高中化学磷实验题

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,利用装置A,还可制取的无色气体是　　　　 （填字母）。 

A．Cl2

B．O2

C．CO2

D．NO2

（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产生,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是　                              。 
（5）读取气体体积前,应对装置F进行的操作:                                    　。 
（6）实验完毕,若测得干燥管D增重m g,装置F测得气体的体积为n L（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）。 

亚硝酸盐是一种常见的食品添加剂，使用时必须严格控制其用量。为检测某食品中亚硝酸盐含量（通常以1kg样品中含NaNO₂的质量计，假定食品本身不参与反应)，某研究小组设计了如下实验方案：

（1）实验过程中需配制500 mL 0.0010 mol/L (NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准溶液，如下图所示的仪器中肯定不需要的是            （填序号），配制上述溶液还需要用到的玻璃仪器是              （填仪器名称）。配制溶液时，定容的操作方法是                             。

（2）已知亚硝酸钠(NaNO₂)的水溶液呈弱碱性，则亚硝酸的电离方程式为                     .
（3）完成并配平实验方案中反应①的离子方程式,并用单线桥表示电子转移的方向和数目：
□MnO+ □  NO + □           □ Mn²⁺  + □ NO + □          ,
（4）若称取样品a g进行测定，准确量取12.00 mL 0.0005 mol/L的酸性KMnO₄溶液（过量）与溶液
A反应。反应后溶液用0.0010 mol/L (NH₄)₂Fe(SO₄)₂ 标准溶液滴定至紫色溶液刚好褪去；重复上述实验2次，平均消耗(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液10.00 mL，则1 kg样品中 NaNO₂的质量为_______mg (用含a的代数式表示).

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     。

甲、乙两同学用下图所示装置进行实验,探究硝酸与铁反应的产物。

文献记载:Ⅰ.在浓硝酸与活泼金属反应过程中,随着硝酸浓度的降低,其生成的产物有+4、+2、-3价等氮的化合物。
Ⅱ.FeSO₄+NOFe(NO)SO₄(棕色)　ΔH<0。
Ⅲ.NO₂和NO都能被KMnO₄氧化吸收。
甲的实验操作和现象记录如下:

实验操作	实验现象
打开弹簧夹,通入一段时间CO2,关闭弹簧夹。
打开分液漏斗活塞,将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中,关闭活塞。	无明显现象。
加热烧瓶,反应开始后停止加热。	①A中有红棕色气体产生,一段时间后,气体颜色逐渐变浅;B中溶液变棕色;C中溶液紫色变浅。 ②反应停止后,A中无固体剩余。

 
请回答下列问题:
(1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是　　　　　　　　　　　　　。 
(2)检验是否生成-3价氮的化合物,应进行的实验操作是 　。 
(3)甲取少量B中溶液,加热,实验现象是　　　　　　　　　　　　　。请用化学平衡原理解释原因:　　　　　　　　　　　　　。甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成。 
(4)乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据,乙仍采用该装置和操作进行对照实验,乙作出的改变是　　　　　　　　　　　　　　　,证明有NO生成的实验现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(5)证明A溶液中含有Fe³⁺,选择的药品是(填序号)　　　。 
A.铁粉             B.溴水      C.铁氰化钾溶液        D.硫氰化钾溶液

(7分)下图是利用红磷验证燃烧条件的实验装图。

(1)简要叙述检验该装置气密性的方法：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)红磷是一种可燃物，请验证：红磷发生燃烧的另外两个条件中，缺少任何一个条件都不
能燃烧(两个条件须分别验证)，只有同时具备这两个条件才能燃烧。
【实验说明】止水夹K₁、K₂处于关闭状态；锥形瓶A中盛满了氧气；管C中盛满了氮气，并放有红磷固体；试管D是空试管：分液漏斗B中装有蒸馏水。在实验时，蒸馏水不够可以得到补充。
【实验步骤】在完成气密性检查后，按照上述的要求，设法填装好试剂，并连接好整套实验装置。若要求实验过程中不得拆、装仪器，请设计后续的实验步骤，并按要求完善下表。在后续实验步骤中，有一步骤为“盖灭酒精灯，待管C恢复到常温”，请把这一步骤用“题示”两个字填入下表相应步骤的“操作”栏中，且不必填该步骤对应的“预计现象及得出的结论”栏。

步骤	操作	预计现象及得出的结论
①		现象：    结论：
②		现象：    结论：
③		现象： 结论：
④	继续保留步骤③的所有操作，并点燃 酒精灯	现象：红磷燃烧，冒出大量白烟 结论：燃烧同时满足有充足氧气与温 度达到着火点两个条件

