高中化学实验题

新型陶瓷氮化铝可用Al₂O₃高温还原法制备：，用该法制得的产品中常含有少量杂质。某同学拟通过下列实验装置测定产品中AIN的纯度。
已知：AIN溶于强碱时会生成NH₃。

（1）从原料角度分析，AIN中的杂质可能是   ，装置A中产生气体的化学方程式为       。
（2）装置B中的试剂是____；装置C中长颈漏斗的作用是         。
在上图右边的方框中，画出所缺装置图，并注明装置中的试剂。
（3）充分反应后，需打开K₁，通入一段时间N₂，其目的是          。
（4）若样品的质量为mg，实验前后装置C增重ng，则样品中AIN昀纯度为         。

二氧化硫和氮的氧化物是重要的化工原料，同时也是造成大气污染的主要物质。对其性质的研究是化学的重要任务。
（1）硫酸生产中，SO₂催化氧化生成SO₃：
2SO₂(g)＋O₂(g)2SO₃(g)
某温度下，SO₂的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如右图所示。根据图示回答下列问题：

①将2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于10L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa。该反应的平衡常数等于_____。
②平衡状态由A变到B时．平衡常数K(A)_______K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（2）N₂O₅在四氯化碳溶液中的分解反应为：2N₂O₅＝4NO₂＋O₂。实验测得在67℃时反应体系中N₂O₅的物质的量浓度随时间的变化如下表所示。

t/min	0	1	2	3	4	5
c(N2O5)/mol·L^—1	1.00	0.71	0.50	0.35	0.25	0.17

①实验进行的前1分钟和最后1分钟，用N₂O₅的物质的量浓度变化表示的平均反应速率分别是   、   。
②实验进行的最后1分钟，用NO₂的物质的量浓度变化表示的平均反应速率是   ；5分钟时NO₂的物质的量浓度是       。
（3）用CH₄催化还原NO_x可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH₄(g)＋4NO₂(g)＝4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)   △H＝－574 kJ·mol^－1
CH₄(g)＋4NO(g)＝2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)    △H＝－1160 kJ·mol^－1
若用标准状况下4.48L CH₄还原NO₂至N₂，整个过程中放出的热量为____kJ。

(14分)硫酸工业尾气中二氧化硫的含量超过0.05%(体积分数)时需经处理后才能排放。某校化学兴趣小组欲测定某硫酸工厂排放尾气中二氧化硫的含量，分别采用以下方案：
[甲方案]：如图所示，图中气体流量计B用于准确测量通过的尾气体积。将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定SO₂的含量。当洗气瓶C中溶液蓝色消失时，立即关闭活塞A。

(1)洗气瓶C中导管末端连接一个多孔球泡D，可以提高实验的准确度，其理由是_______________________________________。
(2)洗气瓶C中溶液蓝色消失后，没有及时关闭活塞A，测得的SO₂含量____________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
[乙方案]：实验步骤如下面流程图所示：

(3)步骤①中过量H₂O₂的作用是                                        
(4)写出步骤②中反应的化学方程式_______________________________________
(5)步骤②中Ba(OH)₂是否足量的判断方法是________________________________
(6)通过的尾气体积为V L(已换算成标准状况)时，该尾气中二氧化硫的含量(体积分数)为__________________________(用含有V、m的代数式表示)。

(16分）双安妥明是一种降血脂药物，主要用于降低血液中胆固醇浓度，安全，副作用小，其结构简式为：
已知：

双安妥明的合成路线如下：

已知：C的摩尔质量是同温同压下氢气质量的28倍；I能发生银镜反应且1mol I能与2molH2S生加成反应；K的结构具有对称性。试回答下列问题：
(1)双安妥明的分子式为：_____________。
(2)E的结构简式为：________________________
(3)反应②的条件是__________________
(4)J与新制氢氧化铜发生反应的化学方程式为：__________________
(5)反应④的化学方程式为：______________________________
(6)符合下列3个备件的H的同分异构体有____________种,①能与FeCl3溶液显色；②苹环上只有2个取代基：③1mol该物质最多可消耗3mol NaOH,其中氢原子共有五种不同环境的是（写结构筒式）____________

(14分）在工业生产和日常生活中有重要用途。 I.工业上用钛矿石(,含等杂质）经过下述反应制得：

其中，步骤②发生的反应为：
(1)净化钛矿石时，是否需要除去杂质FeO? ______ (填“需要”或“不需要”)。
(2)  净化钛矿石时，需用浓氢氧化钠溶液来处理，写出该过程中发生反应的化学方程式: __________________
II. TiO2可通过下述两种方法制备金属钛：
“方法一”是电解TiO2来获得Th将处理过的TiO2作阴极，石墨为阳极，熔融CaO为电解液，用碳块作电解槽池。
(3)阴极反应的电极反应式为__________________
“方法二”是先将TiO2与 Cl2、C反应得到TiCl4,再用镁还原得到TL因下述反应难于发生：
所以不能直接由Ti02和Cl2反应（即氯化反应）来制取TiCl4。当往氯化反应体系中加入碳后，碳与上述反应发生耦合，使得反应在高温条件下能顺利进行。
(4)  己知:
请写出与Cl2、C反应制取TiO4的热化学方程式：____________
(5)从化学平衡的角度解释：往氯化反应体系中加入碳时，氯化反应能顺利进行的原因________________________________________________

