高中化学实验题

Fe₂O₃和Cu₂O都是常用的红色颜料。某红色粉末可能含有Fe₂O₃和Cu₂O，某化学实验小组通过实验来探究该红色粉末的成分。已知：Cu₂O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，在空气中加热生成CuO。
（1）提出假设
假设1：红色粉末只含Fe₂O₃；
假设2：_______________________________；
假设3：红色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物。
（2）初步探究
取少量红色粉末于小烧杯中，放入足量稀硫酸，充分搅拌后粉末全部溶解（温馨提示：Cu＋2Fe³⁺＝Cu²⁺＋2Fe²⁺）。上述三个假设中，可能成立的是____________________。
（3）进一步探究
完成后续实验方案的设计，填写下表中实验步骤、预期实验现象和结论（可不填满，也可补充）。
限选实验试剂：3 mol·L^—1 H₂SO₄、3 mol·L^—1 NaOH、0.01 mol·L^—1 KMnO₄、20% KSCN、3%H₂O₂、淀粉－KI溶液。

实验步骤	预期现象和结论

 

某研究性学习小组的同学利用下图来验证一定质量的铜银合金完全溶解于浓硝酸时生成的气体除NO₂外还含有NO，并测定合金中铜的质量分数，已知常温下NO₂和N₂O₄混合存在，在低于0℃时几乎只有无色的N₂O₄晶体。

（1）写出A中铜与硝酸反应的一个化学方程式               ；
（2）C装置的作用是                 ；
（3）反应结束后，打开活塞K₂，并通入O₂，若实验中有NO产生，则在D中可观察到的现象是                                         ；
（4）反应前要先打开活塞K₁持续通入一段时间的N₂，其理由是             ；
（5）利用A装置中反应后的溶液还可确定铜的质量分数，方法是：取出A中反应后的溶液，先向其中加入足量的                                                       溶液，然后再进行           ，           ，          ，          。（填操作名称）

(11分)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：

(1)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________mol，则Ag与浓硝酸反应过程中生成的NO₂体积为________mL。

(2)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。
(3)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
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(9分)A、B、C是中学常见的三种非金属单质，常温下B为无色气体，A、C为固体，甲、乙、丙为中学常见的三种化合物，常温下C易溶于乙中，A、B、C与甲、乙、丙之间的转化关系如下图所示：

(1)写出C转化为丙的化学方程式________________________________________。
(2)常温下，按右图装配装置，待内外气体压强不变时，水银柱液面在M处，取下橡皮塞，在玻璃燃烧匙中加入乙，乙在B中充分燃烧，水银柱推向左管。

简要回答下列问题：
①写出乙燃烧的化学方程式：_____________________________________________。
②水银柱推向左管的原因是______________________________________________。
③火焰熄灭后，静置一段时间恢复到原温度，右管水银的位置应该是________。
A．仍在M处　　　B．高于M处　　　C．低于M处
做出选择后，简要说明理由_______________________________________________。
④用下图所示装置检验乙燃烧的产物A、B、C、D中所盛放的药品名称是：

