高中化学实验题

为除去粗盐中的Ca²⁺. Mg²⁺. SO₄^2-以及泥沙等杂质，某同学设计了一种制备精盐的实验方案，步骤如下（用于沉淀的试剂稍过量）

（1）第④步中，写出相应的离子方程式（设粗盐溶液中Ca²⁺的主要存在形式为CaCl₂）
                                 ；  _______________________________
（2）在（1）中应使用除杂试剂的化学式__________，在（2）中的操作名称是_______。
（3）从实验设计方案优化的角度分析步骤②和④可否颠倒____________（填“是”或“否”，如果“否”，请说明理由。___________________________________________；
步骤③和④可否颠倒___________。
（4）若先用盐酸再进行操作⑤，将对实验结果产生影响，其原因是：
                                                                   
（5）判断BaCl₂已过量的方法是                                           

为测定Na₂CO₃与Na₂SO₃混合物中各组分的含量，取样品22.3g以下图所示装置进行实验。（铁架台、铁夹等仪器未在图中画出）

（1）将仪器连接好以后，必须进行的第一步操作是                   。
（2）此实验还必须用到的最重要的仪器是                    。
（3）已知仪器C中装有品红溶液，其作用是                                     。
（4）实验室中备有以下常用试剂：a.浓硫酸 b.品红溶液  c.酸性高锰酸钾溶液 d.饱和碳酸氢钠溶液  e.氢氧化钠溶液  f.无水硫酸铜  g.碱石灰  h.五氧化二磷i.无水氧化钙
请将下列容器中应盛放的试剂序号填入相应空格：
B中               ，D中               。
实验过程中，当仪器A的固体反应完全后，需打开活塞K，向A中通入大量的空气。这样做的目的是                                        。所通空气应先经过氢氧化钠溶液处理，否则可能引起Na₂SO₃含量的测量结果比实际值________（填“偏高”、“偏低”或“没影响”）。
（5）若仪器E在试验完成时增重4.4g，则Na₂CO₃与Na₂SO₃的物质的量之比为                   。

某课外活动小组设计了以下实验方案验证Ag与浓HNO₃反应的过程中可能产生NO。其实验流程图如下：

⑴测定硝酸的物质的量
反应结束后，从如图B装置中所得100 mL溶液中取出25.00 mL溶液，用0.1 mol·L^－1的NaOH溶液滴定，用酚酞作指示剂，滴定前后的滴定管中液面的位置如上图所示。在B容器中生成硝酸的物质的量为____________，则Ag与浓硝酸反应过程中生成的NO₂的物质的量为______________。

⑵测定NO的体积
①从上图所示的装置中，你认为应选用________装置进行Ag与浓硝酸反应实验，选用的理由是____________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②选用上图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置，其合理的连接顺序是_________________________(填各导管口编号)。
③在测定NO的体积时，若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低，此时应将量筒的位置______(选填“下降”或“升高”)，以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平。
⑶气体成分分析
若实验测得NO的体积为112.0 mL(已折算到标准状况)，则Ag与浓硝酸反应的过程中________(填“有”或“没有”)NO产生，作此判断的依据是__________________
________________________________________________________________________。

食盐是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。
(1)粗食盐常含少量K^＋、Ca^2＋、Mg^2＋、Fe^3＋、SO₄^2—等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：

提供的试剂：饱和Na₂CO₃溶液、饱和K₂CO₃溶液、NaOH溶液、BaCl₂溶液、Ba(NO₃)₂溶液 、  75%乙醇、四氯化碳；欲除去溶液I中的Ca^2＋、Mg^2＋、Fe^3＋、SO₄^2—离子，选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次是                                          （只填化学式）。
(2)用提纯的NaCl配制500 mL 4.00 mol·L^-1 NaCl溶液，所用仪器除药匙、玻璃棒、托盘天平、烧杯还需要          （填仪器名称）；若定容时仰视刻度线，则所配溶液的浓度         （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
(3)在电解饱和食盐水的实验中，若收集的H₂为3.36 L（在标准状况下），则转移电子的个数为             ，同样条件下收集的Cl₂       （填“＞”、“=”或“＜”）3.36 L。
(4)实验室制备Cl₂通常采用二氧化锰与浓盐酸共热来制取，发生反应的离子方程式为：                                                                       ；
据此，从下列所给仪器装置中选择制备并收集干燥、纯净Cl₂的装置        （填代号）
可选用制备气体的装置：

