高中化学实验题

I．硝酸铜在1000℃时分解：Cu(NO₃)₂Cu+2NO₂↑+O₂↑，用试管收集一试管气体并倒立于盛水的水槽中，写出气体溶解的化学反应方程式                      ，并判断液体       （填“能”“不能”）充满整个试管（假定倒吸进试管的液体不流出）。
II．工业上生产硝酸铜晶体的流程图如下：

①在保温去铁的过程中，为使Fe³⁺沉淀完全，可以向溶液中加入CuO，调节溶液的pH，根据下表数据，溶液的pH应保持在                 范围．

	氢氧化物开始沉淀时的pH	氢氧化物沉淀完全时的pH
Fe^3+ Cu^2+	1.9 4.7	3.2 6.7

②蒸发浓缩时，要用硝酸调节溶液的pH=1，其目的是         （结合离子方程式说明）。
③如图所示为硝酸铜晶体[Cu(NO₃)₂·nH₂O]的溶解度曲线（温度在30℃前后对应不同的晶体），从图中获取如下信息，不正确的有      （填字母）。

a．C点溶液为Cu(NO₃)₂的不饱和溶液
b．30℃时结晶可析出两种晶体
c．按上述流程最终得到的晶体是Cu(NO₃)₂·3H₂O
d．将A点溶液升温至30℃时，可以析出Cu(NO₃)₂·3H₂O晶体
④某些共价化合物（如H₂O、NH₃、N₂O₄等）在液态时发生了微弱的电离，如：2H₂OOH^—+H₃O⁺， 则液态NH₃电离的方程式是               ，液态N₂O₄电离得到电子数相差18的阴阳离子，因此可用Cu与液态N₂O₄反应制备无水硝酸铜，则同时生成的另一种物质为           。

一溴乙烷为无色液体，熔点-119.1℃，沸点38.4℃，常用于汽油的乙基化、冷冻剂和麻醉剂。制备一溴乙烷的反应原理为：NaBr+H₂SO₄=HBr↑+NaHSO₄，CH₃CH₂OH+HBr→CH₃CH₂Br+H₂O。实验室可用如下装置制备一溴乙烷：

某学生的实验过程和具体操作可简述如下：

查阅资料可知：
①可能产生的副产物有： CH₃CH₂OCH₂CH₃、CH₂BrCH₂Br、CH₂=CH₂、Br₂、SO₂，其中1,2-二溴乙烷为无色液体，熔点9.3℃，沸点131.4℃。
②油层a用浓硫酸处理可以除掉乙醚、乙醇和水等杂质。
请结合以上信息回答下列问题：
（1）实验过程中锥形瓶置于冰水混合物中的目的是                        。
（2）水层a中的离子除Na⁺、H⁺、OH^-和Br^-外，还一定含有            ，检验该离子的方法是                        。
（3）油层a、b均呈微黄色。该学生猜测油层b除一溴乙烷外还可能含有其它一种或多种副产物，为验证其成分设计了如下的实验操作。

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：将油层b转移至         中，再加入足量稀 Na2SO3溶液充分振荡，静置。
步骤2：取步骤1的水层少量于试管中，加入稀硫酸酸化，再加入适量新制氯水及少量CCl4，充分振荡，静置。	溶液分层，下层呈橙红色，证明      。
步骤3：将步骤1的油层充分洗涤、干燥后装入蒸馏装置中，        至温度计升高至45^0C左右。	馏出蒸汽的温度稳定在38℃左右，不再有蒸汽馏出时，将蒸馏烧瓶中残留液体置于冰水浴中冷却，凝结成白色固体，则证明油层b中含有1,2-二溴乙烷。

（4）该同学在实验过程中加入了10mL乙醇（0.17mol），足量浓硫酸，适量水，以及0.15mol溴化钠，最后蒸馏获得了10.9g一溴乙烷产品。请计算产率        （用小数表示，保留二位小数）。

(16分)用芒硝（Na₂SO₄·10H₂O）制备纯碱、铵明矾[NH₄Al(SO₄)₂·12H₂O]的生产工艺流程图如下所示：

（1）溶液C中的溶质主要是                     。
（2）铵明矾的溶液呈         性，铵明矾可用于净水，用离子方程式说明原理                    。
（3）过程Ⅰ反应温度不能超过40℃，主要原因是                                  。
（4）运用化学平衡原理解释Na₂SO₄溶液稍过量的原因               。
（5）滤液E中溶质离子为               。
（6）写出工艺流程中焙烧的反应方程式               。

