高中化学实验题

氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如图所示

（1）溶液A的溶质是                    ；
（2）电解饱和食盐水的离子方程式是                ；
（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用                ；
（4）电解所用的盐水需精制。去除有影响的、，NH⁺₃,,[＞]。
精致流程如下（淡盐水和溶液A来电解池）：

①泥a除泥沙外，还含有的物质是     。
②过程Ⅰ中将NH₄⁺转化为N₂的离子方程式是                ；
③的溶解度比的小，过程Ⅱ中除去的离子有                ；
④经过程Ⅲ处理，要求盐水中c 中剩余的含量小于5mg /l ,若盐水b中的含量是7.45 mg /l ,则处理10m³盐水b ，至多添加10% 溶液         kg（溶液体积变化忽略不计）。

二氧化氯（ClO₂）是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂。
（1）氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO₂方法。
①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质。其次除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的________（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na₂CO₃和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。经检测发现滤液中仍含有一定量的SO₄^2-，其原因是___________【已知：Ksp(BaSO₄)=1.1 ×10^-10 Ksp(BaCO₃)=5.1 ×10^-9】

②该法工艺原理如右。其过程是将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠（NaClO₃）与盐酸反应生成ClO₂。
工艺中可以利用的单质有_________（填化学式），发生器中生成ClO₂的化学方程式为___________。
（2）纤维素还原法制ClO₂是一种新方法，其原理是：纤维素水解得到的最终产物D与NaClO₃反应生成ClO₂。完成反应的化学方程式：
□  （D）  +24NaClO₃+12H₂SO₄=□ClO₂↑+□CO₂↑+18H₂O+□_________
（3）ClO₂和Cl₂均能将电镀废水中的CN^-氧化为无毒的物质，自身被还原为Cl^-。处理含CN^-相同量得电镀废水，所需Cl₂的物质的量是ClO₂的_______倍

溴主要以Br^-形式存在于海水中，海水呈弱碱性。工业上制备的Br₂的操作步骤为：
①一定条件下，将Cl₂通入浓缩的海水中，生成Br₂
②利用热空气将Br₂吹出，并用浓Na₂CO₃溶液吸收，生成NaBr、NaBrO₃等
③用硫酸酸化步骤②得到的混合物
完成下列填空：
（1）Cl₂氧化Br^-应在          条件下进行，目的是为了避免       。
（2）Br₂可用热空气吹出，其原因是       。
（3）写出步骤③所发生的化学反应方程式。
用硫酸而不用盐酸酸化的原因可能是               。步骤②的产品有时运输到目的地后再酸化，主要是因为         .
（4）为了除去工业Br₂中微量的Cl₂,可向工业Br₂中       。
a．通入HBr                b．加入Na₂CO₃溶液   
c．加入NaBr溶液           d．加入Na₂SO₃溶液

现拟用图所示装置（尾气处理部分略）来制取一氧化碳，并用以测定某铜粉样品（混有CuO粉末）中金属铜的含量

（1）制备一氧化碳的化学方程式是                     ；
（2）试验中，观察到反应管中发生的现象是                  ；尾气的主要成分是           ；
（3）反应完成后，正确的操作顺序为              （填字母）
a．关闭漏斗开关        b．熄灭酒精1        c．熄灭酒精灯2
（4）若试验中称取铜粉样品5.0g，充分反应后，反应管中剩余固体的质量为4.8g，则原样品中单质铜的质量分数为            ；
（5）从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水、双氧水中选用合适的试剂，设计一个测定样品中金属铜质量分数的方案；
①设计方案的主要步骤是（不必描述操作过程的细节）                                     ；
②写出有关反应的化学方程式                    ．

银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：

（注：Al(OH)₃和Cu(OH)₂开始分解的温度分别为450℃和80℃）
（1）电解精炼银时，阴极反应式为             ；滤渣A与稀HNO₃反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为                       。
（2）固体混合物B的组成为        ；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为                 。
（3）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：   CuO+   Al₂O₃   CuAlO₂ +   ↑。
（4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为     mol CuAlO₂，至少需要1.0mol•L^—1的Al₂(SO₄)₃溶液        L。
（5）CuSO₄溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是           、过滤、洗涤和干燥。

已知：I₂＋2＋2I^―。相关物质的溶度积常数见下表：

物质	Cu(OH)2	Fe(OH)3	CuCl	CuI
Ksp	2.2×10^－20	2.6×10^－39	1.7×10^－7	1.3×10^－12

（1）某酸性CuCl₂溶液中含有少量的FeCl₃，为得到纯净的CuCl₂•2H₂O晶体，加入       调至pH＝4，使溶液中的Fe^3＋转化为Fe(OH)₃沉淀，此时溶液中的c(Fe^3＋)＝____________________；
过滤后，将所得滤液低温蒸发、浓缩结晶，可得到CuCl₂•2H₂O晶体。
（2）在空气中直接加热CuCl₂•2H₂O晶体得不到纯的无水CuCl₂，原因是_______________。（用化学方程式表示）。由CuCl₂•2H₂O晶体得到纯的无水CuCl₂的合理方法是_______。
（3）某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl₂•2H₂O晶体的试样（不含能与I^―发生反应的氧化性质杂质）的纯度，过程如下：取0.36 g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.1000 mol/L Na₂S₂O₃标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na₂S₂O₃标准溶液20.00 mL。
①可选用___________作滴定指示荆，滴定终点的现象是_________________。
②CuCl₂溶液与KI反应的离子方程式为______________________________。
③该试样中CuCl₂•2H₂O的质量百分数为___________________________。

