高中化学实验题

常用补钙片的有效成分是CaCO₃，某化学探究小组欲测定某补钙片中碳酸钙的含量。查阅资料得知：

一种常用的分析试剂 EDTA二钠盐（用Na₂H₂Y•2H₂O表示）可用于测定Ca²⁺，其反应为：
Ca²⁺＋H₂Y^2－===CaY^2－＋2H⁺，以铬黑T为指示剂，滴定终点溶液由红色变为蓝色。于是该实验小组做了如下实验：
步骤一：配制待测溶液。取适量补钙片研碎后，准确称取0.400 g配成250 mL溶液。
步骤二：滴定。用移液管取待测液25.00 mL于锥形瓶中，加入适量NaOH溶液，摇
匀，再加入铬黑T指示剂3滴，用0.0100 mol•L⁻¹EDTA二钠盐溶液滴定至终点。
三次重复滴定平均消耗EDTA二钠盐溶液22.50 mL。
请回答下列问题：
（1）步骤一中补钙剂要用2 mol/L的盐酸溶解，反应的离子方程式为__________________，配制待测溶液所必需的仪器除研钵、药匙、分析天平、称量瓶、烧杯、玻璃棒外，还有_______、________，操作的先后顺序为：e→____→____→d→f→____→____→____（填下列操作的序号）。
A．盐酸溶解    b．称量    c．定容摇匀    d．加蒸馏水稀释    e．研磨
f．用NaOH溶液调节溶液pH至7    g．转移溶液     h．洗涤并转移
（2）实验测得补钙片中CaCO₃的含量为_______。
（3）下列操作会导致测定结果偏高的是_______（填下列选项的字母序号）。
A．未将洗涤烧杯内壁的溶液转入容量瓶
B．将烧杯中溶液转移到容量瓶之前，容量瓶中有少量蒸馏水
C．定容时俯视刻度线
D．滴定管下端尖嘴中有气泡存在,滴定后气泡消失
E．滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗

欲测定含少量氯化钠的小苏打固态样品中NaHCO₃的质量分数可采用以下四种方法。
方法一：

方法二：

方法三：

方法四：不使用化学试剂，使用实验室常用仪器
按要求回答下列问题：
（1）方法一：加入足量的试剂A         （填写A的化学式）可将HCO₃^— 离子转化为沉淀并称重。操作1、2、3、4的名称依次是溶解、       、洗涤和干燥（烘干）；
（2）方法二：在操作1中所用到的玻璃仪器中，除了烧杯、玻璃棒、胶头滴管外，还需要的用到的是              ，在操作2中应选择甲基橙指示剂．
（3）在方法二中计算该样品中NaHCO₃的质量分数为             [用流程图中的数据m、V(HCl) 填写有关的表达式]；
（4）在方法三中：根据所用的实验装置，除了称量试样质量外，还需测定的实验数据是                         ；
（5）仔细分析方法三中的实验装置，若由此测得的数据来计算实验结果，则有可能偏高也有可能偏低，偏高的原因可能是                 ，偏低的原因可能是            （均文字简述）；
（6）方法四的实验原理是：                            （用化学方程式表示）。

按图所示装置进行铁和水蒸气反应的实验。

（1）写出试管A中发生反应的化学方程式：____________________，__________________。
（2）为检验生成的气体产物，需从下图选择必要的装置，其正确的连接顺序为（用接口字母表示）____________。描述能证明气体产物的实验现象：_______________________。

（3）反应停止，待试管A冷却后，取少量其中的固体物质，加入过量的稀盐酸充分反应后，进行如下实验：

①试剂X的化学式为__________________。
②用离子方程式和必要文字表示加入新制氯水后溶液红色加深的原因：_____________________。
③若在实验中加入了过量氯水，放置一段时间后，发现深红色褪去，现对褪色的原因进行探究。
I．提出假设：
假设1：溶液中的被氧化。
假设2：溶液中的Fe³⁺被氧化。
假设3：___________________________。
___________________________________。
II.设计方案：请对所提出的假设2进行验证，写出实验方案。
____________________________________。
III．方案实施。

以下是有关的性质实验。
（1）某小组设计如图所示的装置图(图中夹持和加热装置略去)，分别研究的性质。

①若从左端分别通入，装置A中观察到的现象_________（填“相同”或“不相同”）；若装置D中装的（催化剂），通入时，打开K通入适量的化学反应方程式为_______________________。
②通入B中，溶液颜色褪去，则该反应的离子方程式为____________________。

