高中化学磷实验题

固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO₃)₂为研究对象，拟通过实验探究其热分解的产物，提出如下4种猜想：
甲：Mg(NO₂)₂ 、NO₂、O₂    乙：MgO、NO₂ 、O₂     丙：Mg₃N₂、O₂     丁：MgO、NO₂ 、N₂
（1）实验前，小组成员经讨论认定猜想丁不成立，理由是                          。
查阅资料得知：2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O
针对甲、乙、丙猜想，设计如下图所示的实验装置（图中加热、夹持仪器等均省略）：

（2）实验过程
①仪器连接后，放入固体试剂之前，关闭k，微热硬质玻璃管（A），观察到E 中有气泡连续放出，表明                             。
②称取Mg(NO₃)₂固体3 ． 79 g置于A中，加热前通入N₂以驱尽装置内的空气，其目是                   ；关闭K，用酒精灯加热时，正确操作是先                        ，然后固定在管中固体部位下加热。
③观察到A 中有红棕色气体出现，C、D 中未见明显变化。
④待样品完全分解，A 装置冷却至室温、称量，测得剩余固体的质量为1 ． 0g
⑤取少量剩余固体于试管中，加入适量水，未见明显现象。
（3）实验结果分析讨论
①根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想           是正确的。
②根据D 中无明显现象，一位同学认为不能确认分解产物中有O₂，因为若有O₂，D中将发生氧化还原反应：                    （填写化学方程式），溶液颜色会褪去；小组讨论认定分解产物中有O₂存在，未检测到的原因是                 。（用化学方程式表示）
③小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善，需改进装置进一步研究。

某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验（夹持仪器已略去）。

可选药品：稀硝酸、浓硝酸、浓硫酸、NaOH溶液、蒸馏水
查阅资料：
A．浓硝酸能将NO氧化成NO₂，而稀硝酸不能氧化NO。
B．氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO₂反应2NO₂ + 2NaOH = NaNO₃ + NaNO₂ +H₂O

实验过程	实验现象
I．检验装置的气密性
II．……
III．打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞。	①中产生大量的红棕色气体，红棕色气体在②中变为无色，气体通过③后依然为无色，通过④后变为红棕色

 
（1）①中发生反应的离子方程式是                                   。
（2）②中发生反应的化学方程式是                                   。
（3）装置②~⑤中盛放的药品分别是②                 、③               、④                 、⑤                 。
（4）II的操作是                                                         ，目的是                             。
（5）该同学得出结论所依据的实验现象是                               。

某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO₂，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。

可选药品：浓硝酸、3 mol·L^-1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。
已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO₂反应：
2NO₂+2NaOH====NaNO₂+NaNO₃+H₂O
（1）实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中盛放的药品依次是 
　                                                             。
（2）滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后
　                                                             。
（3）装置①中发生反应的化学方程式是                               
　                                                            。
（4）装置②的作用是　                                            ，
发生反应的化学方程式是                                          
　                                                            。
（5）该小组得出结论的实验现象是                                   
　                                                            。
（6）实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，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生成的气体。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　　　　(选填序号字母)。
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

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　　　　　　；碱石灰的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。
（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。氨催化氧化的化学方程式是                                                 ；
试管内气体变为红棕色，该反应的化学方程式是                        
　                                                              。
（3）将过量的氧气与A产生的氨气分别由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　                                       ，
其理由是　                                                      。
②氨气燃烧的化学方程式是　                                      。

某探究学习小组的同学学习氨的性质以后，为了探究氨气的某些性质，设计并进行了以下实验：
（Ⅰ）NH₃的制取及收集
1.写出实验制取氨气的化学方程式             ；
2.收集氨气
（II）HCl的制取及收集
实验室通常以反应：2NaCl(晶体)+H₂SO₄(浓)Na₂SO₄ + 2HCl↑ 为原理来制取少量HCl气体，试据此分析并回答下列问题：
1．实验室制取HCl气体可选择下列装置中的（   ）
A．实验室制氧气的装置                   B．实验室制氢气的装置
C．实验室制二氧化碳的装置               D．实验室制氯气的装置
2．实验室制取HCl气体的反应原理遵循了以下化学反应规律中的（    ）
A．氧化还原反应原理
B．强酸制弱酸原理
C．难挥发性酸制取易挥发性酸
D．复分解反应原理
（III）验证氨气部分性质的探究实验：
为了同时进行氨气溶于水以及氨气与HCl的反应的探究，同学们设计了如下的实验装置图。首先在甲、乙两个干燥的圆底烧瓶中分别收集满了NH₃和HCl气体，然后再按如下图所示连接好各个装置（活塞a和b均处于关闭状态），并按以下步骤进行实验：

