高中化学实验题

铁砂的主要成分是微粒状的磁性氧化铁、石英、石灰石等混合物。某化学兴趣小组从铁砂中分离出磁性氧化铁，并进行铝热反应实验。

（1）取磁性氧化铁按图装置进行铝热反应，引发铝热反应的实验操作是______________，
现象很壮观，取少许反应生成的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，发现溶液变血红色。出现这种结果的原因，除了可能混有没反应的磁性氧化铁外，还有一个原因是                       。
（2）设计一个简单的实验方案，证明上述所得的“铁块”中含有金属铝。该实验所用试剂是_________，反应的离子方程式为_________________________________。
（3）请写出此铝热反应的化学方程式：                                        。
每摩铝参与反应，转移的电子数为           。
（4）生成除磁性氧化铁可做铝热反应实验外，下列哪些试剂也可以________。

A．CuO

B．Na2O2

C．MnO2

D．MgO

下图为硬脂酸甘油酯在碱性条件下水解的装置图，进行皂化反应时的步骤如下：

（1）在圆底烧瓶中装入7～8 g硬脂酸甘油酯，然后加入2～3 g的氢氧化钠、5 mL水和10 mL酒精；加入酒精的作用为_______________________________。
（2）向所得混合物中加入_______，静置一段时间，溶液分为上下两层，肥皂在___层。
（3）图中长玻璃管的作用是________________________________________________。
（4）写出该反应的化学方程式______________________________________________。

某化学课外活动小组研究乙醇氧化的实验并验证其产物，并从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识有关催化剂的催化机理等问题。
（1）甲同学其实验操作为：预先使棉花团浸透乙醇，并按下图搭好实验装置；在铜丝的中间部分加热，片刻后开始有节奏(间歇性)地鼓入空气，即可观察到明显的实验现象。

请回答以下问题：
①被加热的铜丝处发生的反应的化学方程式为________。
②从A管中可观察到                                实验现象。
（2）乙同学研究乙醇氧化的实验并验证其产物，组合一套实验装置（图中的夹持仪器均未画出，“△”表示酒精灯热源），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若要保证此实验有较高的效率，还需补充的仪器有___________。理由____________。
②实验中能验证乙醇氧化产物的实验现象是__________________________。
③装置中，若撤去高锰酸钾加热部分并用夹子夹K，其它操作不变，则无水硫酸铜无明显变化，其余现象与②相同，推断燃烧管中主要反应的化学方程式___________________。

某化学课外小组用下图装置制取溴苯。先向分液漏斗中加入苯和液溴，再将混合液慢慢滴入反应器A(A下端活塞关闭)中。

(1)写出A中反应的化学方程式______________________。
(2)实验结束时，打开A下端的活塞，让反应液流入B中，充分振荡，目的是________________，写出有关的化学方程式__________________________________。
(3)C中盛放CCl₄的作用是__________________。
(4)能证明苯和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，可向试管D中加入AgNO3溶液，若产生淡黄色沉淀，则能证明。另一种验证的方法是向试管D中加入________，现象是______________。

把1 mol CH₄和一定量Cl₂组成的混合气体通入大试管中，将此试管倒立在盛有饱和食盐水的水槽中，放在光亮处，回答下列问题：

（1）片刻后试管中的现象为：①试管内气体的颜色变浅，②试管壁上出现              、③试管内                   。
（2）在反应结束后，试管内的产物最多的是       ，空间构型呈正四面体的产物为           。
（3）若（2）中生成的四种有机产物的物质的量相同，则反应消耗的Cl₂的物质的量为           。

下图为硬脂酸甘油酯在碱性条件下水解的装置图，进行皂化反应时的步骤如下：

（1）在圆底烧瓶中装入7～8 g硬脂酸甘油酯，然后加入2～3 g的氢氧化钠、5 mL水和10 mL酒精；加入酒精的作用为_______________________________。
（2）向所得混合物中加入_______，静置一段时间，溶液分为上下两层，肥皂在___层。
（3）图中长玻璃管的作用是________________________________________________。
（4）写出该反应的化学方程式______________________________________________。