所选装置中的两个洗气瓶里应依次盛装                、                 （填试剂的名称），请结合化学平衡移动原理解释第一个洗气瓶中试剂选择的理由               ；尾气用         溶液（填化学式）吸收，写出发生反应的离子方程式               。

我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。他利用NaHCO₃、NaCl、NH₄Cl等物质溶解度的差异，以食盐、氨气、二氧化碳等为原料先制得NaHCO₃，进而生产出纯碱。下面是在实验室中模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO₃的实验步骤：
第一步：连接好装置，检验气密性，在仪器内装入药品。
第二步：先让一装置发生反应，直到产生的气体不能再在C中溶解时，再通入另一装置中产生的气体，片刻后，C中出现固体。继续向C中通入两种气体，直到不再有固体产生。
第三步：过滤C中所得的混合物，得到NaHCO₃固体。
第四步：向滤液中加入适量的NaCl粉末，有NH₄Cl晶体析出。……
请回答下列问题：
(1)装置的连接顺序是：(a)接(  ) (  )接(  )；(b)接(  )

(2)A中常选用的固体反应物为____________；D中应选用的液体为___________ （填化学式）
(3)第二步骤中必须先让________装置先发生反应。
(4)C中用球形干燥管而不用直导管，其作用是____________________________，C中广口瓶内产生固体的总化学方程式为                                                  。
(5)在第四步中分离NH₄Cl晶体的操作是________________（填操作名称）；其所得的NH₄Cl晶体中常含有少量的NaCl和NaHCO₃约占5%—8%），请设计一个简单的实验证明所得固体的成分中含有Na^＋。简要写出操作和现象                                        。

单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硼、磷等杂质)，粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450~500 ℃），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。

相关信息如下：
a．四氯化硅遇水极易水解；
b．硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
c．有关物质的物理常数见下表：

物质	SiCl4	BCl3	AlCl3	FeCl3	PCl5
沸点/℃	57.7	12.8	—	315	—
熔点/℃	-70.0	-107.2	—	—	—
升华温度/℃	—	—	180	300	162

 
请回答下列问题：
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式______________。
(2)装置A中g管的作用是______________；装置C中的试剂是____________;装置E中的h 瓶需要冷却的理由是______________。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏（类似多次蒸馏）得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是______________（填写元素符号）。
(4)为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe²⁺,再用KMnO₄标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：
5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺＝5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O
①滴定前是否要滴加指示剂？_________（填 “是”或“否”），请说明理由__________。
②某同学称取5.000g残留物后，所处理后在容量中瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL试样溶液，用1.000×10^-2mol·L^-1KMnO₄标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00 mL，则残留物中铁元素的质量分数是________________。

(14分)(NH₄)₂Fe(SO₄)₂比FeSO₄稳定，其标准溶液是定量实验中的常用试剂。
(1) 实验室用(NH₄)₂Fe(SO₄)₂固体配制一定浓度的(NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准溶液。
①配制溶液时，需要使用的仪器除天平、药匙、玻璃棒、烧杯、量筒外，还需要下图中的          （填字母代号）

②若要配制0.100 mol·L^-1的(NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准溶液250ml，需称取(NH₄)₂Fe(SO₄)₂    g
③若在配制过程中，烧杯中的(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液有少量溅出，则所得溶液浓度       ；若在定容时，俯视液面，则所得溶液浓度     。（填“偏高”、“偏低”、“无影响”）
（2）能电离出两种阳离子的盐称为复盐，下列物质中属于复盐的有       。
a．KAl(SO₄)₂   b．KAlO₂   c．NH₄Al(SO₄)₂    d．[Ag(NH₃)₂]NO₃
（3）(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液呈酸性，试用离子方程式解释其原因：
                         ；                            。

CuSO₄·5H₂O是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是CuSO₄·5H₂O的实验室制备流程图。

根据题意完成下列填空：
（1）向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸，在铜粉溶解时可以观察到的实验现象：                   、                            。
（2）有同学认为此种方法会生成有毒的氮的氧化物, 且所得晶体可能混有硝酸铜。建议将浓硝酸换成其它氧化剂，你觉得呢？若有同感，请选择合适的试剂完成下列反应（若有反应条件的应注明）：
__Cu + __H₂SO₄ + __________→ __CuSO₄ +_______________
（3）已知：CuSO₄+2NaOH=Cu(OH)₂↓+ Na₂SO₄
相对分子质量：CuSO₄：160       H₂O：18
称取0.1000 g提纯后的CuSO₄·5H₂O试样于锥形瓶中，加入0.1000 mol/L氢氧化钠溶液28.00 mL，反应完全后，过量的氢氧化钠用0.1000 mol/L盐酸滴定至终点，耗用盐酸20.16 mL，则该试样中含CuSO₄·5H₂O的质量分数为        。
（4）上述滴定中，滴定管在注入盐酸之前，先用蒸馏水洗净，再用                                          。
（5）如果采用重量法测定CuSO₄·5H₂O的含量，完成下列步骤：
①称取样品a g②加水溶解③加氯化钡溶液，沉淀④过滤、        、干燥⑤称量所得固体b g。
在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其操作是                           
则a g该试样中含CuSO₄·5H₂O的质量为              g （用含b的代数式表示）。
[相对原子质量：H-1   O-16  S-32   Ba-137]

