高中化学实验题

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＝                    。

NH₃经一系列反应可以得到HNO₃，如下图所示。

（1）I中，NH₃和O₂在催化剂作用下反应，其化学方程式是_____________________。
（2）II中，2NO（g）+O₂2NO₂(g)。在其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（P₁、P₂）下温度变化的曲线（如图）。

①比较P₁、P₂的大小关系：________________。
②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是________________。
（3）III中，降低温度，将NO₂（g）转化为N₂O₄（l），再制备浓硝酸。
①已知：2NO₂（g）N₂O₄（g）      △H₁
2NO₂（g）N₂O₄（l）     △H₂
下列能量变化示意图中，正确的是（选填字母）_______________。

②N₂O₄与O₂、H₂O化合的化学方程式是_________________。
（4）IV中，电解NO制备 NH₄NO₃，其工作原理如图所示，为使电解产物全部转化为NH₄NO₃，需补充物质A，A是_____________，说明理由：________________。

实验室模拟合成氨和氨催化氧化的流程如下：


已知实验室可用饱和亚硝酸钠（NaNO₂）溶液与饱和氯化铵溶液经加热后反应制取氮气。
（1）从上图中选择制取气体的合适装置：
氮气                       、氢气                          。
（2）氮气和氢气通过甲装置，甲装置的作用除了将气体混合外，还有              、             。
（3）氨合成器出来经冷却的气体连续通入乙装置的水中吸收氨，              （填“会”或“不会”）发生倒吸，原因是：                                      。
（4）用乙装置吸收一段时间氨后，再通入空气，同时将经加热的铂丝插入乙装置的锥形瓶内，能使铂丝保持红热的原因是：                                         ，锥形瓶中还可观察到的现象是：                                         。
（5）写出乙装置中氨氧化的化学方程式：                                        。
（6）反应结束后锥形瓶内的溶液中含有H⁺、OH^-、                、          离子。
（B）某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：

（1）杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于
上（用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用         ，灼烧后的坩埚应放在       上，不能直接放在桌面上。
实验所用仪器：
A.蒸发皿 
B.石棉网 
C.泥三角 
D.表面皿 
E.坩埚钳 
F.试管夹
（2）杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆矾。灼烧后含有少量铜的可能原因是                                              。
A.灼烧过程中部分氧化铜被还原    
B.灼烧不充分铜未被完全氧化
C.氧化铜在加热过程中分解生成铜   
D.该条件下铜无法被氧气氧化
（3）通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、       、冷却结晶、                      、自然干燥。
（4）由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是：                   、                                。
（5）在测定所得胆矾（CuSO₄·xH₂O）中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少进行     次。
（6）若测定结果x值偏高，可能的原因是                                  。
a.加热温度过高    
b.胆矾晶体的颗粒较大
c.加热后放在空气中冷却  
d.胆矾晶体部分风化

硫有多种含氧酸，亚硫酸（H₂SO₃）、硫酸（H₂SO₄）、焦硫酸（H₂SO₄·SO₃）、硫代硫酸（H₂S₂O₃）等等，其中硫酸最为重要，在工业上有广泛的应用。在实验室，浓硫酸是常用的干燥剂。完成下列计算：
（1）焦硫酸（H₂SO₄·SO₃）溶于水，其中的SO₃都转化为硫酸。若将445g焦硫酸溶于水配成4.00L硫酸，该硫酸的物质的量浓度为________mol/。
（2）若以浓硫酸吸水后生成的H₂SO₄·H₂O计算，250g质量分数为98%的硫酸能吸收多少g水？
（3）硫铁矿是工业上制硫酸的主要原料。硫铁矿氧化焙烧的化学反应如下：
3FeS₂＋8O₂→Fe₃O₄＋6SO₂   4FeS₂＋11 O₂→2Fe₂O₃＋8SO₂
若48mol FeS₂完全反应耗用氧气2934.4L（标准状况），计算反应产物中Fe₃O₄与Fe₂O₃物质的量之比。
（4）用硫化氢制取硫酸，既能充分利用资源又能保护环境，是一种很有发展前途的制备硫酸的方法。
硫化氢体积分数为0.84的混合气体（H₂S、H₂O、N₂）在空气中完全燃烧，若空气过量77%，计算产物气体中SO₂体积分数（水是气体）。（已知空气组成：N₂体积分数0.79、O₂体积分数0.21）