由黄铜矿(主要成分是CuFeS₂)炼制精铜的工艺流程示意图如下：

（1）在反射炉中，把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000℃左右，黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物，且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是             、             ，反射炉内生成炉渣的主要成分是                   ；
（2）冰铜（Cu₂S和FeS互相熔合而成）含Cu量为20%--50%。转炉中，将冰铜加
熔剂（石英砂）在1200℃左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu₂S被氧化为Cu₂O，生成Cu₂O与Cu₂S反应，生成含Cu量约为98.5%的粗铜，该过程发生反应的化学方程式分别是                                 、                                  ；
（3）粗铜的电解精炼如图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极_     _（填图中的字母）；在电极d上发生的电极反应式为                          ；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为                      。

废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn 总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO 的部分实验过程如下：

（1）①铜帽溶解时加入H₂O₂的目的是                                    (用化学方程式表示)。②铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H₂O₂除去。除去H₂O₂的简便方法是                 。
（2）为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物)的量，实验中需测定除去H₂O₂后溶液中Cu^2＋的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu^2＋的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液pH=3~4，加入过量的KI，用Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下：摇摇2Cu^2＋+4I^－=2CuI(白色)↓+I₂     2S₂O₃^2－+I₂=2I^－+S₄O₆^2－
①滴定选用的指示剂为                ，滴定终点观察到的现象为                       。
②若滴定前溶液中的H₂O₂没有除尽，所测定的Cu^2＋含量将会    (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
（3）已知pH>11 时Zn(OH)₂能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)₄]^2-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH 按金属离子浓度为1. 0 mol·L^-1计算)。

	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe^3^＋	1. 1	3. 2
Fe^2^＋	5. 8	8. 8
Zn^2^＋	5. 9	8. 9

实验中可选用的试剂：30%H₂O₂、1. 0 mol·L^-1HNO₃、1. 0 mol·L^-1NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO 的实验步骤依次为：①       ；②        ；③过滤；④           ；⑤过滤、洗涤、干燥；⑥900℃煅烧。

氢能源是一种重要的清洁能源。现有两种可产生H₂的化合物甲和乙。将6.00 g甲加热至完全分解，只得到一种短周期元素的金属单质和6.72 LH₂（已折算成标准状况）。甲与水反应也能产生H₂，同时还产生一种白色沉淀物，该白色沉淀可溶于NaOH溶液。化合物乙在催化剂存在下可分解得到H₂和另一种单质气体丙，丙在标准状态下的密度为1.25 g/L。请回答下列问题：
（1）甲的化学式是_________；乙的电子式是__________。
（2）甲与水反应的化学方程式是__________________________________。
（3）气体丙与金属镁反应的产物是_______（用化学式表示）。
（4）乙在加热条件下与CuO反应可生成Cu和气体丙，写出该反应的化学方程式_________。
有人提出产物Cu中可能还含有Cu₂O，请设计实验方案验证之_________________________。（已知Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O）
（5）甲与乙之间_______（填“可能”或“不可能）发生反应产生H₂，判断理由是________。

工业上由黄铜矿（主要成分CuFeS₂）冶炼铜的主要流程如下：

（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的        吸收．
a．浓H₂SO₄         b．稀HNO₃
c．NaOH溶液       d．氨水
（2）用稀H₂SO₄浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在         （填离子符号），检验溶液中还存在Fe²⁺的方法是                          （注明试剂、现象）．
（3）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为                         ．
（4）以CuSO₄溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是          ．
a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu²⁺向阳极移动
d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
（5）利用反应2Cu+O₂+2H₂SO₄═2CuSO₄+2H₂O可制备CuSO₄，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为                       ．

物质A～G有下图所示转化关系（部分反应物、生成物没有列出）。其中A为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到B和C。单质C可与E的浓溶液发生反应，G为砖红色沉淀。

请回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式：B           、E           、G           ；
（2）利用电解可提纯C物质，在该电解反应中阳极物质是             ，阴极物质是           ，电解质溶液是           ；
（3）反应②的化学方程式是           。
（4）将0.23 mol B和0.11 mol氧气放入容积为1 L的密闭容器中，发生反应①，在一定温度下，反应达到平衡，得到0.12 mol D，则反应的平衡常数K=            。若温度不变，再加入0.50 mol氧气后重新达到平衡，则B的平衡浓度      （填“增大”、“不变”或“减小”），氧气的转化率        （填“升高”、“不变”或“降低”），D的体积分数            （填“增大”、“不变”或“减小”）。