1.先挤压胶头滴管再打开活塞b，请你预测此时乙中可能观察到的现象是：        ______    。
发生反应的方程式为：                                。
2.待乙中观察到明显现象后立即关闭活塞b，并打开活塞a，又将可能观察到的实验现象是：                    。

某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究，回答下列问题。

（1）若用装置①制取NH₃，其反应的化学方程式为
　                                                               ；
若要测定生成的NH₃的体积，则必须选择的装置是　　　　(填装置序号)，装置中所盛试剂应具有的性质是　                                      。
（2）若用装置②制取并收集干燥的NH₃，烧瓶内装的试剂是　　　　　　　　　　，分液漏斗中装的试剂是　　　　　　　　　，收集装置应选择　　　　(填装置序号)。证明氨气已收集满的操作是　　　　　　　　　　　　　　　。检验装置②的气密性的方法是　                               。

已知：Cu+4HNO₃(浓)====Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O。为探究如何尽可能多地使NO₂被水吸收，某活动小组设计并完成了以下实验。

（1）活动小组同学利用铜与浓硝酸反应制取NO₂、过氧化氢溶液与MnO₂制取O₂。
①根据反应原理他们选用了相同的装置　　　　(填“图1”或“图2”)分别制取NO₂和O₂。
②写出铜与浓硝酸反应的离子方程式　                              。
③过氧化氢溶液与MnO₂制取O₂时，MnO₂的作用是
_________________________________________________________________。
④收集NO₂可采用的方法是　                                     。
（2）活动小组的同学做了如下准备：用气囊收集好纯净的O₂；收集了一试管NO₂；用干燥的烧瓶收集了一定比例的NO₂和O₂混合气体。
①为了尽可能多地使NO₂被水吸收，并达到较好的实验效果，利用图3吸收气体时，用气囊通入O₂与直接利用制气装置制取并通入O₂相比，其优点是           
　                                                              。
②利用图4吸收气体时，其操作和现象为                              
　                                                            。
③NO₂、O₂、H₂O反应的产物为硝酸，反应中NO₂和O₂物质的量之比a∶b=　　　　；标准状况下，若图4中混合气体NO₂和O₂比例为a∶b，当混合气体全部被吸收时所得溶液物质的量浓度为　　　　mol·L^-1(保留两位有效数字)。

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
利用图1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）该实验中制取氨气时若只用一种试剂，从下列物质中选取 （     ）
a．NH₄HCO₃     b．NH₄Cl     c．浓氨水
（3）若NO₂能够被NH₃还原，预期观察到C装置中的现象是                         
（4）此实验装置存在一个明显的缺陷是                                             
（5）探究NO₂能否与Na₂O₂发生氧化还原反应．为了验证NO₂能被Na₂O₂氧化，该小组同学选用B、D、E装置，将B中的药品更换为Na₂O₂，另选F装置（如图2所示），重新组装，进行实验．装置的合理连接顺序是                                           
（6）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                               

某兴趣小组设计出下图所示装置来改进教材中“铜与硝酸反应”实验，以探究化学实验的绿色化。

（1）实验前，关闭活塞b，试管d中加水至浸没长导管口，塞紧试管c和d的胶塞，加热c，其目的是________________________________。
（2）在d中加适量NaOH溶液，c中放一小块铜片，由分液漏斗a向c中加入2mL浓硝酸，c中反应的化学方程式是______________________________。再由a向c中加2mL蒸馏水，c中的实验现象是_______________________________。
（3）下表是制取硝酸铜的三种方案，能体现绿色化学理念的最佳方案是_____________，理由是_____________________________________。

（4）该小组同学向d中加入KBr溶液，c中加入固体KMnO₄，由a向c中加入浓盐酸。观察到的实验现象是________________________；该小组同学实验目的是_________________，但此实验的不足之处是_____________________________。