中华人民共和国国家标准（GB2760－2011）规定葡萄酒中SO₂最大使用量为0.25g/L。某兴趣小组用图1装置（夹持装置略）收集某葡萄酒中SO₂，并对含量碱性测定。

（1）仪器A的名称是_______，水通入A的进口为_________。
（2）B中加入300.00ml葡萄酒和适量盐酸，加热使SO₂全部逸出并与C中H₂O₂完全反应，其化学方程式为______________。
（3）除去C中过量的H₂O₂，然后用0.0900mol/LNaOH标准溶液进行滴定，滴定前排气泡时，应选择图2中的_____；若滴定终点时溶液的pH＝8.8，则选择的指示剂为__________；若用50ml滴定管进行实验，当滴定管中的液面在“10”处，则管内液体的体积（填序号）____（①＝10ml，②＝40ml，③＜10ml，④＞40ml）
（4）滴定至终点时，消耗NaOH溶液25.00ml，该葡萄酒中SO₂含量为：__g/L。
（5）该测定结果比实际值偏高，分析原因并利用现有装置提出改进措施_______。

硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体（Na₂S₂O₃·5H₂O）。
I．[查阅资料]
（1）Na₂S₂O₃·5H₂O是无色透明晶体，易溶于水。其稀溶液与BaCl₂溶液混合无沉淀生成。
（2）向Na₂CO₃和Na₂S混合液中通入SO₂可制得Na₂S₂O₃，所得产品中常含有少量Na₂SO₃和Na₂SO₄。
（3）Na₂SO₃易被氧化；BaSO₃难溶于水，可溶于稀HCl。
Ⅱ.[制备产品]
实验装置如图所示（省略夹持装置）

实验步骤：
（1）检查装置气密性，按图示加入试剂。仪器a的名称是____；E中的试剂是___（选填下列字母编号）。
A．稀H₂SO₄       B．NaOH溶液        C．饱和NaHSO₃溶液
（2）先向C中烧瓶加入Na₂S和Na₂CO₃混合溶液，再向A中烧瓶滴加浓H₂SO₄。
（3）待Na₂S和Na₂CO₃完全消耗后，结束反应。过滤C中混合液，滤液经____（填写操作名称）、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到产品。
Ⅲ．[探究与反思]
（1）为验证产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整。（所需试剂从稀HNO₃、稀H₂SO₄、稀HCl、蒸馏水中选择）
取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，_____，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄。
（2）为减少装置C中生成的Na₂SO₄的量，在不改变原有装置的基础上对原有实验步骤（2）进行了改进，改进后的操作是_______。
（3）Na₂S₂O₃·5H₂O的溶解度随温度升高显著增大，所得产品通过_____方法提纯。

硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)可用做分析试剂及鞣革还原剂。它受热、遇酸易分解。工业上可用反应：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂=3Na₂S₂O₃ +CO₂制得。实验室模拟该工业过程的装置如图所示。回答下列问题：

（1）b中反应的离子方程式为__________________，c中试剂为_____________________。
（2）反应开始后，c中先有浑浊产生，后又变澄清。此浑浊物是____________________。
（3）d中的试剂为____________。
（4）实验中要控制SO₂生成速率，可以采取的措施有____________________（写出两条）。
（5）为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO₂,不能过量，原因是_______________________。

次硫酸氢钠甲醛(NaHSO₂·HCHO·2H₂O)在印染、医药以及原子能工业中应用广泛。以Na₂SO₃、SO₂、HCHO和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下：
步骤1：在烧瓶中(装置如图 所示) 加入一定量Na₂SO₃和水，搅拌溶解，缓慢通入SO₂，至溶液pH约为4，制得NaHSO₃溶液。步骤2：将装置A 中导气管换成橡皮塞。向烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液，在80~90益下，反应约3h，冷却至室温，抽滤。步骤3：将滤液真空蒸发浓缩，冷却结晶。

