高中化学实验题

某小组同学为探究铜跟浓硫酸的反应情况，并收集一瓶反应产生的气体，设计了如右图所示装置。实验中他们取6.4g铜片与12mL 18mol/L浓硫酸放在圆底烧瓶中加热，直到反应完毕仍发现烧瓶中有铜剩余。

（1）为防止空气污染，请补画右图虚框中的实验装置，并注明所需要的试剂名称。
（2）写出铜跟浓硫酸反应的化学方程式：
                                                  。
（3）该小组认为铜片未完全溶解，则瓶中可能还有一定量的硫酸剩余，其原因是：
                                                                 。
（4）为证明反应结束后的烧瓶中确有余酸，可选用下列药品中的           （填写字母序号）：

A．铁粉

B．BaCl2溶液

C．银粉

D．Na2CO3溶液

下图为实验室制取纯净、干燥的Cl₂，并进行检验Cl₂性质实验的装置。其中E瓶中放有干燥红色布条；F中为铜网，F右端出气管口附近放有脱脂棉。

试回答：
（1）A试剂为        ， B中反应的离子方程式为              ；
（2）C试剂为　  　；D试剂作用为　     ；
（3）E中干燥红色布条　　（填“褪色”或“不褪色”）；
（4）F管中现象　        　，脱脂棉的作用是　         ；
（5）H中试剂为　   　，其中发生反应的离子方程式为　         　。

Fe、Cu都是人类较早使用的金属，某校化学研究性学习小组的同学运用实验的手段研究Fe、Cu以及化合物的相关性质。请你参与研究并回答下列问题：
（1）甲同学完成了Fe、Cu分别与S、Cl₂反应的实验，下列物质中不可能为甲同学实验得到的生成物是       

A．FeCl3

B．FeCl2

C．CuCl2

D．FeS

（2）乙同学为验证Fe能和热的浓HNO₃反应，设计了如上图所示的实验装置，请说出装置B的作用：                              。开始加热前        （填“有”或“无”）明显现象。
（3）当乙同学实验结束时，铁完全溶解，试管液面上方为无色气体，试管上部为红棕色气体，此时丙同学用所得的溶液进行如下实验和探究：
①在所得的溶液中加入一小块Cu片，结果Cu片先逐渐溶解，并伴随其他现象，反应一段时间后不再溶解。丙同学依据反应现象得出Cu片溶解的原因可能是和过量的HNO₃发生反应。他依据的反应现象是                                                        ；该反应的离子方程式为                              。你认为Cu片溶解是否还有另一原因，若有请用化学方程式表示其理由：                                （若无此空不填）
②请你设计实验证明在加入Cu片并反应完全后的溶液中含有Fe^2＋但不含有Fe^3＋。说明具体的操作和实验现象                                                          。
③丙同学实验结束后加水稀释后得到溶液500mL，假设实验全过程硝酸只被还原成NO和NO₂共0.02 mol并测得溶液中Fe^2＋和Cu²⁺浓度均为0.02 mol/L，则NO₃^-的物质的量浓度为   
mol/L。生成NO气体的体积为 _________________L（标准状况）。
（4）本次探究实验用掉密度为1.5g·cm^-3质量分数为95%的浓硝酸3mL，超出实际参加反应的量其原因有（写出两点）：①                          ②                   

硫酸是一种实验室常用的化学试剂。请按要求填空：
（1）浓硫酸试剂瓶上适合贴上的图标是              （填写字母标号）。

（2）实验室有1.00mol·L^-1的硫酸溶液,从中准确量出10.00 mL,其物质的量浓度为     mol·L^-1。现将准确量出的10.00 mL的硫酸溶液配制成0.100mol·L^-1的稀硫酸,所需要的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒还需      和      。在配制过程中定容时俯视，则所配溶液浓度       （填“偏大”或“偏小”或“无影响”）