化学实验有助于理解化学知识，形成化学观念，提高探究与创新能力，提升科学素养。
（1）在实验室中用浓盐酸与MnO₂共热制取Cl₂并进行相关实验。
①下列收集Cl₂的正确装置是      。

②将Cl₂通入水中，所得溶液中具有氧化性的含氯粒子是                 。
③设计实验比较Cl₂和Br₂的氧化性，操作与现象是：取少量新制氯水和CCl₄于试管中，                                                                       。
（2）能量之间可以相互转化：电解食盐水制备Cl₂是将电能转化为化学能，而原电池可将化学能转化为电能。设计两种类型的原电池，探究其能量转化效率。
限选材料：ZnSO₄(aq)，FeSO₄₍aq)，CuSO₄₍aq)；铜片，铁片，锌片和导线。
①完成原电池甲的装置示意图，并作相应标注。

要求：在同一烧杯中，电极与溶液含相同的金属元素。
②铜片为电极之一，CuSO₄₍aq)为电解质溶液，只在一个烧杯中组装原电池乙，工作一段时间后，可观察到负极                            。
③甲乙两种原电池中可更有效地将化学能转化为电能的是       ，其原因是       。
（3）根据牺牲阳极的阴极保护法原理，为减缓电解质溶液中铁片的腐蚀，在（2）的材料中应选    作阳极。

尿素[CO（NH₂）₂]是首个由无机物人工合成的有机物．
（1）工业上尿素由CO₂和NH₃在一定条件下合成，其反应方程式为              。
（2）当氨碳比=4时，CO₂的转化率随时间的变化关系如图1所示．
①A点的逆反应速率v_逆（CO₂）       B点的正反应速率v_正（CO₂）（填“大于”“小于”或“等于”）。
②NH₃的平衡转化率为              。
（3）人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图2所示．

①电源的负极为              （填“A”或“B”）．
②阳极室中发生的反应依次为              、              ．
③电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将              ；若两极共收集到气体13.44L（标准状况），则除去的尿素为               g（忽略气体的溶解）．

新型高效的甲烷燃料电池采用铂为电极材料，两电极上分别通入CH₄和O₂ ，电解质为KOH溶液。某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源，进行饱和氯化钠溶液电解实验，如图所示。

回答下列问题：
（1）甲烷燃料电池正极、负极的电极反应分别为                 、                。
（2）闭合K开关后，a、b电极上均有气体产生．其中b电极上得到的是      ，电解氯化钠溶液的总反应方程式为                             ；
（3）若每个电池甲烷通入量为1 L(标准状况)，且反应完全，则理论上通过电解池的电量为      （法拉第常数F=9.65×l0⁴C.mol^-1，列式计算)，最多能产生的氯气体积为    L(标准状况)。

某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
（1）请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：

编号	实验目的	碳粉/g	铁粉/g	醋酸/%
①	为以下实验作参照	0.5	2.0	90.0
②	醋酸浓度的影响	0.5		36.0
③		0.2	2.0	90.0

（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t₂时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了         腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了   (“氧化”或“还原”)反应，其电极反应式是         。

（3）该小组对图2中0～t₁时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：
假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；
假设二：                               ；
……
（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有H₂的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。

实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：

 

铁及其化合物与生产、生活关系密切。
（1）下图是实验室研究海水对铁闸不同部位腐蚀情况的剖面示意图。

①该电化腐蚀称为                   。
②图中A、B、C、D四个区域，生成铁锈最多的是          (填字母)。
（2）用废铁皮制取铁红(Fe₂O₃)的部分流程示意图如下：

