高中化学实验题

(16分)铁在冷的浓硫酸中能发生钝化。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时，观察到铁完全溶解，并产生大量气体。实验室现有下列试剂： 0.01 mol/L 酸性KMnO₄溶液、0.1 mol/L KI溶液、3％H₂O₂溶液、淀粉溶液、蒸馏水。请你协助他们探究所得溶液和气体的成分。
【提出猜想】
Ⅰ．所得溶液中的金属离子可能含有Fe^2＋和Fe^3＋中的一种或两种；
Ⅱ．所得气体中可能含有   中的一种或两种。
【实验探究】

	实验操作	预期现象	结 论
验证猜想Ⅰ	步骤①：取少量0.01 mol/L 酸性KMnO4溶液，滴入所得溶液
步骤②：		含有Fe^3^＋
验证猜想Ⅱ	将所得气体通入如下装置		含有两种气体

【问题讨论】
有同学提出，若另外选用KSCN溶液，则仅利用KSCN和H₂O₂两种溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究，请对该观点进行评价：                                                。

海洋植物如海带、海藻中含有大量的碘元素，碘元素以碘离子的形式存在。实验室里从海藻中提取碘的流程如下图：

（1）指出提取碘的过程中有关的实验操作名称：①            ，③              ；
过程②中有关反应的离子方程式为                                         。
（2）提取碘的过程中，可供选择的有机试剂是               

A．甲苯、酒精

B．四氯化碳、苯

C．汽油、乙酸

D．汽油、甘油

（3）从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶剂，还须经过蒸馏，指出右面实验装置图中的错误之处：

①                                      ；
②                                      ；
③                                      。
（4）进行上述蒸馏操作时，使用水浴加热的原因是                                ，最后晶态碘在                     里聚集。

无水氯化铝是白色晶体，易吸收水分，在178℃升华，装有无水氯化铝的试剂瓶久置于潮湿空气中，会自动爆炸并产生大量白雾。氯化铝常作为有机合成和石油工业的催化剂，并用于处理润滑油等。工业上由金属铝和氯气作用或由无水氯化氢气体与熔融金属铝作用制得。
某课外兴趣小组在实验室中，通过下图装置制取少量纯净的无水氯化铝。
                
（1）A装置中发生反应的化学方程式为                                       ；
（2）B、C装置中应盛放的试剂名称分别为                  、                     ；
（3）从A装置导出的气体若不经过B、C装置而直接进入D管，将对实验产生的不良后果是                                  ；
（4）F装置所起的作用是                                       。

(6分)实验室进行下列实验：①制乙烯 ②制乙炔 ③石油分馏 ④苯的硝化 ⑤制溴苯 ⑥制乙酸乙酯
（1）不需要加热的有__________________；
（2）需要水浴的有____________________；
（3）需要用温度计的有_______；其中温度计插入反应液中的有______；
（4）需加催化剂的有__________________；
（5）加入浓H₂SO₄且起催化剂、脱水剂作用的有________________。

图为实验室制乙酸乙酯的装置。

（1）在大试管中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓H2SO4混合液的方法为：                                  
                                   
（2）装置中通蒸汽的导管要插在饱和Na₂CO₃溶液的液面以上，不能插在溶液中，目的是：                                                                   
（3）浓H₂SO₄的作用：                                            
（4）饱和Na₂CO₃的作用：                                                
（5）试管中加入沸石的作用：                                                                 
（6）实验室生成的乙酸乙酯其密度比水           （填“大”或“小”），有          的气味。

某课外活动小组利用下图装置进行乙醇的催化氧化实验制取乙醛，图中铁架台等装置已略去，粗黑线表示乳胶管。请填写下列空白：

（1）甲装置常常浸在70～80℃的水浴中，目的是                            。
（2）实验时，先加热玻璃管乙中的镀银铜丝，约1分钟后鼓入空气，此时铜丝即呈红热状态。若把酒精灯撤走，控制一定的鼓气速度，铜丝能长时间保持红热直到实验结束。
①乙醇的催化氧化反应是________反应（填“放热”或“吸热”），该反应的化学方程式为                                                              。
②控制鼓气速度的方法是控制甲中单位时间内的气泡数，若鼓气速度过快，则会              ，若鼓气速度过慢则会反应放热太少，不能达到反应所需温度。
（3）若试管丁中用水吸收产物，则要在导管乙、丙之间接上戊装置，其连接方法是（填戊装置中导管代号）：乙接      、_______接丙。
（4）简述如何验证丁装置中乙醛的存在。
                                                                                   
