高中化学实验题

黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS₂，现有一种天然黄铜矿(含SiO₂)，为了测定该黄铜矿的纯度，某同学设计了如下实验：

现称取研细的黄铜矿样品1.84g，在空气存在下进行煅烧，生成Cu、Fe₃O₄和SO₂气体，实验后取d中溶液的十分之一置于锥形瓶中，用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定，消耗标准溶液20mL。请回答下列问题：
（1）将样品研细后再反应，其目的是                                    。
（2）装置a和c的作用分别是           和             （填标号，可以多选）。
a．除去SO₂气体
b．除去空气中的水蒸气
c．有利于气体混合
d．有利于观察空气流速
e．除去反应后多余的氧气
（3）上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是                       。
（4）通过计算可知，该黄铜矿的纯度为                                      。
（5）若用下图装置替代上述实验装置d，同样可以达到实验目的的是               （填序号）。

（6）若将原装置d中的试液改为Ba(OH)₂，测得的黄铜矿纯度会产生误差，假设实验操作均正确，可能的原因主要有                                                    。

(18分)某实验探究小组为了验证红热的炭与浓硫酸发生反应所生成的各种产物，设计了一个实验流程，其装置图如下。

（1）①中反应的化学方程式为                                   。
（2）②处的现象是                                         。
（3）品红溶液使用了两次，③的作用是                                  ，
⑤的作用是                                         。
（4）④的作用是                   ；反应的化学方程式为                      。
（5）根据                      现象可证明产物中一定有CO₂气体。
（6）同学甲认为撤去装置⑤也可以确定CO₂的存在，他所根据的实验现象是          。
（7）同学乙认为④中的溶液挥发出有毒的Br₂蒸气，建议换成另外一种中学常见的有色溶液更安全，这种溶液是                             。

某研究小组想探究炭与浓硝酸的反应。其实验过程如下。

操作	现象
a．用干燥洁净的烧杯取约10mL浓硝酸，加热。
b．把小块烧红的木炭迅速放入热的浓硝酸中。	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，上下反复跳动。

（1）热的浓硝酸与红热的木炭接触会发生多个化学反应。
①炭与浓硝酸的反应，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，该反应的化学方程式为                     。
（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，写出反应的的离子方程式                             。
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通过实验探究，你认为上表操作b中助燃气体是什么，简述理由                       。

(15分)硫代硫酸钠俗称“海波”，又名“大苏打”，具有较强的还原性和配位能力，是冲洗照相底片的定影剂，棉织物漂白后的脱氯剂，定量分析中的还原剂。硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得，装置如图(a)所示。

已知：Na₂S₂O₃在酸性溶液中不能稳定存在，有关物质的溶解度曲线如图(b)所示。
（1）Na₂S₂O₃·5H₂O的制备：
步骤1：如图连接好装置后，检查A、C装置气密性的操作是                    。
步骤2：加入药品，打开K₁、关闭K₂，向圆底烧瓶中加入足量浓硫酸并加热。写出烧瓶内发生反应的化学方程式                        。装置B、D的作用是                         。
步骤3：C中混合液被气流搅动，反应一段时间后，硫粉的量逐渐减少。当C中溶液的pH          时，打开K₂、关闭K₁并停止加热；C中溶液要控制pH的理由是                  。
步骤4：过滤C中的混合液，将滤液经过       、          、过滤、洗涤、烘干，得到产品。
（2）Na₂ S₂O₃性质的检验：
向足量的新制氯水中滴加Na₂S₂O₃溶液，氯水颜色变浅，再向溶液中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀产生，据此认为Na₂S₂O₃具有还原性。该方案是否正确并说明理由                               。
（3）常用Na₂S₂O₃溶液测定废水中Ba²⁺浓度，步骤如下：取废水25.00 mL，控制适当的酸度加入足量K₂Cr₂O₇溶液，得BaCrO₄沉淀；过滤、洗涤后，用适量稀盐酸溶解，此时CrO₄^2—全部转化为Cr₂O₇^2—；再加过量KI溶液，充分反应后，加入淀粉溶液作指示剂，用0.010 mol·L^—1的Na₂S₂O₃溶液进行滴定，反应完全时，消耗Na₂S₂O₃溶液18.00 mL。部分反应的离子方程式为：
①Cr₂O₇^2— + 6I^—+ 14H⁺ ="=" 2Cr³⁺ + 3I₂ + 7H₂O；
②I₂ + 2S₂O₃^2— ="=" 2I^—+ S₄O₆^2—
则该废水中Ba²⁺的物质的量浓度为             。