[实验化学]磷酸铁（FePO₄·2H₂O，难溶于水的米白色固体）可用于生成药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料，实验室可通过下列实验制备磷酸铁。
（1）称取一定量已除去油污的废铁屑，加入稍过量的稀硫酸，加热、搅拌，反应一段时间后过滤，反应加热的目的是              。
（2）向滤液中加入一定量H₂O₂氧化Fe^2＋。为确定加入H₂O₂的量，需先用K₂Cr₂O₇标准溶液滴定滤液中的Fe^2＋，离子方程式如下：

①在向滴定管注入K₂Cr₂O₇标准溶液前，滴定管需要检漏、        和          。
②若滴定xmL滤液中的Fe^2＋，消耗amol·L^—1 K₂Cr₂O₇标准溶液bmL，则滤液中c(Fe^2＋)=      mol·L^—1
③为使滤液中的Fe^2＋完全被H₂O₂氧化，下列实验条件控制正确的是       （填序号）。

A．加入适当过量的H2O2溶液

B．缓慢滴加H2O2溶液并搅拌

C．加热，使反应在较高温度下进行

D．用氨水调节pH=7

（3）将一定量的Na₂HPO₄溶液（溶液显碱性）加入到含有Fe^3＋的溶液中，搅拌、过滤、洗涤、干燥得到FePO₄·2H₂O 。若反应得到的FePO₄·2H₂O固体呈棕黄色，则磷酸铁中混有的杂质可能为              。

某研究小组利用下图装置探究温度对CO还原Fe₂O₃的影响(固定装置略)

（1）MgCO₃的分解产物为          。
（2）装置C的作用是                              ，处理尾气的方法为          。
（3）将研究小组分为两组，按图装置进行对比实验，甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末（纯净物），两组分别用产物进行以下实验。

步骤	操作	甲组现象	乙组现象
1	取黑色粉末加入稀盐酸	溶解，无气泡	溶解，有气泡
2	取步骤1中溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液	蓝色沉淀	蓝色沉淀
3	取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液	变红	无现象
4	向步骤3溶液中滴加新制氯水	红色褪去	先变红，后褪色

①乙组得到的黑色粉末是                                   ；
②甲组步骤1中反应的离子方程式为                                    ；
③乙组步骤4中，溶液变红的原因为                        ；溶液褪色可能的原因及其验证方法为                                   ；
④从实验安全考虑，题9图装置还可采取的改进措施是                                   。

柠檬酸亚铁(FeC₆H₆O₇)是一种易吸收的高效铁制剂，可由绿矾(FeSO₄·7H₂O)通过下列反应制备：FeSO₄+Na₂CO₃="==" FeCO₃↓+Na₂SO₄ FeCO₃+C₆H₈O₇="==" FeC₆H₆O₇+CO₂↑+H₂O 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L^-1计算)。

金属离子	开始沉淀的pH	沉淀完全的pH
Fe^3^＋	1. 1	3. 2
Al^3^＋	3. 0	5. 0
Fe^2^＋	5. 8	8. 8

（1）制备FeCO₃时，选用的加料方式是       (填字母)，原因是      。
a．将FeSO₄溶液与Na₂CO₃溶液同时加入到反应容器中
b．将FeSO₄溶液缓慢加入到盛有Na₂CO₃溶液的反应容器中
c．将Na₂CO₃溶液缓慢加入到盛有FeSO₄溶液的反应容器中
（2）生成的FeCO₃沉淀需经充分洗涤，检验洗涤是否完全的方法是                    。
（3）将制得的FeCO₃加入到足量柠檬酸溶液中，再加入少量铁粉，80℃下搅拌反应。①铁粉的作用是                 。②反应结束后，无需过滤，除去过量铁粉的方法是             。
（4）最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥，获得柠檬酸亚  铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是                。
（5）某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃)出发，先制备绿矾，再合成柠檬酸亚铁。请结合下图的绿矾溶解度曲线，补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO₄·7H₂O晶体的实验步骤(可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液)：向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应，          ，得到FeSO₄溶液，             ，得到FeSO₄·7H₂O晶体。

铁是应用最广泛的金属，铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
（1）要确定铁的某氯化物FeClx的化学式，可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54g的FeClx样品，溶解后先进行阳离子交换预处理，再通过含有饱和OH^-的阴离子交换柱，使Cl^-和OH^-发生交换。交换完成后，流出溶液的OH^-用0.40mol.L^-1的盐酸滴定，滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量，并求出FeClx中x值：             
（列出计算过程）；
（2）现有一含有FeCl₂和FeCl₃的混合物样品，采用上述方法测得n（Fe）：n（Cl）=1:2.1，则该样品中FeCl₃的物质的量分数为         。在实验室中，FeCl₂可用铁粉和         盐酸反应制备，FeCl₃可用铁粉
和         反应制备；
（3）FeCl₃与氢碘酸反应时可生成棕色物质，该反应的离子方程式为                      
（4）高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种强氧化剂，可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl₃与KClO在强碱性条件下反应可制取K₂FeO₄，其反应的离子方程式为                          
与MnO₂-Zn电池类似，K₂FeO₄-Zn也可以组成碱性电池，K₂FeO₄在电池中作为正极材料，其电极反应式为                                      ，该电池总反应的离子方程式为                                              。