高中化学实验题

已知HI是一种无色，有刺激性气味，极易溶于水的气体，HI的水溶液称之为氢碘酸，是一种强酸。
(1)请写出I元素在周期表的位置：第五周期　　　族
(2)将HI气体通入一定量的浓硫酸中，产生的混合气体除含HI、少量的I₂蒸气和水蒸气外，还可能有          气体。
(3) 小明拟对HI通入浓硫酸后的混合气体成分进行验证和探究。他设计了如下实验装置图

初步探究设计：
①其中直形玻璃管中所装的药品是              （写名称）
②足量四氯化碳的两个作用是：　　　　　　　　                        。
进一步探究：
查阅资料：氧化性强弱KMnO₄>HNO₃>I₂>SO₄^2－，且较稀的硝酸不能氧化I₂。
③小明拟对溶在水层的其它混合气体成分做进一步探究。请你从以下限选试剂中选择合适的试剂帮小明完成实验报告。
限选的试剂：石蕊试剂、品红溶液、酸性KMnO₄溶液、0.1mol/L HNO₃、淀粉溶液、BaCl₂溶液

实验方案	可能的现象和相应的结论
取少量烧杯中的上层溶液分装入A、B两支试管中

用下列几个实验，可快速制取实验室所需的少量气体，并进行相关性质实验。（实验装置如图所示）

（1）若B中是生石灰，C中盛有AlCl₃溶液，将A中液体逐滴加入B内，实验中观察到C溶液中出现白色沉淀。则A中液体的是　　　　　　（填名称），C中发生反应的离子方程式为　　　　　             　　　　　。
（2）若要制O₂，B为黑色固体，A中的试剂是        （填化学式），C中盛有FeCl₂和KSCN的混合液，旋开分液漏斗的开关后，发现C中溶液变为血红色，写出C 中发生氧化还原反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　。
（3）已知氧化性强弱：KMnO₄>Cl₂>KIO₃>I₂。若A中装有浓盐酸，B中装有固体KMnO₄，C中盛有KI淀粉溶液，C中的现象是　　　 　　　　　　　，继续反应一段时间后，发现C中溶液的颜色褪去，这是因为　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(12分)丁烷在一定条件下裂解可按两种方式进行：
C₄H₁₀C₂H₆+C₂H₄，    C₄H₁₀ CH₄+C₃H₆。
下图是某化学兴趣小组进行丁烷裂解的实验流程。(注：CuO能将烃氧化成CO₂和H₂O，G后面装置与答题无关，省略)

按上图连好装置后，需进行的实验操作有：①给D、 G装置加热；②检查整套装置的气密性；③排出装置中的空气等　……
⑴这三步操作的先后顺序依次是____      ▲       _____。
⑵氧化铝的作用是___  ▲   _，写出甲烷与氧化铜反应的化学方程式    ▲    
⑶B装置所起的作用是____________ ▲         ______。
⑷若对E装置中的混合物(溴水足量)，再按以下流程实验：
 ①操作I、操作II分别是     ▲      、      ▲      
②已知D的氢核磁共振谱图上只有一种峰，则D的结构简式      ▲      
③Na₂SO₃溶液的作用是        ▲     
(5)假定丁烷完全裂解，当(E+F)装置的总质量比反应前增加了0.7 g， G装置的质量减少了1.76 g，则丁烷的裂解产物中甲烷和乙烷的物质的量之比n (CH₄) : n (C₂H₆) =___▲___(假定流经D、G装置中的气体能完全反应)

为证明Fe³⁺具有较强的氧化性，甲同学做了如下实验：将Cu片放入Fe(NO₃)₃溶液中，观察到Cu片逐渐溶解，溶液由黄色变为蓝绿色，由此甲同学得到Fe³⁺具有较强氧化性的结论。
乙同学提出了不同的看法：“Fe(NO₃)₃溶液具有酸性，在此酸性条件下NO₃^-也能氧
化Cu”，并设计实验进行探究。
已知：

水解反应	平衡常数（K）
Fe^3++ 3H2O  Fe(OH)3 + 3H^+	7.9 × 10^-4
Fe^2++ 2H2O  Fe(OH)2 + 2H^+	3.2 × 10^-10
Cu^2++ 2H2O  Cu(OH)2 + 2H^+	3.2 × 10^-7