（2）某同学将足量的通入一支装有氯化钡溶液的试管，未见沉淀生成。若向该试管中加入足量__________(填字母)，能产生白色沉淀。

A．氨水

B．稀盐酸

C．硝酸钾溶液

D．硫化钠溶液

（3）若由元素S和O组成价酸根离子X，X中S和O的质量比为2：3；当与含X的溶液完全反应后，得澄清溶液，取少量该溶液加入盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀产生。写出与含X的溶液反应的离子方程式：________________。
（4）某科研单位利用电化学原理用来制备硫酸，装置如右图，含有某种催化剂，电极为多孔的材料，能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。通入的电极为________________极，其电极反应式为______________________；电池的总反应式为____________________。

实验室以工业碳酸钙（含少量Na⁺、Al³⁺、Fe³⁺等杂质）为原料制取CaCl₂·2H₂O和CaO₂的主要流程如下：

（1）加入试剂X，调节溶液pH为碱性环境，以除去溶液中Al³⁺和Fe³⁺，滤渣的主要成分是___________。试剂X可以选择下列的________（填编号）。

A．CaO

B．CaCO3

C．NH3·H2O

D．Ba(OH)2

（2）操作II中进行蒸发浓缩时，除三角架、酒精灯外，还需要的仪器有__________。
（3）由CaCl₂制取CaO₂的反应中，温度不宜太高的原因是_______________。
（4）用下列装置测定工业碳酸钙的质量分数

①检验装置B气密性良好的实验过程是__________________________。
②按A—B—C—D顺序连接，然后从A装置通入空气，目的是_______________；
③装置D的作用为______________________。
④实验时，准确称取10.00g工业碳酸钙3份，进行3次测定，测得BaCO₃沉淀的平均质量为17.73g，则样品中CaCO₃的质量分数为__________________。

KI在食品、医药领域有广泛用途。某科研小组利用碘废弃液（主要含I₂、I^－）制备KI，流程如下：

已知：I₂＋2S₂O₃^2-==S₄O₆^2-＋2I^－
（1）加入胆矾的作用                     。
（2）为制得KI晶体粗产品，滤液后续操作步骤是                    。
（3）用沉淀滴定法测定样品中KI含量的实验步骤如下：
A．称取3.000 g样品，溶解，配制成250 mL溶液
B．量取25.00 mL待测液于锥形瓶中；
C．用0.1000 mol•L^－1AgNO₃标准溶液滴定至终点，记录消耗AgNO₃标准溶液的体积；
D．重复b、c操作2～3次，平均消耗AgNO₃标准溶液16.50 mL
①配制250mL样品溶液时，所需的仪器除烧杯、玻璃棒之外，还缺少的玻璃仪器是             。
②AgNO₃标准溶液在使用之前通常要重新标定，原因是                      ；本实验滴定过程中操作滴定管的图示正确的是______（填编号）。

③该样品中KI的质量百分数为          。
④下列因素会导致KI含量的测定结果偏高的是        。
A．配制样品溶液定容时仰视        B．锥形瓶未干燥
C．滴定管未用AgNO₃标准溶液润洗  D．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡

某实验小组同学依据资料深入探究Fe³⁺在水溶液中的行为。
资料：
i．Fe³⁺在水溶液中以水合铁离子的形式存在，如[Fe(H₂O)₆]³⁺；
[Fe(H₂O)₆]³⁺发生如下水解反应：
[Fe(H₂O)₆]³⁺(几乎无色) + nH₂O  [Fe(H₂O)_6-n(OH)_n]^3-n(黄色) + nH₃O⁺(n = 0～6) ；
ii.[FeCl₄(H₂O)₂]^-为黄色。
进行实验：
【实验I】