（3）用上图所示的实验装置②验证铜与浓硫酸反应生成的气体产物，则装置②、③中试剂依次为下列的     和     
A.品红溶液  B.BaCl₂溶液  C.NaOH溶液  D.AgNO₃溶液
（4）装置①中发生反应的化学方程式为                                 若装置①中加入铜6.4g和含有0.2molH₂SO₄的浓硫酸，则产生二氧化硫质量          
A.等于6.4克  B.大于6.4克  C.小于6.4克  D.不能确定
（5）若将装置①中的铜片换成木炭,装置②试管内为氢硫酸溶液, 装置③试管内为澄清石  灰水,则装置①中发生反应的化学方程式为                             。装置②中主要反应的氧化剂和还原剂物质的量之比是             。根据装置③观察到有白色沉淀生成的现象          （填“能”或“不能”）判断该白色沉淀一定只有CaCO₃。

本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题，并在相应的答题区域内作答。若两题都做，则按A题评分。
A．尿素（H₂NCONH₂）可用于制有机铁肥，主要代表有 [Fe(H₂NCONH₂)₆](NO₃)₃ [三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)]。
⑴基态Fe³⁺的核外电子排布式为   。C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是   。
⑵尿素分子中C、N原子的杂化方式分别是   。
⑶[Fe(H₂NCONH₂)₆](NO₃)₃中“H₂NCONH₂”与Fe(Ⅲ)之间的作用力是   。与NO₃^—互为等电子体的一种化合物是   （写化学式）。
⑷CO₂和NH₃是工业上制备尿素的重要原料，固态CO₂（干冰）的晶胞结构如右图所示。
1个CO₂分子周围等距离且距离最近的CO₂分子有   个。
②铜金合金的晶胞结构与干冰相似，若顶点为Au、面心为Cu，则铜金合金晶体中Au与Cu原子数之比为是   。

B．脱氢醋酸是一种难溶于水的低毒、高效广谱抗菌剂，可由乙酰乙酸乙酯经脱醇缩合而成，反应原理为：

实验步骤如下：
①在反应器中加入乙酰乙酸乙酯、少量催化剂和数粒沸石，在瓶口安装分馏装置。
②低温加热（不超过85℃）60~70min；然后大火加热蒸出乙醇。
③将反应液趁热倒入烧杯中，冷却到室温，有柠檬黄色晶体析出。
④将柠檬黄色晶体转移至圆底烧瓶B中，加水15mL，滴入1滴硫酸，进行水蒸气蒸馏（如图所示）。从水蒸气蒸馏液中经抽滤可分离出脱氢醋酸，再烘干即得成品。

步骤①中加入沸石的目的是   。
步骤②中，在60~70min内低温加热的目的是   ，然后大火加热蒸出乙醇的目的是   。
步骤④中水蒸气蒸馏装置中烧瓶A的作用是   ，玻璃管的作用是   。
用测得相对分子质量的方法，可以检验所得产物是否纯净，测得相对分子质量通常采用的仪器是     。

(12分)某化学课外活动小组研究乙醇氧化的实验并验证其产物，设计了甲、乙两套装置(图中的夹持仪器均未画出，“△”表示酒精灯热源)，每套装置又可划分为①、②、③三部分。仪器中盛放的试剂为：a—无水乙醇(沸点：78℃)；b—铜丝；c—无水硫酸铜；d—新制氢氧化铜悬浊液。


(1)简述两套方案各自的优点：
甲：__________________________________________________________________，
乙：___________________________________________________________________。
(2)集中两套方案的优点，组成一套比较合理完善的实验装置，可按气流由左至右的顺序表示为_________________________________________________________(例如甲①，乙②)。
(3)若要保证此实验有较高的效率，还需补充的仪器有________，理由_______________。
(4)实验中能验证乙醇氧化产物的实验现象是________________________________。
(5)装置中，若撤去第①部分，其它操作不变，则无水硫酸铜无明显变化，其余现象与(4)相同，推断燃烧管中主要反应的化学方程式：__________________________________。

为检验炭粉与浓硫酸反应的产物设计如下装置，回答相关问题：
       
（1）上述装置中，在反应前用手掌紧贴烧瓶外壁检查装置的气密性，如观察不到明显的现象，还可以用什么简单的方法证明该装置不漏气                                  
（2）写出浓硫酸和木炭粉在加热条件下发生反应的化学方程式：
                                         
（3）如果用图中的装置检验上述反应的全部产物，写出下面标号所表示的仪器中应加入的试剂的名称及其作用
A中加入的试剂和作用是______                   _____
B中加入的试剂和作用是____               ____________
D中加入的试剂和作用是__                 ___________
（4）实验时，C中应观察到的现象是______________________