A．________　B．________　C．________　D．________

(9分)某兴趣小组探究SO₂气体还原Fe^3＋、I₂，他们使用的药品和装置如下图所示：

(1)SO₂气体还原Fe^3＋的产物是________、________(填离子符号)，参加反应的SO₂和Fe^3＋的物质的量之比是____。
(2)下列实验方案适用于在实验室制取所需SO₂的是________(填序号)。
A．Na₂SO₃溶液与HNO₃       B．Na₂SO₃固体与浓硫酸
C．固体硫在纯氧中燃烧     D．铜与热浓H₂SO₄
(3)装置C的作用是____________________________________________________。
(4)若要从A中所得溶液提取晶体，必须进行的实验操作步骤：蒸发、冷却结晶、________、自然干燥，在这一系列操作中没有用到的仪器有________(填序号)。
A．蒸发皿　B．石棉网　C．漏斗　D．烧杯　E．玻璃棒 F．坩埚
(5)在上述装置中通入过量的SO₂，为了验证A中SO₂与Fe^3＋发生了氧化还原反应，他们取A中的溶液，分成三份，并设计了如下实验：
方案①：往第一份试液中加入KMnO₄溶液，紫红色褪去
方案②：往第二份试液中加入KSCN溶液，不变红，再加入新制的氯水，溶液变红
方案③：往第三份试液中加入用稀盐酸酸化的BaCl₂，产生白色沉淀。
上述方案不合理的是________，原因是____________________________________。
(6)能表明I^－的还原性弱于SO₂的现象是____________________________________。

(8分)相对分子质量由小到大排列的X、Y、Z三种气体单质，组成这三种单质的元素分别位于不同的短周期。在一定条件下，X与Y化合生成M；X与Z化合生成N；M能与N化合生成A。实验室可分别用如图所示的发生装置制取X、Z和M(夹持装置已略)。

(1)制取X、Z、M的发生装置分别是(填写序号)X：________；Z：________；M：________。
(2)X、Y、Z三种单质分别是X：________；Y：________；Z：________。
(3)A的电子式是________，A中含有的化学键类型有__________________。
(4)已知Z能与M在常温下反应生成Y，同时有白烟产生。反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
用下图所示装置进行Z与M在常温下反应的实验，并收集Y。

①若从A中逸出的气体含有Z，则通入反应装置A中的Z和M的物质的量之比应满足________。
②若从A中逸出的气体无论含有Z或M，经洗气瓶B后，均能被吸收，则洗气瓶B中试剂与Z、M反应的离子方程式分别是__________________；__________________。

某同学设计了以下流程来检验碳酸钠粉末中可能含有少量氯化钠和氢氧化钠中的一种或两种杂质。

（1）步骤1所需玻璃仪器是                ；步骤3的操作名称是                
（2）对检验碳酸钠粉末中可能含有的杂质提出合理假设：
假设1：只含有氯化钠
假设2：只含有             
假设3：氯化钠和氢氧化钠都含有
（3）设计实验方案，进行试验。
限选以下试剂：氯化钡溶液、硝酸钡溶液、酚酞试液、稀硝酸、稀盐酸、稀硫酸、硝酸银溶液。回答下列问题：
①加入过量试剂A的名称是_______________________。
②填写下表:

实验步骤	预期现象和结论
步骤4:
步骤5:

 

(16分)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，

请回答：
（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是　              　，在导线中电子流动方向为　　      　（用a、b 表示）。
（2）负极反应式为　　　　　         　　　。
（3）电极表面镀铂粉的原因为　　　        　　
（4）该电池工作时，H₂和O₂连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ.2Li+H₂="2LiH         " Ⅱ.LiH+H₂O==LiOH+H₂↑
①反应Ⅰ中的还原剂是　　　　　，反应Ⅱ中的氧化剂是　　　　　。
②已知LiH固体密度为0.82g/cm³。用锂吸收224L（标准状况）H₂，生成的LiH体积与被吸收的H₂体积比为　　　　　　　　。
③由②生成的LiH与H₂O作用放出的H₂用作电池燃料，若能量转化率为80％，则导线中通过电子的物质的量为　　   　　　mol。

钛是一种重要的金属,工业上用钛铁矿（主要成分为FeTiO₃，含FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质）为原料制钛白粉（TIO₂ ） , TiO₂常通过两种方法可制得 Ti。

