高中化学实验题

（共12分）在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验，所用仪器如图：

（1）装置中，饱和食盐水的作用是____________；浓硫酸的作用是____________。
（2）化学实验中检验是否有Cl₂产生的常用方法是______                   __，反应的离子方程式_______                     ______。
（3）写出下列反应的化学方程式：
①气体发生装置中进行的反应：______  ______________________________。
②NaOH溶液中发生的反应：________  ______________________________。
（4）如果将10 mL 12 mol·L^－1的浓盐酸与足量MnO₂充分反应，实际能收集到的氯气在标准状况下的体积将________。

A．≥0.672L

B．>0.672 L

C．≤0.672 L

D．<0.672 L

(15分)无水氯化铝在生产、生活中应用广泛。
（1）氯化铝在水中形成具有净水作用的氢氧化铝胶体，其反应的离子方程式为     。
（2）工业上用铝土矿（主要成分为Al₂O₃，含有Fe₂O₃、SiO₂等杂质）制取无水氯化铝的一种工艺流程示意如下：

已知：

物质	SiCl4	AlCl3	FeCl3	FeCl2
沸点/℃	57.6	180（升华）	300（升华）	1023

①步骤Ⅰ中焙烧使固体水分挥发、气孔数目增多，其作用是    （只要求写出一种）。
②步骤Ⅱ中若不通入氯气和氧气，则反应生成相对原子质量比硅大的单质是    。
③已知：
Al₂O₃(s)+3C(s)=2Al(s)+3CO(g)    ΔH₁="+1344.1kJ" ·mol^-1
2AlCl₃(g)=2Al(s)+3Cl₂(g)     ΔH₂="+1169.2kJ" ·mol^-1
由Al₂O₃、C和Cl₂反应生成AlCl₃的热化学方程式为      。
④步骤Ⅲ经冷却至室温后，气体用足量的NaOH冷溶液吸收，生成的盐主要有3种，其化学式分别为   ________。
⑤结合流程及相关数据分析，步骤Ⅴ中加入铝粉的目的是     。

氨是重要的化工产品和化工原料。
（1）氨的电子式是                 。
（2）已知：

①合成氨的热化学方程式是        。
②降低温度，该反应的化学平衡常数K        （填“增大”、“减小’’或“不变”）。
（3）有人设想以N₂和H₂为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图l所示。
电池正极的电极反应式是                         ，A是               。

（4）用氨合成尿素的反应为2NH₃（g）+CO₂（g）CO（NH₂）₂（l）+ H₂O（g）。工业生产时，原料气带有水蒸气。图2表示CO₂的转化率与氨碳比、水碳比的变化关系。
①曲线I、II、III对应的水碳比最大的是                     。
②测得B点氨的转化率为40%，则x₁                    。

FeSO₄·7H₂O广泛用于医药和工业领域，以下是FeSO₄·7H₂O的实验室制备流程图。根据题意完成下列填空：

（1）铁屑与稀硫酸反应前，应用10% Na₂CO₃溶液浸泡几分钟，操作目的是_____，浸泡后，用__        __（填操作方法）分离并洗涤铁屑。
（2）操作a为_______________。
（3）最后得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：
①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；
②____________________。
（4）FeSO₄·7H₂O是某些补血剂的主要成分，实验室要测定某补血剂中铁元素的含量。
I．方案一：可用KMn0₄溶液进行氧化还原滴定。在配制100mL 1.00 × 10 ^{- 2} mol·L-¹的KMnO₄溶液时，所用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒，还有___________（填仪器名称）。在配制过程中，下列说法正确的是____________（填序号字母）。

A．KMnO4溶于水不放热，可以直接在容量瓶中溶解

B．容量瓶洗涤后不需干燥即可直接用于实验

C．定容后摇匀，凹液面低于刻度线，再加水至凹液面最低点与刻度线相平

D．如果定容时加水超过刻度线必须毓配制

II．方案二：将FeSO₄·7H₂O最终转化为Fe₂O₃，测定质量变化，操作流程如下：

①步骤④中一系列操作依次是：过滤、洗涤、______、冷却、称量。
②假设实验过程中Fe无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量______g（用含a的代数式表示）。
③若步骤③加入X溶液的量不足，则最后测出每片补血剂含铁元素的质量将______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