实验室可以用MgCl₂•6H₂O为原料制备碳酸镁晶须，主要流程如下_：

试回答：
（1）操作1的名称是                          。
（2）上述反应过程要控制好温度，因为MgCO₃置于水中长时间加热煮沸可完全生成 Mg(OH)₂，其原因是                                         。
（3）另査阅文献，在加热煮沸时也可能生成碱式碳酸镁Mg₅(OH)₂(CO₃)₄·4H₂O，写出该反应的化学方程式                                         。
（4）某课题组为了确定MgCO₃在水中长时间加热煮沸后所得的固体成分，进行如下 研究。（注：Mg(OH)₂,Mg₅(OH)₂(CO₃)₄.4H₂O在煮沸时均不会分解）
①定性研究：请你完成下表中内容。

实验步骤	预期的实验现象和结论
取一定质量的固体样品	若          则固体产物为Mg(OH)2

②另取一定质量的固体，灼烧至恒重，能否通过固体质量的减少量来确定固体的成分？_______(填“能”或“否”)，理由是

废旧物的回收利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。某研究小组同学以废旧锌锰干电池为原料，将废旧电池含锌部分转化成ZnSO₄·7H₂O，含锰部分转化成纯度较高的MnO₂，将NH₄Cl溶液应用于化肥生产中，实验流程如下：

（1）操作②中所用的加热仪器应选           （选填“蒸发皿”或“坩埚”）。
（2）将溶液A处理的第一步是加入氨水调节pH为9，使其中的Fe³⁺和Zn²⁺沉淀，请写出氨水和Fe³⁺反应的离子方程式                           。
（3）操作⑤是为了除去溶液中的Zn²⁺。已知25℃时，

NH3·H2O的Kb	Zn^2+完全沉淀的pH	Zn(OH)2溶于碱的pH
1.8×10^－5	8.9	＞11

由上表数据分析应调节溶液pH最好为             （填序号）。
a．9                 b．10               c．11
（4）MnO₂精处理的主要步骤：
步骤1：用3%H₂O₂和6.0mol/L的H₂SO₄的混和液将粗MnO₂溶解，加热除去过量H₂O₂，得MnSO₄溶液（含少量Fe³⁺）。反应生成MnSO₄的离子方程式为               ；
步骤2：冷却至室温，滴加10%氨水调节pH为6，使Fe³⁺沉淀完全，再加活性炭搅拌，抽滤。加活性炭的作用是                            ；
步骤3：向滤液中滴加0.5mol/L的Na₂CO₃溶液，调节pH至7，滤出沉淀、洗涤、干燥，灼烧至黑褐色，生成MnO₂。灼烧过程中反应的化学方程式为                  。
（5）查文献可知，粗MnO₂的溶解还可以用盐酸或者硝酸浸泡，然后制取MnCO₃固体。
①在盐酸和硝酸溶液的浓度均为5mol/L、体积相等和最佳浸泡时间下，浸泡温度对MnCO₃产率的影响如图，由图看出两种酸的最佳浸泡温度都在          ℃左右；

②在最佳温度、最佳浸泡时间和体积相等下，酸的浓度对MnCO₃产率的影响如下图，由图看出硝酸的最佳浓度应选择             mol/L左右。

某实验小组同学用如下实验装置探究铜与浓硫酸的反应。

实验步骤：
①先连接好装置，检查气密性，再加入试剂；
②加热A试管，B中品红溶液褪色，熄灭酒精灯；
③将铜丝向上抽动离开液面。
（1）A试管中发生反应的化学方程式为                        。
（2）能够证明铜与浓硫酸反应生成气体的现象是                         。
（3）在盛有BaCl₂溶液的C试管中，除了导管口有气泡外，无其他明显现象，若将其分成两份，分别滴加下列溶液，将产生沉淀的化学式填入下表相应的位置。