某研究性小组设想将少量Cl₂通入Fe²⁺和I^-的混合溶液中，探究Fe²⁺和I^-的还原性强弱。
[提出假设]
假设1：Fe²⁺的还原性比I^-强
假设2：I^-的还原性比Fe²⁺强
假设1：一样强
[验证假设]
（1）设计如下几种装置进行实验：
实验必须的装置是A→_______________（按Cl₂气流方向的顺序填写）

（2）实验开始后，控制通入少量Cl₂，通过观察混合溶液颜色的变化_________（填“能”或“不能”）判断反应的先后顺序。
（3）请在下表中写出实验步骤及预期现象和结论：

实验步骤	预期现象和结论
取少量反应后的混合溶液分置于A、B两试管中； 往A中滴加__________溶液 往B中滴加__________溶液	①若_______________________________ ________________________，则假设1成立 ②若____________________________ ________________________，则假设2成立 ③若______________________________ ______________________，则假设3成立

（4）为了实验成功，必须控制各物质的用量。该小组称取1.52 g FeSO₄，同时称取1.66g KI固体，溶于水中。为了验证上述假设，通入的Cl₂体积最多不能超过__________L（标准状况）。[相对分子质量：FeSO₄ ：152    KI ：166 ]
[思考与交流]
（5）有同学质疑，上述实验只能验证Cl₂分别与Fe²⁺和I^-反应的速率大小，并不能证明Fe²⁺和I^-的还原性强弱。于是提出另一方案：往KI溶液中滴入__________溶液，如果能发生反应，即可证明和I^-的还原性强于Fe²⁺。该反应的离子方程式为：____________________

下图所示装置是用于气体制备、干燥、性质验证、尾气处理的部分仪器装置（加热及夹持固定装置均已略去）。请根据下列要求回答问题。

（1）若烧瓶中盛装Zn片，分液漏斗中盛装稀H₂SO₄，则：
①当制备H₂、验证H₂的还原性并检验H₂的氧化产物，仪器连接顺序为:A→C→B
→B→D时，两次使用B装置，其中所盛的药品依次是                      、
              （写化学式）；D装置的作用是                             
                                    。
②上述实验中为了使H₂产生的速率不至于过快，在不改变现有药品的条件下，可采取的方法有                                                             、
                                         。（要求：写出的两种方法原理不同）
（2）若烧瓶中盛装Na₂O₂，分液漏斗中盛装浓氨水，则：
①烧瓶内除了能产生O₂外，还能产生大量NH₃。能产生大量NH₃的原因是：
a                                        ；b                                  ；c                                                                     。
②用产生的气体做氨的催化氧化实验，各仪器装置按气流方向（从左到右）连接顺序是：A→     →     →     （填正确序号的字母）此时在其中的一个装置中可能会出现大量红棕色气体，该装置是         （用字母表示）；用化学方程式解释红棕色气体产生的原因：                                                   、
                                                 。

在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。

请回答该实验中的问题。
（1）写出该反应的反应方程式：                                       ；并指明该氧化还原反应的还原剂是            ，氧化剂是           。
（2）实验前必须对整套装置进行气密性检查，操作方法是                 。
（3）圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是                  ；烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是                       。
（4）干燥管中盛装是的物质是            ，作用是                    。
（ 5）试管中收集气体是          ，如果要在A处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行                   ，方法是                   。这一操作的目的是                                            。

X、Y和W为原子序数依次递增的短周期主族元素，X和Y同主族，且能形成气态化合物YX₂。试回答下列问题：
（1）W的原子序数为               。
（2）某同学将足量的YX₂通入一支装有氯化钡溶液的试管，未见沉淀生成、再向该试管中加入      （填字母），可以看到白色沉淀生成。
A．氨水                  B．稀盐酸               C．硝酸钠               D．氯化钙溶液
（3）某小组设计如图所示的装置图（图中夹持和加热装置略去），研究W₂的性质。