某同学设计了一个简单的实验（如图所示），以测定镁铝合金中铝的质量分数。可供选用的试剂有：浓H₂SO₄、浓硝酸、6 mol·l^-1 NaOH溶液。
            
请填写下列空白
（1）有关实验操作：a、往试管中放入适量的铝合金样品；b、从分液漏斗往试管中加入过量的A溶液；c、检查装置的气密性；d、测定收集到的水的体积。正确的操作顺序是                  
（2）A中可选用的溶液是          
（3）实验中发生反应的化学方程式为                            
（4）若实验中测得样品的质量为W g ，氢气的体积为aL （标准状况），则样品中Al的质量分数为              

石蜡油(17个碳原子以上的液态烷烃混合物)的分解实验装置如图所示（部分仪器已省略）。在试管①中加入石蜡油和氧化铝(催化石蜡分解)；试管②放在冷水中，试管③中加入溴水。

实验现象：
试管①中加热一段时间后，可以看到试管内液体沸腾；
试管②中有少量液体凝结，闻到汽油的气味，往液体中滴加几滴高锰酸钾酸性溶液颜色褪去。根据实验现象回答下列问题：
(1) 装置A的作用是______________________________
(2) 试管①中发生的主要反应有：
C₁₇H₃₆C₈H₁₈+C₉H₁₈    C₈H₁₈C₄H₁₀+C₄H₈
丁烷可进一步裂解，除得到甲烷和乙烷外，还可以得到另两种有机物，它们的结构简式为_____________和________________，这两种有机物混合后在一定条件下可聚合成高分子化合物，其反应类型属于________反应。其可能结构为(     )(答案可能不止一个，下同)

(3)写出试管③中反应的一个化学方程式_____________________________，该反应的类型为__________反应。
(4)试管②中的少量液体的组成是____________(填序号)
①甲烷    ②乙烯    ③液态烷烃    ④液态烯烃

某化学兴趣小组为了测定某铁碳合金中铁的质量分数，并探究浓硫酸的某些性质，设计了下图所示的实验装置和实验方案（夹持仪器已省略），请据此项回答相应问题。

Ⅰ探究浓硫酸的某些性质
（1）按图示连接装置，检查装置的气密性，称量E的质量。
（2）将a g铁碳合金样品放入A中，再加入适量的浓硫酸。仪器A的名称为____________，
未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，其原因是：____                    ___。
（3）点燃酒精灯一段时间后，A、B中可观察到明显现象。
A中开始发生反应的化学方程式为：2Fe +6H₂SO₄ Fe₂（SO₄）₃ + 3SO₂↑ +6H₂O
和______________________________________ （写化学方程式）。
B中的现象是_________,由此可得到浓硫酸具有_______性，C装置的作用         。
（4）随着反应的进行，A中还可能发生某些离子反应。写出相应的离子方程式__  __。
（5）反应一段时间后，从A中逸出气体的速率仍然较快，除因温度较高，反应放热外，还可能的原因是_____________________________________。
Ⅱ测定铁的质量分数
（6）待A中不再逸出气体时，停止加热，拆下E并称重。E增重b g。
铁碳合金中铁的质量分数为_____________________(写表达式)，为使实验数据更为精确，可在装有碱石灰的干燥管后加入________________________________。

（共16分）在实验室里可用下图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠和探究氯水的性质。

图中：①为氯气发生装置；②的试管里盛有15 mL 30% KOH溶液，并置于水浴中；③的试管里盛有15 mL 8% NaOH溶液，并置于冰水浴中；④的试管里加有紫色石蕊试液；⑤为尾气吸收装置。
请填写下列空白：
(1)制取氯气时，在烧瓶里加入一定量的二氧化锰，通过_____________(填写仪器名称)向烧瓶中加入适量的浓盐酸。实验时为了除去氯气中的氯化氢气体，可在①与②之间安装盛有_______(填写下列编号字母)的净化装置。

A．碱石灰

B．饱和食盐水

C．浓硫酸

D．饱和碳酸氢钠溶液

(2)比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件，二者的差异是：____________________________。
反应完毕经冷却后，②的试管中有大量晶体析出。下图中符合该晶体溶解度曲线的是_______(填写编号字母)；从②的试管中分离出该晶体的方法是__________(填写实验操作名称)。