滴加的溶液	氯水	氨水
沉淀的化学式

写出其中SO₂显示还原性的反应的离子方程式                      。
（4）实验完毕后，先熄灭酒精灯，由于导管E的存在，B中的液体不会倒吸入A中，其原因是__________。
（5）实验完毕后，装置中残留气体有毒，不能打开胶塞。为了防止该气体排入空气中污染环境，拆除装置前，应当采取的操作是                    。

某科研小组设计出利用工业废酸(10%H₂SO₄)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿制取活性ZnO的方案，实现废物综合利用，方案如下图所示。

已知：298K时各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下表所示。

离子	开始沉淀时的pH	完全沉淀时的pH
Fe^2^＋	6．34	9．7
Fe^3^＋	1．48	3．2
Zn^2^＋	6．2	8．0

请回答下列问题：
（1）氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS，在H₂SO₄的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶，这是由于相同温度下：K_sp(CuS)         K_sp(ZnS)（选填“＞”“＜”或“＝”）。
（2）你认为在除铁过程中选用下列物质中的     （填序号）作为试剂甲是比较合适的。
A．KMnO₄          B．HNO₃          C．H₂O₂              D．Cl₂
（3）除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH，pH应控制在         范围之间。
（4）请写出加甲物质后，加入氨水控制调节溶液的pH下生成Fe(OH)₃反应的离子方程式         。
（5）298K时，残留在乙溶液中的c(Fe^3＋)在 __           mol/L以下。Fe(OH)₃的K_SP= 2.70×10^-39
（6）乙的溶液可直接用作氮肥，则乙的化学式是           。
（7）请写出“沉淀Zn²⁺”步骤中发生反应的化学方程式                         。

MgSO₄•7H₂O在医药上常用做泻药，工业上可用氯碱工业中的一次盐泥为原料生产。已知一次盐泥中含有镁、钙、铁、铝、锰的硅酸盐和碳酸盐等成分。其主要工艺如下：

回答下列问题：
（1）用H₂SO₄调节溶液PH至1~2，H₂SO₄作用是                                            。
（2）加NaClO溶液至PH=5~6并加热煮沸5~10分钟，沉淀2中主要含有MnO₂和另外两种难溶物，这两种难溶物的化学式分别为              、              ；其中NaClO溶液将MnSO₄转化为MnO₂的离子方程式为                                                               。
（3）检验滤液Ⅱ中是否含有Fe³⁺的实验方法是                                      。
（4）“操作X”是将溶液             、             、过滤洗涤，即得到MgSO₄•7H₂O晶体。
（5）准确称量制得的样品5g，用200mL水溶解，加入2 mol/L的盐酸5mL，在不断搅拌下滴加足量2 mol/LBaCl₂溶液，充分反应后，得沉淀4.46g，则样品纯度为             。

甲同学进行Fe²⁺还原性的实验，针对异常现象进行探究。
步骤一：制取FeCl₂溶液。向0.1 mol•L^-1 FeCl₃溶液中加足量铁粉振荡，静置后取上层清液，测得pH<1。
步骤二：向2 mL FeCl₂溶液中滴加2滴0.1 mol•L^-1 KSCN溶液，无现象；再滴加5滴5% H₂O₂溶液（物质的量浓度约为1.5 mol•L^-1、pH约为5），观察到溶液变红，大约10秒左右红色褪去，有气体生成（经检验为O₂）。
（1）用离子方程式表示步骤二中溶液变红的原因：       、       。
（2）甲探究步骤二中溶液褪色的原因：
I.取褪色后溶液两份，一份滴加FeCl₃溶液无现象；另一份滴加KSCN溶液出现红色；
II.取褪色后溶液，滴加盐酸和BaCl₂溶液，产生白色沉淀。
III.向2 mL 0.1 mol•L^-1 FeCl₃溶液中滴加2滴0.1 mol•L^-1 KSCN溶液，变红，通入O₂，无明显变化。
实验I的说明       ；②实验III的目的是       。
得出结论：溶液退色的原因是酸性条件下H₂O₂将SCN^-氧化成SO₄^2-。
（3）甲直接用FeCl₂·4H₂O配制   ①   mol•L^-1 的FeCl₂溶液，重复步骤二中的操作，发现液体红色并未褪去。进一步探究其原因：
I．用激光笔分别照射红色液体和滴加了KSCN溶液的FeCl₃溶液，前者有丁达尔效应，后者无。测所配FeCl₂溶液的pH，约为3。由此，乙认为红色不褪去的可能原因是   ②   。
II．查阅资料后推测，红色不褪去的原因还可能是pH较大时H₂O₂不能氧化SCN^-。乙利用上述部分试剂，通过实验排除了这一可能。乙的实验操作及现象是：