                                                                                   

(8分)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值,体积已换算成标准状态））：

时间（min）	1	2	3	4	5
氢气体积（mL）	50	120	232	290	310

（1）哪一时间段（指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min）反应速率最大       ，原因是                                                        。
（2）哪一段时段的反应速率最小                    ，原因是                    
                                           。
（3）求2～3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率（设溶液体积不变）               。
（4）如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液：

A．蒸馏水

B．NaCl溶液

C．Na2CO3溶液

D．CuSO4溶液

你认为可行的是（填编号）                       。

某种催化剂为铁的氧化物。化学兴趣小组在实验室对该催化剂中铁元素的价态进行探究：将适量稀硝酸加入少许样品中，加热溶解；取少许溶液，滴加KSCN溶液后出现红色。一位同学由此得出该催化剂中铁元素价态为+3的结论。
（1）请指出该结论是否合理并说明理由     　　　                                 。
（2）请完成对铁元素价态的探究：
限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹：3 mol·L^-1H₂SO₄、3％ H₂O₂、6 mol·L^-1HNO₃、0.01 mol·L^-1KMnO₄、NaOH稀溶液、0.1 mol·L^-1Kl、20％ KSCN、蒸馏水。
提出合理假设
假设1：　　　　　　　                                                    ；
假设2：　　　　　　　                                                     ；
假设3：　　　　　　　                                                       。
设计实验方案证明你的假设（不要在答题卡上作答）
实验过程
根据②的实验方案，进行实验。请在答题卡上按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。

实验操作	预期现象与结论
步骤1：
步骤2：
步骤3：
…

现有一定量含有Na₂O杂质的Na₂O₂试样，用下图的实验装置测定Na₂O₂试样的纯度。（可供选用的反应物只有CaCO₃固体、6 mol/L盐酸、6 mol/L硫酸和蒸馏水）

回答下列问题：
（1）装置A中液体试剂选用                ，理由是                           。
（2）装置B的作用是                                             。
装置C的作用是                                               。
装置E中碱石灰的作用是                                                      。
（3）装置D中发生反应的化学方程式是                           。
（4）若开始时测得样品的质量为2.0 g，反应结束后测得气体体积为224 mL（标准状况），则Na₂O₂试样的纯度为                          。

实验室配制500ml 0.1mol·L^-1的Na₂CO₃溶液，回答下列问题：
（1）应用托盘天平称取碳酸钠粉末               g。
（2）配制时应选用的仪器有500ml容量瓶，托盘天平、烧杯、药匙、                   。
（3）若实验时遇到下列情况，所配溶液的浓度偏大的是             。

A．加水定容时超过刻度线，又吸出少量水至刻度线；	B．忘记将洗涤液转入容量瓶；
C．容量瓶洗涤后内壁有水珠而未作干燥处理；
D．称量碳酸钠粉末时左盘放砝码，右盘放药品；

E、定容时俯视刻度线。

在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下"Fe与水蒸气反应的实验"。
请回答该实验中的问题。

（1）写出该反应的化学方程式               
（2）实验前必须对整套装置进行的操作是
                                      
（3）圆底烧瓶中盛装的是水，该装置受热后的主要作用是                                             
（4）干燥管中盛装的物质可以是                         ，作用是                         
（5）试管中收集到的气体是                         ，如果要在A处玻璃管口处点燃该气体，则必须对该气体进行，这一操作的目的是                           

(8分)用98%的浓硫酸(其密度为1.84g/cm3)配制100mL1.0mol·L^－1稀硫酸,若实验仪器有:
A．100mL量筒             B．托盘天平          C．玻璃棒               D．50mL容量瓶
E.10mL量筒        F.胶头滴管      G.50mL烧杯      H.100mL容量瓶
（1）需量取浓硫酸的体积为       mL。
（2）实验时选用的仪器有(填序号)       
（3）配制过程中，下列情况会使配制结果偏高的是(填序号)
①定容时俯视刻度线观察液面
②容量瓶使用时未干燥
③定容后经振荡、摇匀、静置，发现液面低于刻度线，再加蒸馏水补至刻度线
（4）在容量瓶使用方法中,下列操作不正确的是(填序号)       
A．使用容量瓶前检查它是否漏水
B．容量瓶用蒸馏水洗净后，再用待配液润洗
C．将氢氧化钠固体放在天平托盘的滤纸上,准确称量并放入烧杯中溶解后,立即注入容量瓶中
D．将准确量取的18.4mol·L^－1的硫酸，注入已盛有30mL水的100mL的容量瓶中，加水至刻度线
E.定容后塞好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转摇匀