氯化钠是氯碱工业的主要原料，其晶体不带有结晶水，饱和食盐水也是实验室常用试剂。完成下列填空：
（1）粗盐中含有Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2―等离子和少量泥沙，某同学设计的提纯步骤依次为：溶解、过滤、加入沉淀剂、调pH、蒸发结晶。其中还缺少的步骤是_________。
（2）电解饱和食盐水实验中，检验阳极产物的试剂是________________；若用粗盐配制饱和食盐水进行电解，则阴极区可能出现的异常现象是_________________。
（3）氯碱厂称固体烧碱为“片碱”。用滴定法测定片碱中杂质Na₂CO₃含量的过程如下：
称取样品，加水溶解；加入酚酞试液，用标准盐酸滴定至溶液由红色刚好变为无色；再加甲基橙，继续用标准盐酸滴定至终点。数据处理。实验中用于溶解片碱的蒸馏水必须事先煮沸一段时间，煮沸的目的是_______；用甲基橙作指示剂时，判断滴定达到终点的现象是________________；用酚酞作指示剂时，发生反应的离子方程式为_________________。
（4）下列关于饱和食盐水的用途及装置设计正确的是_________(填写编号)。

a．模拟工业制纯碱                b．制乙酸乙酯实验中接受产物
c．除去氯气中的氯化氢            d．实验室制乙炔
（5）在饱和食盐水中加入浓硫酸，会有大量固体析出。过滤、洗涤、得干燥固体。为确定该固体的成份，进行以下实验：①取少量固体溶于水，测得溶液显中性；
②称取1.961 g固体于坩埚中加热，发现有水生成，继续加热至固体恒重，称量质量为1.331 g。判断固体已恒重的操作是____________________；
③将1.331 g固体全部溶于水，加入足量的BaCl₂溶液，得干燥纯净沉淀1.165 g。则原固体的成份是______________(写化学式)。

过氧化钙（CaO₂）是一种白色、无毒、难溶于水的固体，能杀菌消毒，广泛用于果蔬保鲜、空气净化、污水处理等方面。工业生产过程如下：
①在NH₄Cl溶液中加入Ca(OH)₂；
②不断搅拌的同时加入30% H₂O₂，反应生成CaO₂·8H₂O沉淀；
③经过陈化、过滤，水洗得到CaO₂·8H₂O，再脱水干燥得到CaO₂。
完成下列填空
（1）第①步反应的化学方程式为         。第②步反应的化学方程式为         。
（2）可循环使用的物质是        。
工业上常采用Ca(OH)₂过量而不是H₂O₂过量的方式来生产，这是因为       。
（3）检验CaO₂·8H₂O是否洗净的方法是        。
（4）CaO₂·8H₂O加热脱水的过程中，需不断通入不含二氧化碳的氧气，目的是       、       。
（5）已知CaO₂在350℃迅速分解生成CaO和O₂。下图是实验室测定产品中CaO₂含量的装置（夹持装置省略）。

若所取产品质量是m g，测得气体体积为V mL（已换算成标准状况），则产品中CaO₂的质量分数为      （用字母表示）。
过氧化钙的含量也可用重量法测定，需要测定的物理量有      。

氯碱工业以电解精制饱和食盐水的方法制取氯气、氢气、烧碱和氯的含氧酸盐等系列化工产品。下图是离子交换膜法电解食盐水的示意图，图中的离子交换膜只允许阳离子通过。

完成下列填空：
（1）写出电解饱和食盐水的离子方程式         。
（2）离子交换膜的作用为：      、      。
（3）精制饱和食盐水从图中           位置补充，氢氧化钠溶液从图中           位置流出（选填“a”、“b”、“c”或“d”）。
（4）KClO₃可以和草酸（H₂C₂O₄）、硫酸反应生成高效的消毒杀菌剂ClO₂，还生成CO₂和KHSO₄等物质。写出该反应的化学方程式       。
（5）室温下，0.1 mol/L NaClO溶液的pH        0.1 mol/L Na₂SO₃溶液的pH（选填“大于”、“小于”或“等于”）。浓度均为0.1 mol/L 的Na₂SO₃和Na₂CO₃的混合溶液中，SO₃^2–、CO₃^2–、HSO₃^–、HCO₃^–浓度从大到小的顺序为           。
已知： H₂SO₃  K_i1=1.54×10^-2  K_i2=1.02×10^-7
HClO  K_i1=2.95×10^-8
H₂CO₃  K_i1=4.3×10^-7  K_i2=5.6×10^-11

(14分)某学习小组同学探究FeSO₄的化学性质和用途。
（一）利用下图装置探究FeSO₄的稳定性和用途。(绿矾成分为FeSO₄·7H₂O)