请回答：
（1）稀硝酸和Cu反应的化学方程式为                                       。
（2）请利用所提供的试剂，帮助乙同学完成实验方案设计。
试剂：0.5mol/L Fe(NO₃)₃溶液、Cu片、精密pH试纸（0.5～5.0）、稀硝酸
方案：                                                                      
（3）丙同学分别实施了甲、乙两位同学的实验方案，并在实验过程中用pH计监测溶液pH
的变化，实验记录如下。

实验内容	实验现象
甲同学的实验方案	溶液逐渐变成蓝绿色， pH略有上升
乙同学的实验方案	无明显现象，pH没有明显变化。

①根据实验现象写出发生反应的离子方程式：                                。
②导致实验过程中溶液pH略有上升的可能原因是                             
（4）请你设计更简便可行的实验方案，帮助甲同学达到实验目的：                     

(共10分)某化学小组以环己醇制备环己烯（如下图），

（1）制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中，再加入lmL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，缓慢加热至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品。
①A中碎瓷片的作用是___________，导管B除了导气外还具有的作用是_________；
②试管C置于冰水浴中的目的是____________________________。
（2）制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在_________层(填上或下)，分液后用_________ (填字母)洗涤；
a．KMnO₄溶液      b．稀H₂SO₄         c．Na₂CO₃溶液
②再将环己烯按右图装置蒸馏，冷却水从_________口进入(填字母)。蒸馏时要加入生石灰，目的是___________________；

③收集产品时，控制的温度应在_________左右，实验制得的环己烯精品质量低于理论产量，可能的原因是______(填字母)；  
a．蒸馏时从70℃开始收集产品                 
b．环己醇实际用量多了
c．制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
（3）以下区分环己烯精品和粗品的方法，合理的是_________(填字母)。
a．用酸性高锰酸钾溶液        b．用金属钠          c．测定沸点

现拟在实验室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁(Mg₃N₂)。已知实验中可能会发生下列反应：①2Mg+O₂2MgO；②3Mg+N₂Mg₃N₂；
③2Mg+CO₂2MgO+C ④Mg+H₂OMgO+H₂↑ ⑤Mg₃N₂ +6H₂O ===3Mg(OH)₂+2NH₃↑
可供选择的装置和药品如下页图所示(镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相连)。

回答下列问题；
(1)     在设计实验方案时，除装置A、E外，还应选择的装置(填字母代号)及其目的分别为（可不填满）

装置	目的

 (2)连接并检查实验装置的气密性。实验开始时，打开自来水的开关，将空气从5升的储气瓶压入反应装置，则气流流经导管的顺序是(填字母代号)______                 ；
(3)通气后，应先点燃       处的酒精灯，再点燃       处的酒精灯；如果同时点燃A、
F装置的酒精灯，对实验结果有何影响?________                             __；
(4)请设计一个实验，验证产物是Mg₃N₂，写出操作步骤、现象和结论：_____________。

为防止碘缺乏病，通常在食盐中加入KIO₃。
（1）用淀粉碘化钾溶液和稀硫酸可定性检验出食盐中的IO₃^－，表示该反应的离子方程
式是________________________________________，
（2）上述反应生成的I₂可用四氯化碳检验。向碘的四氯化碳溶液中加入Na₂SO₃稀溶液
将I₂还原，又可以回收四氯化碳。Na₂SO₃稀溶液与I₂反应的离子方程式是                。
(3）已知：I₂＋2S₂O₃^2－＝2I^－＋S₄O₆^2－。
某课外活动小组为测定混有MgCl₂的食用加碘盐中所含MgCl₂、KIO₃的含量，按下图所示实验步骤进行实验。

请回答下列问题：
①写出B和C的化学式：B            ，C                。
②滴定时，判断滴定达到终点的现象是                                  。
③KIO₃的质量分数是                                （列出计算式）。
④使所测MgCl₂的质量分数可能偏高的操作是（填写字母）            
A 过滤后未洗涤所得沉淀，直接烘干灼烧
B 在敞口容器中用托盘天平称量样品时，操作时间过长
C 沉淀灼烧不彻底