(15分)一种广泛用作药剂、有机氯化剂，及用于制造染料、橡胶的化工原料——硫酰氯(SO₂Cl₂)，常温下为无色液体，熔点为－54.1℃，沸点为69.1℃，在潮湿空气中“发烟”；100℃以上开始分解，生成二氧化硫和氯气。氯化法是合成硫酰氯的常用方法，实验室合成反应和实验装置如下：
SO₂(g)+Cl₂(g)       SO₂Cl₂(l)  △H=－97.3kJ·mol^－1
（1）仪器A的名称是           ；甲中活性炭的作用是__             ____。
（2）干燥管B中盛放的药品是              。
（3）实验时从仪器C中放出液体的操作方法是                                     。
（4）装置乙中盛放的物质为             ，若缺少装置乙，对实验结果有什么影响？              。
（5）氯磺酸(ClSO₃H)是一种无色的发烟液体，有刺激性臭味，沸点178℃，受热分解也能制得硫酰氯，同时还有另外一种物质生成，该反应的化学方程式为                        ，分离的产物的方法是                      。
A．重结晶      B．过滤        C．蒸馏        D．萃取
（6）为提高本实验中硫酰氯的产率，在实验操作中需要注意的事项有         (填序号)。
A．控制气流速度，宜慢不宜快    
B．水浴加热三颈烧瓶   
C．若三颈烧瓶发烫，可适当降温

(18分)（1）硫酸是一种重要的含氧酸。实验室用浓硫酸与乙二酸(H₂C₂O₄)晶体共热，可获得CO与CO₂的混合气体，再将混合气进一步通过          (填一种试剂的名称)即可得纯净干燥的CO。在此反应中，硫酸体现了          性质。
（2）净水丸能对饮用水进行快速的杀菌消毒，药丸通常分内外两层。外层的优氯净[Cl₂Na(NCO)₃]先与水反应，生成次氯酸起杀菌消毒作用；几分钟后，内层的亚硫酸钠(Na₂SO₃)溶出，可将水中的余氯(次氯酸等)除去。
①优氯净中氯元素的化合价为        。
②亚硫酸钠将水中多余次氯酸除去的离子反应方程式为                                  。
③亚硫酸钠溶液在空气中易变质，请写出检验亚硫酸钠溶液是否变质的方法                。无水亚硫酸钠隔绝空气加热到600℃便开始分解，分解产物是硫化钠和另一固体。请写出无水亚硫酸钠受热分解的反应方程式                                     。
（3）某无机盐M是一种优良的氧化剂，为确定其化学式，某小组设计并完成了如下实验：

已知：
①无机盐M仅由钾离子和一种含氧酸根组成，其分子中的原子个数比为2:1:4；
②上图中，将1.98g该无机盐溶于水，滴加适量稀硫酸后，再加入1.12g还原铁粉，恰好完全反应得混合溶液N；
③该小组同学将溶液N分为二等份，分别按路线Ⅰ、路线Ⅱ进行实验；
④在路线Ⅱ中，首先向溶液N中滴加适量KOH至元素X刚好沉淀完全，过滤后将沉淀在空气中充分灼烧得纯净的Fe₂O₃粉末1.20g；再将滤液在一定条件下蒸干，只得到3.48g纯净的不含结晶水的正盐W。
请按要求回答下列问题：
①由路线Ⅰ的现象可知，溶液N中含有的阳离子是               。
②由实验流程图可推得，含氧酸盐W的化学式是              ；由路线Ⅱ可知，1.98g无机盐M中所含钾元素的质量为        g。
③无机盐M与1.12g还原铁粉恰好完全反应生成溶液N的化学反应方程为                  。