（1）II中有白色沉淀生成，说明FeSO₄固体分解生成了_____________。
（2）III中溴水是用来检验是否有SO₂气体生成，涉及的化学方程式为__________，实验中，观察到溴水褪色，据此推测FeSO₄分解最有可能被氧化的元素是______________。
（3）Ⅳ中足量NaOH溶液的作用是吸收SO₂气体，防止其污染环境，请写出反应的离子方程式___________。
（二）探究FeSO₄中Fe²⁺的还原性
（4）证明FeSO₄有较强的还原性，完成下表步骤二及其现象。

（三）硫酸亚铁用途探究
（5）缺铁性贫血往往口服硫酸亚铁，当用硫酸亚铁制成药片时，外表包有一层特殊的糖衣，其作用是_______________________。

下图所示装置为铜跟浓硫酸反应制取二氧化硫的实验装置，请回答下列问题：

Ⅰ．（1）在装置A中放入有关药品后，打开活塞K，将分液漏斗中的液体加入烧瓶中，关闭分液漏斗的活塞，点燃酒精灯，烧瓶中反应的化学方程式为：__________________。
（2）装置D中试管口放置的棉花中应浸有一种液体，这种液体是                 ,其作用是___________________。
（3）装置B的作用是贮存多余的二氧化硫和防止其污染环境，则B中应盛放的液体是     （填写字母代号）
a．水                         b．浓溴水
c．KMnO₄酸性溶液              d．NaHSO₃饱和溶液
Ⅱ．为了验证木炭和浓H₂SO₄反应生成了SO₂和CO₂,有人设计了以下实验。
（提示:酸性高猛酸钾溶液可把SO₂氧化成H₂SO₄, 试剂可以重复使用）
（4）各装置中盛放的试剂是（填序号）：

Ⅰ_______ Ⅱ_______ Ⅲ_______ Ⅳ_______

A．品红溶液

B．NaOH溶液

C．澄清石灰水

D．高锰酸钾溶液

（5）能说明SO₂存在的现象是________________________________________。
（6）使用装置Ⅱ的目的是___________________________________________。
（7）使用装置Ⅲ的目的是                                            。
（8）确认含有CO₂的现象是                                           。

某中学化学研究性学习小组利用以下装置制取并探究氨气的性质。A中试管内盛放的物质是Ca(OH)₂、NH₄Cl固体。

【实验探究】
（1）A中发生反应的化学方程式为                                   。
（2）B中盛放的干燥剂为           ，干燥氨气能否用浓硫酸         （填“能”或“不能”）
（3）若有10.7gNH₄Cl固体，最多可制取NH₃（标准状况）的体积是           L
（4）实验室收集氨气的方法是                      。
（5）C、D装置中颜色会发生变化的是        （填“C”或“D”），红色石蕊试纸变成       色。
（6）当实验进行一段时间后，挤压E装置中的胶头滴管，滴入1-2滴浓盐酸，可观察到的现象是       。
（7）为防止过量氨气造成空气污染，需要在上述装置的末端增加一个尾气处理装置，合适的装置是           （填“F”或“G”）。

正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下：

2CH₃CH₂CH₂CH₂OH（CH₃CH₂CH₂CH₂）₂O，反应物和产物的相关数据如下表：

	相对分子质量	沸点/℃	密度/（g/cm^3）	水中的溶解性
正丁醇	74	117.2	0.8109	微溶
正丁醚	130	142.0	0.7704	几乎不溶

①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇，按一定顺序添加到A中，并加几粒沸石。
②加热A中反应液，迅速升温至135℃，维持反应一段时间。
③分离提纯：待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的温度分液漏斗中，振摇后静置，分液得粗产物。
④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤，分液后加入约3g无水氯化钙颗粒，静置一段时间后弃去氯化钙。
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏，收集馏分，得纯净正丁醚11 g。请回答：
（1）步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为：应先加                。
（2）加热A前，需先从        （填“a”或“b”）口向B中通入水。
（3）步骤③的目的是初步洗去          ，振摇后静置，粗产物应       （填“上”或“下”）口倒出。
（4）步骤③中最后一次水洗的目的为               。
（5）步骤⑤中，加热蒸馏时应收集          （填选项字母）左右的馏分。
A．100℃      B．117℃       C．135℃       D．142℃
（6）反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质，且分为上下两层，随着反应的进行，分水器中液体逐渐增多至充满时，上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为        ，下层液体的主要成分为          。
（7）本实验中，正丁醚的产率为            （精确到1%）。

（共15分）“酒是陈的香”，就是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯，在实验室我们也可以用如图所示的装置制取乙酸乙酯。