（1）装置B的烧杯中应加入的溶液是                      。
（2）①步骤2中，反应生成的Zn(OH)₂会覆盖在锌粉表面阻止反应进行，防止该现象发生的措施是       。
②冷凝管中回流的主要物质除H₂O 外还有                      (填化学式)。
（3）①抽滤装置所包含的仪器除减压系统外还有             、             (填仪器名称)。
②滤渣的主要成分有                、              (填化学式)。
（4）次硫酸氢钠甲醛具有强还原性，且在120益以上发生分解。步骤3 中不在敞口容器中蒸发浓缩的原因是                      。

某学生对SO₂与漂粉精的反应进行实验探究：

操作	现象
取4g漂粉精固体，加入100mL水	部分固体溶解，溶液略有颜色
过滤，测漂粉精溶液的pH	pH试纸先变蓝（约为12），后褪色
	液面上方出现白雾； 稍后，出现浑浊，溶液变为黄绿色； 稍后，产生大量白色沉淀，黄绿色褪去

 
（1）C1₂和Ca（OH）₂制取漂粉精的化学方程是          。
（2）pH试纸颜色的变化说明漂粉精溶液具有的性质是          。
（3）向水中持续通入SO₂，未观察到白雾。推测现象i的白雾由HC1小液滴形成，进行如下实验：
a．用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾，无变化；
b．用酸化的AgNO₃溶液检验白雾，产生白色沉淀。
①实验a目的是       。
②由实验a、b不能判断白雾中含有HC1，理由是         。
（4）现象ii中溶液变为黄绿色的可能原因：随溶液酸性的增强，漂粉精的有效成分和C1^-发生反应。通过进一步实验确认了这种可能性，其实验方案是       。
（5）将A瓶中混合物过滤、洗涤，得到沉淀X
①向沉淀X中加入稀HC1，无明显变化。取上层清液，加入BaC1₂溶液，产生白色沉淀。则沉淀X中含有的物质是      。
②用离子方程式解释现象iii中黄绿色褪去的原因：         。

二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用。二氧化硫有毒，并且是形成酸雨的主要气体。无论是实验室制备还是工业生产，二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。
完成下列填空：
（1）实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。

（1）如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，并希望能控制反应速度，上图中可选用的发生装置是   （填写字母）。
（2）若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3．36L（标准状况）二氧化硫，至少需要称取亚硫酸钠        g（保留一位小数）；如果已有4．0%亚硫酸钠（质量分数），被氧化成硫酸钠，则至少需称取该亚硫酸钠         g （保留一位小数）。
（3）实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。石灰-石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。
石灰-石膏法的吸收反应为SO₂+Ca(OH)₂→CaSO₃↓+H₂O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化，反应为2CaSO₃+O₂+4H₂O→2CaSO₄·2H₂O。其流程如下图：

碱法的吸收反应为SO₂+2NaOH→Na₂SO₃+H₂O。碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如下图：

已知：

试剂	Ca(OH)2	NaOH
价格（元/kg）	0．36	2．9
吸收SO2的成本（元/mol）	0．027	0．232

石灰-石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是                       。和碱法相比，石灰-石膏法的优点是                   ，缺点是                   。
（4）在石灰-石膏法和碱法的基础上，设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案（用流程图表示）。

焦亚硫酸钠(Na₂S₂O₅)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验：
实验一  焦亚硫酸钠的制取
采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na₂S₂O₅。装置Ⅱ中有Na₂S₂O₅晶体析出，发生的反应为：Na₂SO₃＋SO₂＝Na₂S₂O₅

（1）装置I中产生气体的化学方程式为                  。
（2）要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是                    。
（3）装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为               (填序号)。

实验二   焦亚硫酸钠的性质
Na₂S₂O₅溶于水即生成NaHSO₃。
（4）证明NaHSO₃溶液中HSO₃^－      的电离程度大于水解程度，可采用的实验方法是        (填序号)。
a．测定溶液的pH    
b．加入Ba(OH)₂溶液  
c．加入盐酸
d．加入品红溶液 
e．用蓝色石蕊试纸检测
（5）检验Na₂S₂O₅晶体在空气中已被氧化的实验方案是                          。
实验三  葡萄酒中抗氧化剂残留量的测定
（6）葡萄酒常用Na₂S₂O₅作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO₂计算)的方案如下：