【实验反思】
Ⅰ．后续实验步骤①②③中，有一步骤可能引起的不良后果是          。
Ⅱ．有人又认为按照步骤④进行操作，要产生步骤④的预计现象。锥形瓶A中的气体和分液漏斗B中的液体，除了可以是氧气和蒸馏水的组合外，还可以是另外的两种组合：(两种组合中的气体不同，且都不是氧气：两种组合中的液体酸碱性不同，且都不是蒸馏水)
组合l：       A中：         ， B中：       。
组合2：A中：         ， B中：       。

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：                                                                 。

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________________。

Mg能在NO₂中燃烧，产物为Mg₃N₂、MgO和N₂。某科学小组通过实验验证反应产物并探究产物的比例关系。资料信息：

限用如下装置实验（夹持装置省略，部分仪器可重复使用）

（1）装置连接的顺序为       （填字母序号）；
（2）连接好仪器，装入药品前检验装置气密性的方法是____；
（3）装置A中盛装的干燥剂是    ；装置F的作用__         __；
（4）验证产物中存在Mg₃ N₂的具体实验操作为               ．确定产物中有N。生成的实验现象为              ；
（5）已知装置E中初始加入Mg粉质量为13．2 g，在足量的NO₂中充分燃烧，实验结束后，硬质玻璃管冷却至室温、称量，测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为21．0 g，产生N₂的体积为1120 mL（标准状况）。写出玻璃管中发生反应的化学方程式：_     _。

三氯化磷（PCl₃）是一种重要的有机合成催化剂。实验室常用红磷与干燥的Cl₂制取PCl₃，装置如下图所示。

已知：红磷与少量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溶于PCl₃，PCl₃遇水会强烈水解生成H₃PO₃和HCl。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：
（1）写出A中反应的离子方程式                                         。
（2）B装置中所盛试剂是      ；E中烧杯内冷水的作用是                          。
（3）实验前玻璃管之间连接需要用到橡皮管，其连接方法是：先把                     ，然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管中。
（4）检查装置气密性后，向D装置的曲颈瓶中加入红磷，打开K₃通入干燥的CO₂，一段时间后关闭K₃，加热曲颈瓶至上部有黄色升华物出现时通入氯气，反应立即进行。其中通入干燥CO₂的目的是                              。
（5）实验制得的粗产品中常含有POCl₃、PCl₅等，加入红磷加热除去PCl₅后，再通过        （填实验名称）即可得到较纯净的PCl₃。
（6）实验后关闭K₁，打开K₂，将A、B中余氯通入300ml 1mol/L的NaOH溶液中。若NaOH恰好完全反应，则吸收氯气的物质的量为（假设反应生成了NaCl 、 NaClO 和 NaClO₃等钠盐）     mol，反应中转移电子的物质的量(n)的范围是                              。

Ⅰ、 (1)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，连接的顺序（用接口序号字母表示）是：a                

(2)将装置C中两种液体分离开的操作名称是__             _______。
装置D的作用是                                    。
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(MgOHCl)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_________                     ____
装置B中碱石灰的作用是_____                                   __
(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) 装置C的试管中反应的离子方程式为                   ______________

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。

“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       。

(16分)亚硝酸钠被称为工业盐，在漂白、电镀等方面应用广泛。以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如下图所示。

已知：室温下，① 2NO+Na₂O₂＝2NaNO₂；②酸性条件下，NO或NO₂^—都能与MnO₄^—反应生成NO₃^—和Mn²⁺，5NO₂^— + 2MnO₄^—+ 6H⁺＝5NO₃^—+ 2Mn²⁺+ 3H₂O。
（1）A中观察到的现象__________________________。
（2）装置B中反应的离子方程式有____________________，_____________________。
（3）装置C的作用：____________________，装置F的作用：___________________。
（4）若无装置D，则E中产物除亚硝酸钠外还含有副产物________________________。（填化学式）
（5）NaNO₂有像食盐一样的咸味，但能引起中毒。已知亚硝酸钠能发生如下反应：2NaNO₂+4HI＝2NO+I₂+2NaI+2H₂O，根据上述反应，可以用试剂和生活中常见的物质进行实验，以鉴别亚硝酸钠和食盐。进行实验时，必须选用的物质有__________________。

A．自来水

B．碘化钾淀粉试液

C．淀粉

D．白糖 E．食醋 F．白酒

（6）充分反应后，某同学设计实验对E中NaNO₂的含量进行检测。称取E中固体2g，完全溶解配制成溶液100 ml，取出25 ml溶液用0.100 mol/L酸性KMnO₄溶液进行滴定（杂质不与KMnO₄反应），消耗KMnO₄溶液20ml，求样品中亚硝酸钠的质量分数（保留小数点后1位）（已知：NaNO₂摩尔质量69g/mol）

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                                            。