回答下列问题：
（1）写出制取乙酸乙酯的化学反应方程式                    。
（2）在大试管中配制一定比例的乙醇、乙酸和浓硫酸的混合液的方法是           。
（3）浓硫酸的作用是：①                   ；  
②                    。
（4）饱和碳酸钠溶液的主要作用是                    。
（5）装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上，不能插入溶液中，目的是防止         。
（6）若要把制得的乙酸乙酯分离出来，应采用的实验操作是           。
（7）做此实验时，有时还向盛乙酸和乙醇的试管里加入几块碎瓷片，其目的是           。
（8）生成乙酸乙酯的反应是可逆反应，反应物不能完全变成生成物，反应一段时间后，就达到了该反应的限度，也即达到化学平衡状态。下列描述能说明乙醇与乙酸的酯化反应已达到化学平衡状态的有（填序号）        。
①单位时间里，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol水
②单位时间里，生成1mol乙酸乙酯，同时生成1mol乙酸
③单位时间里，消耗1mol乙醇，同时消耗1mol乙酸
④正反应的速率与逆反应的速率相等
⑤混合物中各物质的浓度不再变化

某化学兴趣小组用下图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。

查阅资料得知：
I．在浓硝酸和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．常温时，NO₂与N₂O₄同时存在；在低于0℃时，几乎只有无色的N₂O₄的晶体存在。
请回答下列问题：
（1）装置中各仪器装入试剂后，接下来由先至后的操作顺序为           。

A．通入N2

B．滴入浓HNO3

C．打开活塞K1

D．关闭活塞K1

（2）装置A中，滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是                   。
（3）反应结束后，打开装置D中的活塞K₂，并通入氧气，铁完全溶解于浓硝酸后生成的NO₂气体中含有NO的现象为                                         。
装置D中发生的反应的化学方程式为                                   。
（4）C装置的作用是                                              。
（5）反应停止后，装置A中无固体剩余。证明装置A的溶液中是否含有Fe²⁺，选择的药品是       （填序号）。
a．铁粉     b．氯水     c．KMnO₄溶液     d．硫氰化钾溶液
（6）检验是否生成﹣3价氮的化合物，应进行的实验操作、现象及结论是                  。

NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
（1）NOx能形成酸雨，写出NO₂转化为HNO₃的化学方程式：                     。
（2）汽车发动机工作时会引发N₂和O₂反应，其能量变化示意图如下:

①写出该反应的热化学方程式：                                   。
②随温度升高，该反应化学平衡常数的变化趋势是_               。
（3）在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NO_X的排放。
①当尾气中空气不足时，NO_X在催化转化器中被还原成N₂排出。写出NO被CO还原的化学方程式：                         。
②当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NO_X生成盐。其吸收能力顺序如下：₁₂MgO <₂₀CaO <₃₈SrO<₅₆BaO。原因是               ，元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NO_X的吸收能力逐渐增强。
（4）通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：

①Pt电极上发生的是            反应（填“氧化”或“还原”)。
②写出NiO电极的电极反应式：                             。

（14分)氨的合成是最重要的化工生产之一。
Ⅰ．工业上合成氨用的H₂有多种制取的方法：
①用焦炭跟水反应：C（s)＋H₂O（g)CO（g) ＋ H₂（g)；
②用天然气跟水蒸气反应：CH₄（g)＋H₂O（g) CO（g)＋3H₂（g)
已知有关反应的能量变化如下图，且方法②的反应为吸热反应，则方法②中反应的ΔH =________kJ/moL。

Ⅱ．在3个1L的密闭容器中，同温度下、使用相同催化剂分别进行反应：
3H₂（g)＋N₂（g) 2NH₃（g)
按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，反应达到平衡时有关数据为：

容 器	甲	乙	丙
反应物投入量	3 mol H2、2 mol N2	6 mol H2、4mol N2	2 mol NH3
达到平衡的时间（min)	t	5	8
平衡时N2的浓度（mol·L^－1)	c1	3	c2

（1）下列能说明该反应已达到平衡状态的是      。
a．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1︰3︰2
b．v（N₂)_正＝3v（H₂)_逆
c．容器内压强保持不变
d．混合气体的密度保持不变
（2）甲容器中达到平衡所需要的时间t    5min，表中c₁    c₂（填“＞”、“＜” 或“＝”)。
（3）用氨合成尿素的反应为2NH₃（g)＋CO₂（g)CO（NH₂)₂（s)＋H₂O（g)。工业生产时，原料气带有水蒸气。图1表示CO₂的转化率与氨碳比、水碳比的变化关系。
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是          。
②测得B点氨的转化率为30%，则x₁＝          。
Ⅲ．有人设想以N₂和H₂为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图2所示。

电池正极的电极反应式是                    ，A是             。