其中， 2H₂SO₄＋ FeTiO₃ = TiOSO₄＋ FeSO₄＋ 2H₂O 。回答下列问题。
（l）净化钛矿石时，需用浓氢氧化钠溶液来处理，该过程中发生反应的化学方程式有：
SiO₂+2NaOH =Na₂SiO₃ + H₂O 和          
（2）滤液①中的溶质主要是 FeSO₄，检验其中Fe²⁺的方法是：          ．
（3）从 TiOSO₄→H₂TiO₃需要加热，则加热的目的是:             。
（4）电解 TiO₂来获得 Ti 是以 TiO₂作阴极，石墨为阳极，熔融CaO为电解液，用碳块作电解槽池。其阴极反应的电极反应式为:                                       ．
（5）从化学平衡的角度解释：往TiO₂和Cl₂反应体系中加人焦炭后，能使反应 TIO₂（s） + 2C1₂（g）TICl₄（l） +O₂（g）顺利进行的原因是:                                    

某化学小组欲探究铁及其化合物的氧化性和还原性，请回答下列问题：
（1）除胶头滴管外，你认为本实验必不可缺少的一种玻璃仪器是              。
（2）请帮他们完成以下实验报告：
实验目的：探究铁及其化合物的氧化性和还原性。
试剂：铁粉、FeCl₃溶液、FeCl₂溶液、氯水、锌片、铜片。
实验记录（划斜线部分不必填写）：

序号	实验内容	实验现象	离子方程式	实验结论
①	在FeCl2溶液中滴入适量氯水	溶液由浅绿色变为棕黄色		Fe^2+具有还原性
②	在FeCl2溶液中加入锌片		Zn＋Fe^2+＝Zn^2+＋Fe
③	在FeCl3溶液中加入足量铁粉		Fe＋2Fe^3+＝3 Fe^2+	Fe^3+具有氧化性
④				Fe^3+具有氧化性

实验结论：                                 。
（3）根据以上结论判断，下列物质中既有氧化性，又有还原性的有：     。（填序号）

A．Cl2

B．Na

C．Na^+

D．Cl^－ E．SO2 F．NO2

（4）亚铁盐在溶液中易被氧化，而实验室中需要纯净的亚铁盐溶液。那么保存亚铁盐溶液时应该如何防止亚铁盐被氧化                                。

实验室需要450ml 0．12mol/L的NaOH溶液，有如下操作：
①把称好的NaOH放入小烧杯中，加适量蒸馏水溶解
②根据计算用托盘天平称取NaOH        克
③把①所得溶液小心转入一定容积的容量瓶中
④继续向容量瓶中加蒸馏水至液面距刻度线1cm-2cm处，改用胶头滴管小心滴加蒸馏水至溶液凹液面与刻度线相切
⑤用少量蒸馏水洗涤烧杯和玻璃棒2-3次，每次洗涤的液体都小心转入容量瓶，并轻轻摇匀。
⑥将容量瓶瓶塞塞紧，充分摇匀。
请填写下列空白：
（1）、上述步骤中要称量的NaOH固体为         克
（2）、操作步骤的正确顺序为（填序号）                    。
（3）、实验室有如下规格的容量瓶：①100mL ②250mL ③500mL ④1000mL,本实验选用         mL（填序号）。
（4）、本实验用到的基本实验仪器除托盘天平，药匙以外还有：       。
（5）、误差分析：（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
①称量NaOH固体时，物码倒置（1克以下用游码）         
②没有进行操作步骤⑤         
③没有将溶解好的液体冷却就直接倒入容量瓶中         
④容量瓶中原来有少量水              
⑤某同学定容时仰视容量瓶刻度线                    
⑥定容，摇匀后发现液面低于刻度线，拿胶头滴管又加入蒸馏水使液体凹液面再次与刻度线相切              。

某研究性学习小组查阅资料得知，漂白粉与硫酸反应可以制得氯气，化学方程式为：Ca(ClO)₂+CaCl₂+2H₂SO₄2CaSO₄+2Cl₂↑+2H₂O 。他们设计了如下制取氯气并验证其性质的实验。