(15分)二氯化一氯五氨合钴([Co(NH₃)₅Cl]Cl₂，M=250.5g·mol^－1，紫红色固体)因在离子鉴定、电镀、医学方面的广泛应用受到人们的关注，它不溶于乙醇，难溶于水。实验室制备二氯化一氯五氨合钴的流程及装置如下：


相关信息如下：Co + 2HCl ="=" CoCl₂ + H₂↑ ；[Co(NH₃)₅Cl]²⁺+H₂O[Co(NH₃)₅H₂O]³⁺(深红色)+Cl^－
请回答下列问题：
（1）写出仪器a的名称           ；向装置2中加入适量盐酸后，关闭活塞进行第①步反应，如何通过装置1判断该反应已经完全            ；在不添加其他试剂的前提下，如何操作能够实现第②步反应                                       。
（2）第③步加入双氧水的作用是            ；第④步加入适量浓盐酸的作用是          。
（3）第⑥步洗涤操作为：先用冷水洗涤，再用乙醇洗涤。其中乙醇洗涤的目的是          。
（4）第⑦步烘干操作的温度应控制在100­­－160℃，温度不能过低也不能过高的可能原因是          。
（5）将产品分为10等份，取其中一份于强碱溶液中，加热煮沸，蒸出所有氨气后，向溶液中加酸中和，然后加入0.5000mol·L^－1的KI溶液0.04000L(过量)，滴加指示剂，用0.1000mol·L^－1Na₂S₂O₃溶液滴定，达到终点消耗0.1200LNa₂S₂O₃标准溶液，则该实验产率为       。(2Co³⁺+2I^－=2Co²⁺+I₂；2S₂O₃^2－+I₂=S₄O₆^2－+2I^－)

(15分)氨基甲酸铵(NH₂COONH₄)是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等．某化学兴趣小组模拟制备氨基甲酸铵，反应的化学方程式如下：
2NH₃(g) + CO₂(g)  NH₂COONH₄(s)    ΔH＜0

（1）如用图1装置制取氨气，你所选择的试剂是                     。制备氨基甲酸铵的装置如图3所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时，停止制备。
注：四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。
（2）发生器用冰水冷却的原因是                                       。
（3）液体石蜡鼓泡瓶的作用是                                                   。
（4）从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是          (填写操作名称)；为了得到干燥产品，应采取的方法是         (填写选项序号)。
a．常压加热烘干       
b．高压加热烘干      
c．真空40℃以下烘干
（5）尾气处理装置如图2所示。双通玻璃管的作用               ；浓硫酸的作用               。
（6）称取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7820g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.000g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为          。(精确到2位小数)

(15分)用二氧化氯(ClO₂)、高铁酸钠(Na₂FeO₄摩尔质量为166 g·mol^－1)等新型净水剂替代传统的净水剂Cl₂对淡水进行消毒是城市饮用水处理新技术。ClO₂和Na₂FeO₄在水处理过程中分别被还原为Cl^－和Fe³⁺。
（1）如果以单位质量的氧化剂所得到的电子数来表示消毒效率，那么ClO₂、Na₂FeO₄、Cl₂三种消毒杀菌剂的消毒效率由大到小的顺序是     ＞      ＞      。(填化学式)
（2）二氧化氯是一种黄绿色有刺激性气味的气体，其熔点为－59℃，沸点为11.0℃，易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO₃和草酸在60℃时反应制得。某学生用如图所示的装置模拟工业制取及收集ClO₂，其中A为ClO₂的发生装置，B为ClO₂的凝集装置，C为尾气吸收装置。请问：