①装置A、D中观察到的现象分别为          、          。
②若装置B中装有5.0 mL l.0×10^-3 mol·L^-1碘水，当通入足量W₂完全反应后，转移了5．0×10^-5mol电子，则该反应的化学方程式为        。
（4）若由元素Y和X组成-2价酸根离子M，M中Y和X的质量比为4:3，已知1mol W₂与含1mol M的溶液能恰好完全反应，反应时仅观察到有浅黄色沉淀产生。取反应后的上层清液加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀产生。则W₂与含M的溶液反应的离子方程式为      。

有一无色透明溶液，欲确定是否含有下列离子：Na⁺、Mg²⁺、Al³⁺、Fe²⁺、NO₃^-、SO₄^2-、Cl^－、HCO₃^-、Cu²⁺，取该溶液实验如下：
①取少量该溶液，加几滴石蕊试液, 溶液变红色
②取少量该溶液，浓缩，加Cu片和浓H₂SO₄，加热, 有无色气体产生，后在空气中又变成红棕色
③取少量该溶液，加BaCl₂溶液, 有白色沉淀生成
④取③中上层清液，加AgNO₃溶液, 有白色沉淀生成，且不溶于HNO₃
⑤取少量该溶液，加NaOH溶液, 有白色沉淀生成，当NaOH过量时沉淀部分溶解
根据上述实验现象判断：
（1）溶液中肯定存在的离子是                       。
（2）溶液中肯定不存在的离子是                      。
（3）为进一步确定可能存在的离子，应该补充的实验是                        。

S₂Cl₂是一种易挥发的液体(熔点：—76℃，沸点：138℃)，且易与水发生水解反应，可能生成H₂S、SO₂、H₂SO₃、H₂SO₄等物质。它是橡胶硫化剂。在熔融的硫中通以氯气即可生成S₂Cl₂。下图是实验室用S和Cl₂制备S₂Cl₂的装置 (夹持装置、加热装置均已略去)。

(1)已知S₂Cl₂分子结构与H₂O₂相似，则S₂Cl₂的分子中共含有   条共价键。
(2)装置a中应放试剂为      ；装置d的名称是     ，它的作用是   。
(3)该实验的操作顺序应为     (用序号表示)。
①加热装置c  ②通入Cl₂  ③通冷凝水  ④停止通Cl₂ ⑤停止加热装置c
(4)图中f装置中应放置的试剂为      ，其作用为    。
(5)将S₂Cl₂的水解气体产物通入氯水中，若观察到   的现象，则可证明水解产物中有硫化氢生成。

I、实验室中常以BaSO₄重量法测定BaCl₂·nH₂O中的Ba的含量主要步骤如下：
①       灼烧瓷坩埚至恒重，称得坩埚的质量
② 称取BaCl₂·nH₂O并在烧杯中溶解，加盐酸处理
③ 将一定浓度的过量硫酸滴入钡盐中得到白色沉淀
④ 静置，                    
⑤ 将沉淀和滤纸置于瓷坩埚中，经酒精喷灯加热碳化后，继续在800-850℃灼烧至恒重，称重
⑥ 计算
请回答下列问题：
（1）省略第①步中“灼烧瓷坩埚至恒重”可能导致计算结果_______（填“偏高”、“不变”或“偏低”）。
（2）第④步静置后的操作是                    。
（3）第⑤步灼烧温度不超过900℃，是因为_______________________。
II、某同学用氨水吸收一定量的SO₂，吸收后溶液中可能含有OH^-、SO₃^2-、SO₄^2-、 HSO₃^- 等阴离子中的若干种。
（4）写出氨水吸收过量SO₂的反应的离子方程式：                        
（5）已知亚硫酸氢盐一般可溶于水。仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管； 2 mol/L盐酸、2 mol/L硝酸、1 mol/L氯化钡溶液、l mol/L氢氧化钡溶液、品红溶液、蒸馏水。请设计实验探究吸收后溶液中是否存在SO₃^2-、HSO₃^-，将实验操作、预期的实验现象和结论填在下表中。

实验操作	预期现象与结论
步骤1：取少量待测液放入试管1中，滴加过量lmol/L氯化钡溶液。	若不出现浑浊，则溶液中不存在SO3^2-， 若出现浑浊，则溶液中可能含有SO3^2-。
步骤2：若出现浑浊，静置一段时间后，将上层清液倒入试管2中。往试管1中加入蒸馏水洗涤沉淀，静置后弃去上层清液，再加入             。
步骤3：