试回答：
（1）该实验中A部分的装置是         （填写装置的序号）。

（2）请你设计一个实验，证明洗气瓶C中的Na₂SO₃已经被氧化（简述实验步骤）：
                                                                   。
（3）写出D装置中发生反应的离子方程式                                      。
（4）该实验存在明显的缺陷，请你提出改进的方法                               。
（5）该小组又进行了如下实验：称取漂白粉2.0 g，研磨后溶解，配制成250 ml 溶液，取25 ml 加入到锥形瓶中，再加入过量的KI溶液和过量的H₂SO₄溶液，静置。待完全反应后，用0.1 mol/L的Na₂S₂O₃溶液作标准溶液滴定反应生成的碘，已知反应式为：2Na₂S₂O₃ + I₂ ＝ Na₂S₄O₆ + 2NaI，反应完成时，共用去Na₂S₂O₃ 20.0 ml。则该漂白粉中Ca(ClO)₂的质量分数为：
       

(8分)对下图中电极加以必要的连接并填空：

(1)在A图中，使铜片上冒气泡。请加以必要连接，则连接后的装置叫________。电极反应式：
锌板：_______________________________________________________________；
铜板：______________________________________________________________。
(2)在B图中，使a极析出铜，则b极析出________。加以必要的连接后，该装置叫________。电极反应式，a极：________；b极：________。经过一段时间后，停止反应并搅匀溶液，溶液的pH________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
(3)将A、B图中Cu板与a极、Zn板与b极用导线连接，则连接后的A装置叫________，B装置叫________。Zn板为________极，a极为________极。A图发生的总反应的化学方程式为__________________，B图发生的总反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。

某强碱性溶液中可能含有的离子是K⁺、NH₄⁺、Al ³⁺、AlO₂^-、SO₄^2-、SiO₃^2-、CO₃^2-、Cl^-中的某几种离子，现进行如下实验：
①取少量的溶液用硝酸酸化后，加Ba（NO₃）₂溶液，无沉淀生成。
②另取少量溶液加入盐酸，其现象是：一段时间保持原样后，开始产生沉淀并逐渐增多，沉淀量基本不变后产生一种气体，最后沉淀逐渐减少至消失。
（1）原溶液中肯定存在的离子是_______      ______，
肯定不存在的离子是_______  _________
（2）已知一定量的原溶液中加入5 mL 0.2 mol/L盐酸时，沉淀会完全消失，加入足量的硝酸银溶液可得到沉淀0.187 g，则原溶液中是否含有Cl^-？_________________。
（3）按照反应顺序逐步书写出②中发生反应的离子反应方程式
①                                      ②                                 
③                                      ④                                   
⑤                                  

近年来，江苏省酸雨污染较为严重，防治酸雨成了迫在眉睫的问题。
⑴有人提出了一种利用氯碱工业产品治理含二氧化硫废气的方法，流程如下：
（Ⅰ）将含SO₂的废气通入电解饱和食盐水所得溶液中，得NaHSO₃溶液。（Ⅱ）将电解饱和食盐水所得气体反应后制得盐酸。（III）将盐酸加入NaHSO₃溶液中得SO₂气体回收，生成的NaCl循环利用。
写出步骤（I）反应的化学方程式：
写出步骤（Ⅱ）中电解饱和食盐水的化学方程式：
③写出步骤（III）反应的离子方程式：
⑵还有学者提出利用 Fe ^2十、Fe^3十等离子的催化作用，常温下将SO₂氧化成SO₄^2一而实现SO₂的回收利用。某研究性学习小组据此设计了如下方案，在实验室条件下测定转化器中SO₂氧化成SO₄^2一的转化率。


①该小组采用下图装置在实验室测定模拟烟气中SO₂的体积分数，X溶液可以是           。（填写序号）             

A．碘的淀粉溶液	B．酸性高锰酸钾溶液
C．氢氧化钠溶液	D．氯化钡溶液

②若上述实验是在标准状况下进行的，欲测定转化器中SO₂氧化成SO₄^2一的转化率，已知气体流速，还需测定的数据有                                             、       。