①A部分还应添加温度控制装置，请你说出一种温度控制方法              ，B部分还应补充什么装置           ；
②C中烧杯中所盛试剂为NaOH溶液，反应时生成氯酸钠和亚氯酸钠(NaClO₂)，发生该反应的离子方程式为                                                      。
（3）工业也可以用CH₃OH与NaClO₃为原料在酸性(硫酸酸化)条件下制取ClO₂，同时产生CO₂气体，已知该反应分为两步进行，第一步为2ClO₃^－+2Cl^－+4H⁺ ="=" 2ClO₂↑+Cl₂↑+2H₂O。
①写出第二步反应的离子方程式                              。
②工业生产时需在反应物中加少量Cl^－，其作用是             。
③生产中会发生副反应ClO₃^－+Cl^－+H⁺ ="=" Cl₂↑+H₂O(未配平)，若测得反应后的混合气体中Cl₂的体积分数为，则起始投料时CH₃OH与NaClO₃的物质的量之比为         。
（4）Na₂FeO₄在水溶液中不稳定，一段时间后转化为红褐色沉淀，同时生产一种无色无味的单质气体，写出Na₂FeO₄与水反应的离子方程式                                            ；Na₂FeO₄可作为一种“绿色多功能”水处理剂的原因是                                                          。

Ⅰ．(6分)在某盐甲的溶液中加入NaOH溶液，加热，会产生能使酚酞试液变红的气体乙；若在盐甲溶液中加入铜片和稀盐酸，则会产生无色气体，该气体遇空气变红棕色。
（1）盐甲中阳离子的电子式              。
（2）气体乙使酚酞试液变红原因是                                        。(用电离方程式表示)
（3）写出盐甲与铜片和稀盐酸反应的离子的方程式                                     。
Ⅱ．(12分)某种无机矿物的主要成分M含有五种元素，且含有结晶水。为了探究M的化学式，某化学兴趣小组做了下列实验：

（1）M的化学式为      。反应中生成红褐色沉淀的离子方程式为                              。
（2）写出溶液1与过量CO₂反应的离子方程式                                       ；实验中要将红褐色沉淀灼烧后再称量的原因是                                           。
（3）将白色沉淀1充分灼烧可得固体X。固体X与氯气混合加热可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学反应方程                ，并设计实验方案验证该反应的固体的产物                         。

【化学-选修2：化学与技术】水处理技术在生产、生活中应用广泛，对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施。
（1）水的净化和软化的区别是________。
（2）①生活用水必须保证安全，自来水厂需要对取自江河湖泊中的淡水进行杀菌消毒、混凝沉淀、过滤等工艺处理，这三项处理的正确顺序是_________。
②下列试剂能够用来对自来水进行杀菌消毒，且不会造成二次污染的是_______填字母）。
a．福尔马杯       b．漂白粉        c．氯气         d．臭氧
（3）Na₂FeO₄是一种新型水处理剂，工业上可用FeSO₄制备Na₂FeO₄其工艺流程如下：

①工业上常用硫酸亚铁作混凝剂除去天然水中含有的悬浮物和胶体，为了达到更好的效果，要将待处理水的pH调到9左右，再加人绿矾。请解释这一做法的原因：________________________。（用必要的离子方程式和文字描述）。
②写出由Fe(OH)₃制取Na₂FeO₄的化学方程式：____________。
（4）石灰纯碱法是常用的硬水软化方法，已知25℃时，现将等体积的Ca(OH)₂溶液与Na₂CO₃溶液混合（假设溶液体积具有加和性），若Na₂CO₃溶液的浓度为,则生成沉淀所需Ca(OH)₂溶液的最小浓度为____________。

铵盐在工农业生产中有着重要的用途，请根据要求完成下列各题。
Ⅰ．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。

（1）仪器连接的顺序（用接口序号字母表示）是：a            
（2）试从电离平衡角度分析该实验装置A中能产生氨气的原因：                               。
（3）将装置C中两种液体分离开的操作名称是                。
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[Mg(OH)Cl]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                           。
（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）由MgCl₂溶液得到MgCl₂·6H₂O晶体，操作为         、           、        。
（4）镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁从海水中提取。
①若要验证所得无水MgCl₂中不含NaCl，最简单的操作方法是：                      。
②由MgCl₂·6H₂O加热制备无水MgCl₂的操作在       氛围中进行，若在空气中加热，则会生成Mg(OH)Cl。

(16分)铁是地壳中含量第二的金属元素,其单质、合金及化合物在生产生活中的应用广泛。
（一）（1）氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂，反应的离子方程式为                    ；腐蚀废液回收得到金属铜还需要的试剂为             。
（2）与明矾相似，硫酸铁也可用作絮凝剂，在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，其原因是                                      。
（3）下表中，对陈述I、II及其有无因果关系的判断，都正确的是_____（填字母）

