漏斗活塞、滴入70%硫酸后，A中产生红棕色气体。
①确认A中产生的气体含有NO，依据的现象是______________________________。
②装置E的作用是__________________________________。
（4）如果向D中通入过量O₂，则装置B中发生反应的离子反应方程式为____________________。
（5）通过上述实验探究过程，可得出装置A中反应的化学方程式是__________________。