【实验II】
分别用试管①、③中的试剂作为待测液，用色度计测定其透光率。透光率越小，溶液颜色越深；透光率越大，溶液颜色越浅。
       
图1                                  图2
Fe(NO₃)₃溶液透光率随温度变化曲线           FeCl₃溶液透光率随温度变化曲线
（1）实验I中，试管②溶液变为无色的原因是                。
（2）实验I中，试管③溶液呈棕黄色与[FeCl₄(H₂O)₂]^-有关，支持此结论的实验现象是            。
（3）由实验II图1、2可知：加热时，溶液颜色              （填“变浅”、“变深”或“不变”）。
（4）由实验II，可以得出如下结论：
[结论一] FeCl₃溶液中存在可逆反应：[FeCl₄(H₂O)₂]^- + 4H₂O  [Fe(H₂O)₆]³⁺ + 4Cl^-,得出此结论的理由是              。
[结论二] 结论一中反应的ΔH           （填“>0”或“<0”）。
（5）实验小组同学重新设计了一个实验证明（4）中结论一。实验方案：取试管①中溶液，          （请描述必要的实验操作和现象）。

一瓶黄色溶液，可能是FeCl₃溶液、也可能是碘水、还有可能是久置的浓硝酸（提示：久置的硝酸常因溶有少量NO₂而略显黄色）。请设计合理简单的实验探究这瓶黄色溶液的成分。（注意：不考虑以上二种或三种溶液的混合！）
仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙、镊子；氯水、四氯化碳、淀粉溶液、KSCN溶液、铁片、铝片、铜片。（注意：不可另选择仪器和试剂！）
完成以下实验探究过程：
（1）提出假设：
假设1：黄色溶液是FeCl₃溶液；
假设2：黄色溶液是碘水；
假设3：黄色溶液是久置的浓硝酸。
（2）设计实验方案
基于假设，设计出实验方案（注意：不用在答题纸上作答）。
（3）实验过程
根据（2）的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。
【注意】Ⅰ．在答题纸上按以下方式作答，注意前后内容对应；
Ⅱ．注意文字简洁，确保不超出表格。

编号	实验操作	预期现象和结论
①
②
③

 

亚硝酸钠常用作食品防腐剂。现用下图所示仪器（夹持装置已省略）及药品，探究亚硝酸钠与硫酸的反应及生成气体产物的成分。
已知：①NO＋NO₂＋2OH^－===2NO₂^-＋H₂O  ②气体液化的温度：NO₂：21℃、NO:－152℃

（1）为了检验装置A中生成的气体产物，仪器的连接顺序为（按左→右连接）：            
（2）组装好仪器后，接下来进行的操作是                     ．
（3）关闭弹簧夹K₁，打开分液漏斗活塞，滴入70%硫酸后，A中产生红棕色气体。
①确认A中产生的气体中含有NO，依据的现象是___________________。
②装置B的作用是______________________,装置E的作用是                
（4）如果向D中通入过量O₂，则装置B中发生反应的化学方程式为                。如果没有装置C，对实验结论造成的影响是_________________________。

某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl₂的过程中有水蒸气和HCl挥发出来，同时证明Cl₂的某些性质，甲同学设计了如图所示的实验装置（支撑用的铁架台省略），按要求回答问题：

（1）下列方法中，可制得的正确组合是__________。
①MnO₂和浓盐酸混合共热；②MnO₂、NaCl和浓硫酸混合共热：
③NaClO和浓盐酸混合；④K₂Cr₂O₇和浓盐酸混合：
⑤KClO₃和浓盐酸混合共热；⑥KMnO₄和浓盐酸混合。
A．①②⑥    B．②④⑥   C．①④⑥     D．全部可以
（2）写出实验室制取Cl₂的离子方程式____________。
（3）若用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO₂反应制得Cl₂的体积（标况下）总是小于1.12L的原因是__________________________。
（4）①装置B的作用是__________________。
②装置C和D出现的不同现象说明的问题是_______________。
③装置E的作用是_____________________。
（5）乙同学认为甲同学的实验有缺陷，不能确定最终通入AgNO₃溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性，证明最终通入AgNO₃溶液中的气体只有一种，乙同学提出应该在装置__________与________之间（填装置字母序号）增加一个装置，增加装置里面的试剂可为____________。
A．湿润的淀粉KI试纸       B．氢氧化钠溶液
C．湿润的红色布条         D．饱和的食盐水

X、Y、Z、W为电子数相同的分子或离子。X有5个原子核。通常状况下，W为无色液体。它们之间转化关系如图所示，请回答：

（1）实验室采用固件加热制取Z的化学方程式为：               。
（2）某化学小组同学模拟工业生产制取HNO₃，设计下图所示装置，其中a为一个可持续鼓入空气的橡皮球。