(已知：滴定时反应的化学方程式为SO₂＋I₂＋2H₂O＝H₂SO₄＋2HI)
①按上述方案实验，消耗标准I₂溶液25.00 mL，该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO₂计算)为                g·L^－1。
②在上述实验过程中，若有部分HI被空气氧化，则测得结果      (填“偏高”“偏低”或“不变”)。

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。

硅在地壳中的含量较高。硅及其化合物的开发由来已久，在现代生活中有广泛应用。回答下列问题：
（1）1810年瑞典化学家贝采利乌斯在加热石英砂、木炭和铁时，得到一种“金属”。这种“金属”可能是        。
（2）陶瓷、水泥和玻璃是常用的硅酸盐材料。其中，生产普通玻璃的主要原料有        。
（3）高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业都需要的基础材料。工业上提纯硅有多种路线，其中一种工艺流程示意图及主要反应如下：

	发生的主要反应
电弧炉	SiO2+2CSi+2CO↑
流化床反应器	Si+3HClSiHCl3+H2
还原炉	SiHCl3+H2Si+3HCl

①用石英砂和焦炭在电弧炉中高温加热也可以生产碳化硅，该反应的化学方程式为        ；碳化硅又称        ，其晶体结构与        相似。
②在流化床反应的产物中，SiHCl₃大约占85%，还有SiCl₄、SiH₂Cl₂、SiH₃Cl等，有关物质的沸点数据如下表，提纯SiHCl₃的主要工艺操作依次是沉降、冷凝和        。

物质	Si	SiCl4	SiHCl3	SiH2Cl2	SiH3Cl	HCl	SiH4
沸点/℃	2355	57.6	31.8	8.2	-30.4	-84.9	-111.9

③SiHCl₃极易水解，其完全水解的产物为        。
（4）氯碱工业可为上述工艺生产提供部分原料，这些原料是        。

实验室以含有等离子的卤水为主要原料制备无水和，流程如下：

（1）操作Ⅰ使用的试剂是        ，所用主要仪器的名称是            。
（2）加入溶液W的目的是       。用CaO调节溶液Y的pH，可以除去。由表中数据可知，理论上可选择pH最大范围是         。酸化溶液Z时，使用的试剂为        。

（3）实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集气体，下列装置中合理的是           。

（4）常温下，的电离常数，，的电离常数，。某同学设计实验验证酸性强于：将和气体分别通入水中至饱和，立即用酸度计测两溶液的，若前者的小于后者，则酸性强于。该实验设计不正确，错误在于             。
设计合理实验验证酸性强于（简要说明实验步骤、现象和结论）。                。仪器器自选。
供选的试剂：、、、、、、蒸馏水、饱和石灰水、酸性 溶液、品红溶液、试纸。

食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的．
已知：氧化性：IO₃^﹣＞Fe³⁺＞I₂；
还原性：S₂O₃^2﹣＞I^﹣3I₂+6OH^﹣═IO₃^﹣+5I^﹣+3H₂O；KI+I₂KI₃
（1）某学习小组对加碘盐进行如下实验：取一定量某加碘盐（可能含有KIO₃、KI、Mg²⁺、Fe³⁺），用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得溶液分为3份．第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色；第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl₄萃取，下层溶液显紫红色；第三份试液中加入适量KIO₃固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色．
①加KSCN溶液显红色，该红色物质是          （用化学式表示）；CCl₄中显紫红色的物质是     （用电子式表示）．
②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为              、                ．
（2）KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，容易引起碘的损失．写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式：            ．将I₂溶于KI溶液，在低温条件下，可制得KI₃•H₂O．该物质作为食盐加碘剂是否合适？   （填“是”或“否”），并说明理由                  ．
（3）为了提高加碘盐（添加KI）的稳定性，可加稳定剂减少碘的损失．下列物质中有可能作为稳定剂的是    ．

A．Na2S2O3

B．AlCl3

C．Na2CO3

D．NaNO2

（4）对含Fe²⁺较多的食盐（假设不含Fe³⁺），可选用KI作为加碘剂．请设计实验方案，检验该加碘盐中的Fe²⁺                                               ．