某化学小组按下图所示实验流程比较浓硝酸和稀硝酸的氧化性强弱，其中B为一种紫红色金属，C为红棕色气体。

请回答下列问题：
（1）A与B反应的化学方程式是                  ；A与B反应迅速，实验中需要采取措施控制气体放出的快慢，则装置Ⅰ所选择的主要仪器为                      （不包括铁架台、铁夹、橡皮塞和导管等）。
（2）实验时在装置Ⅰ中加入B后，在加入A之前需向整套装置中通入足量的CO₂气体，该操作的目的是                 。实验室制取CO₂气体的化学方程式是                     。
（3）装置Ⅱ中发生反应的化学方程式是                    。
（4）通过实验可得出：浓硝酸的氧化性比稀硝酸        （填“强”或“弱”），判断的依据 是                      。
（5）小组内有同学指出该流程中装置Ⅴ可有可无，你认为装置Ⅴ是否需要       （填“是”或“否”），理由是                         。

某课外活动小组探究镁与CO₂、NO₂的反应。
（1）实验发现点燃的镁条能在CO₂气体中继续燃烧，产生黑、白两种固体，请用化学反应解释该现象　                                            。
（2）该小组采用类比Mg与CO₂反应的思路对Mg与NO₂的反应进行预测：写出Mg与NO₂反应的化学方程式 　                                          。
（3）设计实验验证猜测(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸)

资料信息：2NO₂+2NaOH====NaNO₃+NaNO₂+H₂O。
①装置A中的试剂是　　　　。
②干燥管和装置B的作用分别是　                                 、
　                                                             。
③实验开始时正确的操作步骤是　　　　。
a．通入NO₂
b．打开弹簧夹
c．点燃酒精灯
d．当硬质玻璃管充满红综色气体后，关闭弹簧夹

某学生利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置。

请回答下列问题：
（1）装置F中发生反应的离子方程式为                                              。
（2）装置A的烧瓶中可装试剂为                                                。
（3）B装置的名称是     ； E装置的作用是                                     。
（4）通入C装置的两根导管左边较长、右边较短，目的是                             。
（5）装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一。请写出反应的化学方程式：                      。当有a mol氯气参加反应时，转移的电子总数为b个，则阿伏加德罗常数为（a、b的代数式表示）                              。
（6）从装置C的G处逸出的尾气中可能含有黄绿色的有毒气体，如何处理？                。

(15分)颗粒大小达到纳米级的单质铁俗称“纳米铁”，可用作手机辐射屏蔽材料。实验室的制备方法是：以高纯氮气作保护气，在高温条件下用H₂和FeCl₂反应生成“纳米铁”，实验装置如下图。请回答：

（1）A装置用于制取氮气，反应的化学方程式为_________。
（2）实验时，应先将____(填“N₂”或“H₂”)通入C装置，反应生成“纳米铁”的化学方程式为    ；实验中需要保护气的原因是_________。
（3）a导管口的气态产物除HC1外还可能有_________(填化学式)。
（4）利用D装置也可以得到较纯净的氮气。但科学家发现，采用此方法在b导管口得到的氮气在相同条件下比原方法得到的氮气密度略大，原因是_________(假设上述实验设计与操作均无错误，且氮气已完全干燥)；若开始加入的铜粉质量为3.84 g，持续通人空气至铜粉全部反应，冷却后固体质量为4.48 g，则固体的成分为_________，反应的化学方程式为_____.

氨气是一种化工原料。
（1）请写出工业上合成氨的化学方程式：                                      
（2）实验室中，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。

B                       C

	实验装置	实验药品	制备原理
甲小组	A		反应的化学方程式为 ①
乙小组		浓氨水、氢氧化钠固体	氢氧化钠的作用：氨水中存在平衡：，NaOH固体溶于水，使溶液中c(OH^-)增大，平衡向右移动，且NaOH固体溶于水时放热，溶液温度升高，平衡向右移动。

 
（3）请设计一个操作简单的实验，验证NH₃·H₂O是弱电解质。
                                                                                                                                  。
（4）甲同学把制得的氨气溶于适量水中，得到稀氨水，用标准浓度的盐酸滴定，测定其浓度。实验步骤：准确量取10.00mL稀氨水于锥形瓶中，加入20mL水稀释，滴加       溶液作为指示剂（填“石蕊”、“酚酞”或“甲基橙”），将        （填“0.020”、“0.05”、“0.1980”或“1.5”）mol•L^-1盐酸装入50ml酸式滴定管，滴定至                                                            ，停止滴定，记录数据。重复滴定2次。平均消耗盐酸Vml。计算原稀氨水的物质的量浓度
=                          （只列出算式，不做运算）