某学习小组的同学在学习了Na₂CO₃、NaHCO₃的性质后，了解到它们都能与盐酸反应产生CO₂气体，那么如何鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃呢？带着这样的疑问，他们进行了下列探究：
【猜想】（1）甲同学认为可用CaCl₂溶液鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃溶液，而不能用澄清石灰水鉴别。
（2）乙同学认为固体Na₂CO₃、NaHCO₃可用加热的方法鉴别。
依据是                                                        。
（3）丙同学认为可用盐酸鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃固体。
【实验探究】
（1）甲同学：①将CaCl₂溶液加入到分别盛有少量Na₂CO₃、NaHCO₃溶液的试管中，发现盛有Na₂CO₃的试管产生了白色沉淀；②将澄清石灰水加入到分别盛有少量Na₂CO₃、NaHCO₃溶液的试管中，发现两支试管中也都产生了白色沉淀。
此实验结果与猜想相同。
（2）乙同学分别取了一定量的Na₂CO₃、NaHCO₃固体于大试管中加热（如图1）：

①加热Na₂CO₃时，开始即见小试管中有少量气泡产生，继续加热，气泡逐渐减少，未见澄清石灰水变浑浊，
②加热NaHCO₃时，乙同学观察到实验现象与①不同，证实了自己的猜想是合理的。
（3）丙同学在两支分别盛有少量Na₂CO₃、NaHCO₃固体的试管中，各加入2 mL
2 mol/L的盐酸，观察到两支试管中均产生了大量气体，实验结果与猜想不一致，即得出不能用盐酸鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃。
【问题讨论】
（1）甲同学的两个实验中，大家对CaCl₂与Na₂CO₃溶液的反应比较熟悉，该反应的离子方程式为                                       ；
（2）乙同学在加热Na₂CO₃固体时，开始产生少量气泡的原因是                 ；在加热NaHCO₃固体时，乙同学观察到的实验现象是                          。
（3）丁同学认为丙同学的结论不对。丁同学认为对实验方案做一些改进，可用于鉴别碳酸钠与碳酸氢钠。他的改进方法是：称取各2.1 g两种固体，放入两个容积一样的气球中，在两只锥形瓶中各加入约25 mL 2 mol/L 的盐酸，分别将气球套在锥形瓶瓶口上，同时将气球中的固体同时倒入锥形瓶中，气球的膨胀比较   （填快或慢）的或最后气球比较   （填大或小）的是碳酸氢钠。
【拓展应用】
（1）要除去Na₂CO₃溶液中混有的少量NaHCO₃，可加入适量的          溶液。
（2）要测定Na₂CO₃与NaHCO₃固体混合物中Na₂CO₃的质量分数，可采用的方案有多种，请简述其中一种方案（写出简要步骤及要测定的数据，不要求写出如何用数据求出结果）：
                                                                           
                                                                            
                                                                        。

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A中的烧瓶内固体不可以选用               （选填序号）。
A．生石灰                    B．碱石灰                 C．五氧化二磷             D．烧碱
（2）B装置的作用                  ；
E装置的作用                  ；
D装置的作用                        。
（3）通入C装置的两根导管左边较长、右边较短，目的是                        。
（4）装置F中发生反应的化学方程式是                                    。
（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：                                              。
（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？
                                                        

如图，在试管a中先加入3mL95％的乙醇，边摇动边缓缓加入2mL浓H₂SO₄并充分摇匀，冷却后再加入2ml醋酸，用玻璃棒充分搅拌后将试管固定在铁架台上，在试管b中加入 7mL饱和碳酸钠溶液。连接好装置。用酒精灯对试管a加热，当观察到试管b中有明显现象时停止实验。

（1）用化学方程式表示反应原理___________________________                  
（2）加入浓H₂SO₄的作用是_______________________                           
（3）试管b中观察到的主要现象是_____________________________               
（4）在实验中球形干燥管除起冷凝作用外，另一个重要作用是  _____________________                                            。
（5）饱和Na₂CO₃溶液的作用是______________________________          
                                                                。