选项	陈述I	陈述II	判断
A	铁是地壳中含量最高的金属元素	铁是人类最早使用的金属材料	I对；II对；有
B	常温下铁与稀硫酸反应生成氢气	高温下氢气能还原氧化铁生成铁	I对；II对；无
C	铁属于过渡金属元素	铁和铁的某些化合物可以用作催化剂	I错；II对；无
D	铁在空气中表面生成致密氧化膜	可用铁罐储存运输浓硫酸、浓硝酸	I对；II对；有

（二）氮化铁磁粉是一种磁记录材料，利用氨气在400⁰C以上分解得到的氮原子渗透到高纯铁粉中可制备氮化铁。制备高纯铁粉涉及的主要生产流程如下：

已知:①某赤铁矿石含60.0% Fe₂O₃、3.6% FeO,还含有A1₂O₃、MnO₂、CuO等。
②部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下：

（3）步骤②中加双氧水的目的是      ，pH控制在3. 4的作用是      。已知25°C时，，该温度下反应：Cu^2＋＋2H₂OCu(OH)₂＋2H^＋的平衡常数K=       。
（4）如何判断步骤③中沉淀是否洗涤干净？___________________________
（5）制备氮化铁磁粉的反应：（未配平），若整个过程中消耗氨气34.0 g，消耗赤铁矿石2 kg，设整个过程中无损耗，则氮化铁磁粉的化学式为         。

Al₂O₃、Al(OH)₃都是重要化工原料。根据要求回答问题：
Ⅰ、电解法制高品质Al(OH)₃装置如下（中间用离子交换膜隔开）：
4Na[Al(OH)₄]+2H₂O4Al(OH)₃↓+4NaOH+O₂↑+2H₂↑

（1）产物Al(OH)₃在       区（填“阴极”或“阳极”）沉积；
（2）电解中转移2mol e^—时，将制得__________mol的Al(OH)₃。
Ⅱ、制取纳米Al₂O₃需要纯净的硫酸铝。现有0.05mol·L^-1硫酸铝溶液，经检测，含有Fe²⁺、Fe³⁺。可按下述操作提纯：往溶液中加足量H₂O₂充分反应，再用试剂X调节溶液pH=3.5。（室温下，0.1mol·L^-1的Fe²⁺、Al³⁺开始沉淀的pH分别为7.0和3.7，Fe³⁺完全沉淀的pH=3.2）
（3）纳米氧化铝分散在分散剂中将形成胶体。则纳米氧化铝的直径约为_________m。
（4）检验硫酸铝溶液含有Fe³⁺时，所采用的试剂及现象是_____________________。
（5）往溶液中加入H₂O₂的作用是                           （用离子方程式表示）。
（6）加入的X试剂（填选项编号）是          。

A．CuO

B．Al(OH)3

C．NaOH

D．NaHCO3

若调节后溶液的pH偏离3.5，可能带来的后果是__________________________。

[化学—选修2化学与技术](15分）空气吹出法工艺是目前“海水提溴”的最主要方法之一，其工艺流程如下：

（1）目前，从海水中提取的溴约占世界溴年产量的                            。
（2）步骤①中用硫酸酸化可提高Cl₂的利用率，其原因是                       。
（3）步骤④的离子方程式为                                          。
（4）步骤⑥的蒸馏过程中,溴出口温度要控制在80〜90℃。温度过高或过低都不利于生产，理由是    。
（5）步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物，可利用它们的相对密度相差较大的特点进行分离。分离仪器的名称是      ，分离时液溴从分离器         （填“上口”或“下口"）排出。
（6）不直接用含溴的海水进行蒸馏得到液溴，而要经过“空气吹出、S0₂吸收、氯化”的原因是     。
（7）某同学测得苦卤中溴的含量为0.8g/L，已知步骤①〜⑥中溴共损失了25%，步骤⑦和步骤⑧又共损失了所得溴蒸气的10%，若处理10 m³这样的苦卤，可得到液溴____mol。