（本题8分）如图所示，将甲、乙两个装有不同物质的针筒用导管连接起来，将乙针筒内的物质压到甲针筒内，进行下表所列的不伺实验（气体在同温同压下测定）。

试回答下列问题：

（1）实验1中，沉淀最终变为：           色，写出沉淀变色的化学方程式        。
（2）实验2中，已知：3Cl2+2NH3=N2+6HCl。甲针筒除活塞有移动, 针筒内有白烟产生外，气体的颜色变化为     ，最后两个针筒中共剩余气体的体积约为     mL。

为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，某同学设计的实验方案如下：

请回答：
（1）操作①用到的玻璃仪器有                     。
（2）写出反应①的化学方程式                   　，
反应②的离子反应方程式                     。
（3）在滤渣E中加入稀硫酸和试剂Y制胆矾晶体是一种绿色化学工艺，试剂Y为无色液体，反应④的总化学方程式是                      。

某同学进行实验研究时，欲配制1．0 mol·L^－1 Ba（OH）₂溶液，但只找到在空气中暴露已久的Ba（OH）₂·8H₂O试剂（化学式量：315）。在室温下配制溶液时发现所取试剂在水中仅部分溶解，烧杯中存在大量未溶物。为探究其原因，该同学查得Ba（OH）₂·8H₂O在283 K、293 K和303 K时的溶解度（g/100 g H₂O）分别为2．5、3．9和5．6。
（1）假设试剂由大量Ba（OH）₂·8H₂O和少量BaCO₃组成。设计实验方案，进行成分检验。写出实验步骤、预期现象和结论。（不考虑结晶水的检验；室温时BaCO₃饱和溶液的pH＝9．6）
限选试剂及仪器：稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得滤液和沉淀。
步骤2：取适量滤液于试管中，滴加稀硫酸。
步骤3：取适量步骤1中的沉淀于试管中，________。
步骤4：

（2）将试剂初步提纯后，准确测定其中Ba（OH）₂·8H₂O的含量。实验如下：
①配制250 mL约0．1 mol·L^－1 Ba（OH）₂溶液：准确称取w克试样，置于烧杯中，加适量蒸馏水，________，将溶液转入________中，洗涤，定容，摇匀。
②滴定：准确量取25．00 mL所配Ba（OH）₂溶液于锥形瓶中，滴加指示剂，将______（填“0．020”、“0．05”、“0．1980”或“1．5”）mol·L^－1盐酸装入50 mL酸式滴定管，滴定至终点，记录数据。重复滴定2次。平均消耗盐酸V mL。
③计算Ba（OH）₂·8H₂O的质量分数＝________（只列出算式，不做运算）。
（3）室温下，_______（填“能”或“不能”）配制1．0 mol·L^－1 Ba（OH）₂溶液。

某研究性学习小组的同学利用下图来验证某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）反应前先打开A部分的活塞K₁，持续通入一段时间的N₂，理由是____________
若装置中缺少B部分，会影响验证的结果，其原因是__________________
（3）反应结束后，打开活塞K₂，并通入O₂，若有NO产生，则D产生的现象是_______________________________
（4）实验测得的数据如下：合金质量15.0g，13.5mol/LHNO₃40mL；实验后A溶液：V=40mL，c（H⁺）=1.0mol/L，假设反应中硝酸无挥发也没有分解。则反应中消耗的HNO₃物质的量为_____mol；
（5）利用A装置中反应后溶液也可确定铜的质量分数，方法是取出A中的反应的溶液，向其中加入足量的_____溶液，然后进行的操作的步骤分别是______________。

醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法。实验室制备溴乙烷和1-溴丁烷的反应如下：
NaBr+H₂SO₄HBr+NaHSO₄       ①
R-OH+HBr  R-Br+H₂O          ②
可能存在的副反应有：醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚，Br^—被浓硫酸氧化为Br₂等。有关数据列表如下；

	乙醇	溴乙烷	正丁醇	1-溴丁烷
密度/g·cm^-3	0．7893	1．4604	0．8098	1．2758
沸点/℃	78．5	38．4	117．2	101．6