①步骤I若温度过高，将导致硝酸分解。硝酸分解的化学方程式为                     。
②步骤Ⅱ中发生反应：4Fe(NO₃)₂＋O₂＋(2n＋4)H₂O＝2Fe₂O₃·nH₂O＋8HNO₃，反应产生的HNO₃又将废铁皮中的铁转化为Fe(NO₃)₂，该反应的化学方程式为                         。
③上述生产流程中，能体现“绿色化学”思想的是                     (任写一项)。
（3）已知t℃时，反应FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO₂(g)的平衡常数K＝0.25。
①t℃时，反应达到平衡时n(CO)：n(CO₂)＝              。
②若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入xmolCO，t℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%，则x＝                    。

石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO₂（7.8%）、Al₂O₃(5.1%)、Fe₂O₃(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯和综合应用工艺如下：

（注：SiCl₄的沸点是57.6ºC，金属氯化物的沸点均高于150ºC）
（1）向反应器中通入Cl₂前，需通一段时间的N₂，主要目的是                       。
（2）高温反应后，石墨中的氧化物杂质均转变为相应的氯化物。气体I中的氯化物主要为          。由气体II中某物质得到水玻璃的化学方程式为                  。
（3）步骤①为：搅拌、        。所得溶液IV中阴离子有                       。
（4）由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为                       。100kg初级石墨最多可获得V的质量为kg                       。
（5）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成下图防腐示意图，并作相应标注。

污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。某化学研究小组利用软锰矿（主要成分为MnO₂，另含有少量头铁、铝、铜、镍等金属化合物）作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO₂，又制得电池材料MnO₂（反应条件已略去）。

请回答下列问题：
（1）上述流程脱硫实现了____（选填下列字母编号）。
A．废弃物的综合利用  
B．白色污染的减少  
C．酸雨的减少
（2）用MnCO₃能除去溶液中Al^3＋和Fe^3＋，其原因是_____。
（3）已知：25℃、101kp_a时，Mn(s)＋O₂(g)＝MnO₂(s)  △H＝－520kJ/mol
S(s)＋O₂(g)＝SO₂(g)   △H＝－297kJ/mol
Mn(s)＋S(s)＋2O₂(g)＝MnSO₄(s)  △H＝－1065kJ/mol
SO₂与MnO₂反应生成无水MnSO₄的热化学方程式是________________。
（4）MnO₂可作超级电容器材料。用惰性电极电解MnSO₄溶液可制得MnO₂，其阳极的电极反应式是____________________________。
（5）MnO₂是碱性锌锰电池的正极材料。碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是____________________________________。
（6）假设脱除的SO₂只与软锰矿浆中的MnO₂反应。按照图示流程，将a m³（标准状况）含SO₂的体积分数为b%的尾气通入矿浆，若SO₂的脱除率为89.6%，最终得到MnO₂的质量为c kg，则除去铁、铝、铜、镍等杂质时，所引入的锰元素相当于MnO₂___________kg。

金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。
（1）由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是          ，
a．Fe₂O₃        b．NaCl        c．Cu₂S        d．Al₂O₃
（2）辉铜矿（Cu₂S）可发生反应2Cu₂S+2H₂SO₄+5O₂==4CuSO₄+2H₂O，该反应的还原剂是         ，当1mol O₂发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为      mol。向CuSO₄溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是          。
（3）下图为电解精炼银的示意图，       （填“a”或“b”）极为含有杂质的粗银，若b极 有少量红棕色气体产生，则生成该气体的电极反应式为                 ，

（4）为处理银器表面的黑斑（Ag₂S），将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触，Ag₂S转化为Ag，食盐水的作用为                                     。

锂离子电池的应用很广，其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有钴酸锂（LiCoO₂）、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi⁺+xe^- = Li_xC₆。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源（部分条件未给出）。

回答下列问题：
（1）LiCoO₂中，Co元素的化合价为           。
（2）写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式                      。
（3）“酸浸”一般在80℃下进行，写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式                   ；可用盐酸代替H₂SO₄和H₂O₂的混合液，但缺点是                      。
（4）写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式                       。
（5）充放电过程中，发生LiCoO₂与Li_1-xCoO₂之间的转化，写出放电时电池反应方程式                                                          。
（6）上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是       。在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有                （填化学式）。