步骤	试剂及操作	现 象
i	③	生成白色沉淀
ii	向i所得溶液中滴加0.1 mol•L^-1 FeCl3溶液	④

 

CuSO₄溶液与Na₂CO₃溶液混合产生蓝绿色沉淀，以下是某兴趣小组对沉淀组成的探究。
【提出假设】
假设1：沉淀为Cu (OH)₂
假设2：沉淀为
假设3：沉淀为碱式碳酸铜[化学式可表示为nCuCO₃·mCu (OH)₂]
【查阅资料】无论是哪一种沉淀受热均易分解（假设均不含结晶水）。
【定性探究】
步骤1：将所得悬浊液过滤，用蒸馏水洗涤，再用无水乙醇洗涤，风干；
步骤2：甲同学取一定量固体，用气密性良好的如下装置（夹持仪器未画出）进行定性实验；

（1）若反应后A中蓝绿色固体变黑，C中无明显现象，证明假设    成立。
（2）乙同学认为只要将上图中B装置的试剂改用下列某试剂后，便可验证上述所有假设，该试剂是      （填代号）。
A．浓硫酸       B．无水CuSO₄      C．碱石灰      D．P₂O₅
（3）乙同学验证假设3成立的实验现象是                               。
【定量探究】
（4）乙同学进一步探究假设3中固体的组成：
①乙同学查得一些物质在20℃的数据（如下表）后，将C中的澄清石灰水改为Ba(OH)₂溶液，
其原因是      （填代号）

溶解度(S)/g		溶度积(Ksp)		摩尔质量(M)/g·mol^－1
Ca(OH)2	Ba(OH)2	CaCO3	BaCO3	CaCO3	BaCO3
0.16	3.89	2.9×10^-9	2.6×10^-9	100	197

A．Ba(OH)₂溶解度大于Ca(OH)₂，能充分吸收CO₂
B．Ba(OH)₂为强碱，Ca(OH)₂为弱碱
C．吸收等量CO₂生成的BaCO₃的质量大于CaCO₃，测量误差小
D．相同条件下，CaCO₃的溶解度明显大于BaCO₃
②若所取蓝绿色固体质量为54.2 g，实验结束后装置B的质量增加5.4 g，C中的产生沉淀的质量为39.4 g。则该蓝绿色固体的化学式为                  ；A中发生的反应的化学方程式为             。

选做【化学——选修2：化学与技术】硫铁矿烧渣（主要成分为 Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、SiO₂等）是生产硫酸的工业废渣，其综合利用对环境保护具有现实意义。利用硫铁矿烧渣制备铁红等产品的实验流程如下：

已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如图所示：

回答下列问题：
（1）酸浸、过滤后滤液中的金属阳离子是______________。
（2）煅烧FeCO₃生成产品 I的化学反应方程式为_______。实验室进行煅烧操作所需仪器除了酒精喷灯、泥三角、三脚架、玻璃棒外，还有__________。
（3）产品Ⅱ的化学式为 _______________，为了获得产品Ⅱ，向(NH₄)₂SO₄溶液中加入KCl溶液后，还需要进行的操作是：__________________。
（4）检验产品II中是否含有氯化物杂质的实验操作是：取少量产品Ⅱ于试管中配成溶液____________。

亚氯酸钠(NaClO₂)是一种高效氧化剂、漂白剂。已知：NaClO₂饱和溶液在温度低于38^oC时析出的晶体是NaClO₂·3H₂O，高于38^oC时析出晶体是NaClO₂，高于60^oC时NaClO₂分解成NaClO₃和NaCl。利用下图所示装置制备亚氯酸钠。装置②反应容器为三颈烧瓶。

完成下列填空：
（1）组装好仪器后，检查整套装置气密性的操作是：                     。
（2）装置②中产生ClO₂的化学方程式为                                  。
装置④中发生反应的离子方程式为                                   。
（3）从装置④反应后的溶液获得NaClO₂晶体的操作步骤为：
①减压，55^oC蒸发结晶；
②趁热过滤
③                     ；
④低于60^oC干燥，得到成品。
（4）目前已开发出用电解法制取ClO₂的新工艺。