(3)本实验中制取次氯酸钠的离子方程式是______________________________________。
(4)实验中可观察到④的试管里溶液的颜色发生了如下变化，请填写下表中的空白：

实验现象	原因
溶液最初从紫色逐渐变为_______色	氯气与水反应生成的H^＋使石蕊变色
随后溶液逐渐变为无色	_______________________________
然后溶液从无色逐渐变为_______色	_______________________________

 

（共14分）已知四种强电解质溶液，分别含有下列阴、阳离子中的各一种，并且互不重复：NH₄⁺、Ba²⁺、Na⁺、H⁺、SO₄^2-、NO₃^-、OH^-、CO₃^2-。将这四种溶液分别标记为A、B、C、D，进行如下实验：
①在A或D中滴入C，均有沉淀生成；
②D和B反应生成的气体能被A吸收；
③A和D反应生成的气体能被B吸收。
试回答下列问题：
（1）D的化学式是              ，判断理由是                                 。
（2）写出其余几种物质的化学式：A             ，B           ，C             。
（3）写出实验②中有关反应的离子方程式                                            
                                          。

超细铜粉主要应用于导电材料、催化剂等领域中。超细铜粉的某制备方法如下：

试回答下列问题：
（1）下列关于[Cu(NH₃)₄]SO₄的说法中，正确的有__________。（填字母序号）

A．[Cu(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键

B．[Cu(NH3)4]SO4含有NH3分子，其水溶液中也含有NH3分子

C．[Cu(NH3)4]SO4的组成元素中第一电离能最大的是氧元素

D．[Cu(NH3)4]SO4的外界离子的空间构型为正四面体

（2）NH₄CuSO₃中的金属阳离子的核外电子排布式为_______________。
（3）SO2–3 离子中S硫原子的杂化方式为________，与其互为等电子体的一种分子的分子式是___________。
（4）NH₃易液化的原因是___________________。
（5）右图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，由此可确定该氧化物的化学式为_____________。
（6）NH₄CuSO₃与硫酸微热反应的离子方程式为__________________________。

(10分)实验室常利用甲醛法测定(NH₄)₂SO₄样品中氮的质量分数，其反应原理为：
4NH₄^＋＋6HCHO=3H^＋＋6H₂O＋(CH₂)₆N₄H^＋[滴定时，1 mol(CH₂)₆N₄H^＋与1 mol H^＋相当]，然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验：
步骤Ⅰ　称取样品1.500 g。
步骤Ⅱ　将样品溶解后，完全转移到250 mL容量瓶中，定容、充分摇匀。
步骤Ⅲ　移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中，加入10 mL 20%的中性甲醛溶液，摇匀、静置5 min后，加入1～2滴酚酞试液，用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。
(1)根据步骤Ⅲ填空：
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后，直接加入NaOH标准溶液进行滴定，则测得样品中氮的质量分数________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后，水未倒尽，则滴定时用去NaOH标准溶液的体积________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察________。
A．滴定管内液面的变化
B．锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时，酚酞指示剂由________色变成______色。
(2)滴定结果如下表所示：

滴定次数	待测溶液的体积/mL	标准溶液的体积/mL
滴定前刻度	滴定后刻度
1	25.00	1.02	21.03
2	25.00	2.00	21.99
3	25.00	0.20	20.20

若NaOH标准溶液的浓度为0.101 0 mol·L^－1，则该样品中氮的质量分数为________。

(9分)如图是某同学设计的放热反应的观察装置。

其实验顺序是：①按图所示将实验装置连接好。
②在U形管内加入少量红墨水(或品红)溶液。打开T型管            螺旋夹，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再夹紧螺旋夹。③在中间的试管里盛1 g氧化钙，当滴入2 mL左右的蒸馏水后，同时打开螺旋夹即可观察。
试回答：(1)实验中观察到的现象是                                  
(2)该实验中必须进行的一步实验操作是                             
(3)该实验的原理是
________________________________________________________________________
(4)实验中反应的化学反应方程式是                                        
(5)说明CaO、H₂O的能量与Ca(OH)₂的能量之间的关系                         
(6)若该实验中CaO换成NaCl，实验还能否观察到相同现象？____。