请回答下列问题：
（1）溴乙烷和1-溴丁烷的制备实验中，下列仪器最不可能用到的是     。（填字母）
a．托盘天平    b．量筒    c．烧杯    d．漏斗            
（2）将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水，振荡后静置，产物在        （填“上层”、“下层”或“不分层”）。
（3）制备操作中，加入的浓硫酸必需进行稀释，所起目的是           。（填字母）
a．减少副产物烯和醚的生成         b．减少Br₂的生成
c．减少HBr的挥发                 d．水是反应的催化剂            
（4）制取1-溴丁烷时副发应脱水生成醚化学方程式是                          。
（5）欲除去溴代烷中的少量杂质Br₂，下列物质中最适合的是           。（填字母）
a．NaI    b．NaOH    c．NaHSO₃    d．KCl
（6）在制备溴乙烷时，采用边反应边蒸出产物的方法，其有利于反应②向右移动；
但在制备1-溴丁烷时却不能边反应边蒸出产物，其原因是                   。
（7）下列几项实验步骤，可用于检验溴乙烷中溴元素，其正确的操作顺序是：
取少量溴乙烷，然后__________________（填代号）。
①加热；②加入AgNO₃溶液；③加入稀HNO₃酸化；④加入NaOH溶液；⑤冷却

(14分)某校化学小组学生利用下图所示装置进行“乙二酸（俗名草酸）晶体受热分解”的实验，并验证分解产物中有CO2和CO（图中夹持装置已略去）。（已知草酸钙难溶于水，草酸沸点150℃）

（1）装置C的作用是______________________，装置E的作用是 _____________________
（2）乙二酸受热分解的反应方程式是                                                 
（3）①证明分解产物中有CO2的现象是                                              
②证明分解产物中有CO的现象是                                                
（4）该装置有不足之处，请写出弥补不足之处的理由和具体方法：
                                                                       

用98%的浓硫酸(其密度为1.84g/cm^-3)配制500mL 1.0mol·L^－1稀硫酸,若实验仪器有:
A．蒸馏烧瓶            B．托盘天平          C．玻璃棒               D．50mL烧杯
E.10mL量筒        F．圆底烧瓶      G．100mL量筒     H．分液漏斗
（1）需量取浓硫酸的体积为       mL。
（2）实验时必须选用的仪器有(填序号)                ，除此还必需的仪器有                 
（3）配制过程中，下列情况会使配制溶液的物质的量浓度偏高的是(填序号)        
①定容时俯视刻度线观察液面     ②用量筒取浓硫酸时，仰视读数
③定容摇匀后有少量溶液流出     ④用未干燥的量筒取浓硫酸
⑤配制前容量瓶中有水滴
（4）若实验过程中出现如下情况如何处理？加蒸馏水时不慎超过了刻度            ；向容量瓶中转移溶液时不慎有液滴掉在容量瓶外面          。
（5）在容量瓶使用方法中,下列操作不正确的是(填序号)                
A．使用容量瓶前检查它是否漏水
B．容量瓶用蒸馏水洗净后，再用待配液润洗
C．将氢氧化钠固体放在天平托盘的滤纸上,准确称量并放入烧杯中溶解后,立即注入容量瓶中
D．将准确量取的18.4mol·L^－1的硫酸，注入已盛有30mL水的100mL的容量瓶中，加水至刻度线
E.定容后塞好瓶塞,用食指顶住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒转摇匀

某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置（如图），以环己醇制备环己烯
 
（1）制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中，再加入lmL浓硫酸，摇匀后放入碎瓷片，控制水浴温度在85^oC左右，缓慢加热至反应完全，在试管C内得到环己烯粗品。

①上面的制备装置中，还缺少的玻璃仪器是             ，导管B除了导气外还具有的作用是            。
②试管C置于冰水浴中的目的是                            。
（2)制备精品（用下图）
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。加入饱和食盐水，振荡、静置、分层，环己烯在       层(填上或下)，分液后用           (填入编号)洗涤。
a．KMnO₄溶液      b．稀H₂SO₄        c．Na₂CO₃溶液
②再将环己烯按下图装置蒸馏，冷却水从          口（填上或下）进入。蒸馏时要加入生石灰，目的是                 。

③收集产品时，控制的温度应在         左右，实验制得的环己烯精品质量低于理论产量，可能的原因是（    ）
a．蒸馏时从70℃开始收集产品
b．环己醇实际用量多了
c．制备粗品时环己醇挥发随产品一起蒸出
（3）以下区分环己烯精品和粗品的方法，合理的是             。
a．用酸性高锰酸钾溶液     b．用溴水      c．测定沸点