①上图是用石墨作电极，一定条件下电解饱和食盐水制取ClO₂的示意图。则阳极产生C1O₂的电极反应为                。
②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为    mol。
（5）准确称取所得亚氯酸钠样品l0 g于烧杯中，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸，充分反应(ClO₂^-+4I^-+4H⁺=2H₂O+2I₂+C1^-)。将所得混合液配成250 mL待测溶液。取25．00 mL待测液，用2．0mol·L^-1Na₂S₂O₃标准液滴定(I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-)，以淀粉溶液做指示剂，达到滴定终点时的现象为           。重复滴定2次，测得Na₂S₂O₃溶液平均值为20．00 mL。该样品中NaClO₂的质量分数为         。

(12分)亚氯酸钠(NaClO₂)常用于水的消毒和砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是用过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：

己知：①NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO₂.3H₂O
②
（1）吸收塔内发生反应的离子方程式为________。该工艺流程中的NaClO₃、ClO₂、NaClO₂都是强氧化剂，它们都能和浓盐酸反应制取Cl₂若用二氧化氯和浓盐酸反应制取Cl₂，当生成5molCl₂时，通过还原反应制得氯气的质量为________g。
（2）从滤液中得到NaClO₂.3H₂O晶体的所需操作依次是________（填写序号）。
a．蒸馏   
b．灼烧   
c．过滤   
d．冷却结晶   
e．加热蒸发
（3）印染工业常用亚氯酸钠(NaClO₂)漂白织物，漂白织物时真正起作用的是HClO₂。下表是25℃时HClO₂及几种常见弱酸的电离平衡常数：

①常温下，物质的量浓度相等的NaClO₂、NaF、NaCN、Na₂S四种溶液的pH由大到小的顺序为______（用化学式表示）；
体积相等，物质的量浓度相同的NaF、NaCN两溶液中所含阴阳离子总数的大小关系为：________（填“前者大”“相等”或“后者大”）。
②是常用的沉淀剂。某工业污水中含有等浓度的Cu^2＋ 、Fe^2＋ 、Pb^2＋离子，滴加Na₂S 溶液后首先析出的沉淀是________；当最后一种离子沉淀完全时（该离子浓度为l0^-5 mol/L），此时体系中的S^2－的浓度为____________.

[化学——选修3：物质结构与性质]一水硫酸四氨合铜（II)(化学式为是一种重要的染料及农药中间体。某学习小组以孔雀石（主要成分为Cu₂(OH)₂CO₃,含少量Fe₂O₃和SO₂杂质）为原料制备该物质的流程如下：

请回答：
（1）沉淀A的晶体中最小环上的原子个数为______，气体C分子中键和键的个数比为______
（2）溶液D的溶质阴离子的空间构型为______，其中心原子的杂化轨道类型为______
（3）MgO的熔点高于CuO的原因为____________
（4）画出一水硫酸四氨合铜（II)中配离子的配位键____________。
（5）湿法炼铜就是利用溶液D制得铜单质，铜单质晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。

①铜单质晶体中原子的堆积方式为____________，晶胞中Cu原子的配位数为______
②若Cu原子半径为acm，则Cu单质晶体的密度为______g/cm³(只列出计算式，阿伏加德罗常数的值为N_A)。

硫酰氯(SO₂Cl₂)是一种化工原料，有如下有关信息：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：

回答下列问题：
（1）仪器A的名称为______，甲中活性炭的作用是______，B中加入的药品是______。实验时从仪器C中放出溶液的操作方法是________。
（2）装置丁中发生反应的离子方程式为___________。用亚硫酸钠固体和浓硫酸制备二氧化硫气体时，如要控制反应速度，下图中可选用的发生装置是________(填写字母)。

（3）氯磺酸(C1SO₃H)加热分解，也能制得硫酰氯与另外一种物质，该反应的化学方程式为_________，分离产物的方法是_________。
（4）若缺少装置乙，氯气和二氧化硫可能发生反应的化学方程式为_______。为提高本实验中硫酰氯的产率，在实验操作中还需要注意的事项有(只答一条即可)_______。