①A中发生反应的化学方程式是                         。
②B中浓H₂SO₄的作用是                        。
（3）写出D装置中反应的化学方程式                             。
（4）向含有ag HNO₃的稀溶液中，加入bg铁粉充分反应，铁粉全部溶解。已知，则被还原的HNO₃的质量为         g。

一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co₂O₃·CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中。从废料中回收氧化钴（CoO）的工艺流程如下：

（1）过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为               。
（2）过程II中加入稀H₂SO₄酸化后，再加入Na₂S₂O₃溶液浸出钴。则浸出钴的化学反应方程式为（产物中只有一种酸根）           。在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因_____  ___。
（3）过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)₃，碳酸钠溶液在产生Al(OH)₃时起重要作用，请写出该反应的离子方程式____________________。
（4）碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同，请写出在过程IV中起的作用是__     __。
（5）在Na₂CO₃溶液中存在多种离子，各种离子的浓度由大到小顺序为_           。
（6）CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl₂溶液。CoCl₂含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水CoCl₂吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的CoCl₂·6H₂O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，B物质的化学式是___   ___。

铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物（设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与H₂SO₄反应）。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。
Ⅰ．铁矿石中含氧量的测定

① 按上图组装仪器，检查装置的气密性；
② 将5．0g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示（夹持仪器均省略）；
③ 从左端导气管口处不断地缓缓通入H₂，待C装置出口处H₂验纯后，点燃A处酒精灯；
④ 充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却。
（1）装置C的作用为                                。
（2）若将H₂换成CO，则还需补充                 装置。
（3）测的反应后装置B增重1．35g，则铁矿石中氧的百分含量为                。
Ⅱ．铁矿石中含铁量的测定

（1）步骤④中煮沸的作用是                           。
（2）步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、                   。
（3）下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是                           。
a．因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂
b．滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂
c．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液
d．锥形瓶不需要用待测夜润洗
e．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化
f．滴定结束后，30s内溶液不恢复原来的颜色，再读数
（4）若滴定过程中消耗0．5000mol·L⁻¹的KI溶液20．00mL，则铁矿石中铁的百分含量为             。
Ⅲ．由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为               。

硫酸工业产生的废气A（主要成分：SO₂、O₂、N₂、CO₂等）排放到空气中会污染环境。某化学兴趣小组对废气A的组成进行探究，请回答下列问题。
（1）同学甲设计实验检验废气A中含有的CO₂，应选择的试剂有           。

A．NaOH溶液

B．酸性KMnO4溶液

C．澄清石灰水

D．盐酸

（2）同学乙欲测定废气A中SO₂的含量，取a L废气A并设计了如下装置进行实验。
①为了保证实验成功，装置A应具有的现象是            ，搅拌的目的是          

②同学丙认为A装置前后的质量差就是a L废气中含有的SO₂的质量，然后进行含量计算。经小组讨论后，同学丁提出疑问，按照同学丙的实验，若废气中SO₂完全被吸收，则最后测定的结果应该偏大，同学丁推断的理由是                             。
（3）兴趣小组的同学查阅资料发现可利用硫酸工业废气A制备皓矾（ZnSO₄•7H₂O）。实验模拟制备皓矾工业流程如下：

①“氧化”中加入硫酸铁发生反应的离子方程式是                      。
②加入Zn粉的目的是                       。
③固体A主要成分是                 。
④操作b得到纯净皓矾晶体，必要的操作是                   、过滤、洗涤、干燥。

铁钾矾[K_xFe_y(SO₄)_m·nH₂O]常用作工业媒染剂。其组成可用如下方法测定：
①准确称取2.0120g样品配成100mL溶液A。
②准确量取25.00mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体0.466g。
③准确量取25.00mL溶液A，加入足量的KI溶液，以淀粉为指示剂，用0.1250 mol·L^－1的Na₂S₂O₃溶液滴定，消耗8.00mL至终点（已知：I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O₆）。
（1）要检验出A溶液中存在的Fe³⁺，可以加入             溶液。
（2）已知室温下BaSO₄的Ksp＝1.1×10^－10，欲使溶液中c(SO₄^2－)≤1.0×10^－5 mol•L^－1，应保持溶液中c(Ba²⁺)≥           mol·L^－1。
（3）步骤③中判断滴定终点的方法是                      。
（4）通过计算确定铁钾矾的组成（写出计算过程）。