某强酸性溶液X中含有Ba²⁺、A l³⁺、NH₄⁺、Fe^2＋、Fe³⁺、CO₃^2—、SO₃^2—、SO₄^2—、Cl^—、NO₃^—中的一种或几种，取该溶液进行连续实验，实验过程如下：

根据以上信息，回答下列问题：
（1）上述离子中，溶液X中除H^＋外还一定含有的离子是____________________，不能确定的阳离子是___________，若要用实验证明该离子一定不存在，其最可靠的化学方法是________________________________________________________。
（2）沉淀G的化学式为_____________。
（3）写出下列反应的离子方程式：
①中生成气体A：_______________________________________。
②生成沉淀I：_______________________________________________。
（4）假设测定A、F、I均为0．01mol，10mL X溶液中n（H^＋）＝0．04mol，且不能确定含有的离子只有一种。当X溶液中不能确定离子是_________，沉淀C物质的量___________。

高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种新型、高效、多功能水处理剂，且不会造成二次污染。已知高铁酸盐热稳定性差，工业上用湿法制备高铁酸钾的基本流程如下图所示：


（1）在农业生产中，滤液1可用作         ▲         。
（2）上述氧化过程中，发生反应的离子方程式是：          ▲        ，控制反应温度30℃以下的原因是：            ▲               。
（3）结晶过程中加入浓KOH溶液的作用是：           ▲           。
（4）某温度下，将Cl₂通入KOH溶液中，反应后得到KCl、KClO、KClO₃的混合溶液，经测定ClO^－与ClO₃^－离子的物质的量之比是1：2，则Cl₂与氢氧化钾反应时，被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为      ▲     。
（5）实验测得铁盐溶液的质量分数、反应时间与K₂FeO₄产率的实验数据分别如图1、图2所示。为了获取更多的高铁酸钾，铁盐的质量分数应控制在    ▲    附近、反应时间应控制在      ▲      。

活性ZnO在橡胶、塑料、涂料工业中有重要应用，一种由粗ZnO（含FeO、CuO）制备活性ZnO的流程如下（已知：碱式碳酸锌经焙烧可制得活性ZnO）：

已知：几种离子生成氢氧化物沉淀时的pH如下表：

待沉淀离子	Fe^2^＋	Fe^3^＋	Zn^2^＋	Cu^2^＋
开始沉淀时pH	6.34	1.48	6.2	5.2
完全沉淀时pH	9.7	3.2	8.0	6.4

请问答下列问题：
（1）步骤A加H₂O₂发生反应的离子方程式是           ▲         ，该步骤需控制溶液pH的范围是       ▲      。
（2）A溶液中主要含有的溶质是      ▲      。
（3）碱式碳酸锌经焙烧制得活性ZnO的反应△H＞0，该反应能自发进行的原因是：△S    ▲   （选填“=”、“＞”、“＜”）0。
（4）若经处理后的废水pH＝8，此时Zn^2＋的浓度为      ▲    mg/L（常温下，K_sp[Zn(OH)₂]＝1.2×10^-17）。

食盐中含有一定量的镁、铁等杂质，加碘盐中碘的损失主要是由于杂质、水分、空气中的氧气以及光照、受热而引起的。已知：氧化性：＞Fe^3＋＞I₂；还原性：＞I^－；3I₂＋6OH^－＋5I^－＋3H₂O； KI＋I₂KI₃
（1）某学习小组对加碘盐进行如下实验：取一定量某加碘盐(可能含有KIO₃、KI、Mg^2＋、Fe^3＋)，用适量蒸馏水溶解，并加稀盐酸酸化，将所得溶液分为3份。第一份试液中滴加KSCN溶液后显红色；第二份试液中加足量KI固体，溶液显淡黄色，用CCl₄萃取，下层溶液显紫
红色；第三份试液中加入适量KIO₃固体后，滴加淀粉试剂，溶液不变色。
①加KSCN溶液显红色，该红色物质的化学式是_________；CCl₄中显紫红色的物质的电子式是___________________。
②第二份试液中加入足量KI固体后，反应的离子方程式为_________________________、
______________________________________。
（2）KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，由于空气中氧气的作用，容易引起碘的损失。
写出潮湿环境下KI与氧气反应的化学方程式：_____________________________。
（3）当把KI作为加碘剂的食盐在保存过程中，为了提高加碘盐（添加KI）的稳定性，可加稳定剂减少碘的损失。下列物质中有可能作为稳定剂的是___________________。
A．Na2S₂O₃                B．AlCl₃        C ．NaNO₂
（4）对含Fe^2＋较多的食盐(假设不含Fe^3＋)，可选用KI作为加碘剂。请设计实验方案检验该加碘盐中的Fe²⁺                     

(12分)某化学兴趣小组在实验室制取漂白粉，并探究氯气与石灰乳反应的条件和产物。已知：①二氧化锰与浓盐酸反应可制备氯气，同时生成MnCl₂。②氯气和碱的反应为放热反应。温度较高时，氯气和碱还能发生如下反应：3Cl₂+6OH^－5Cl^－+ClO₃^－+3H₂O。该兴趣小组设计了下列实验装置，进行实验。

请回答下列问题：
（1）①甲装置用于制备氯气，其反应的化学方程式是         ；乙装置的作用是______。
②该兴趣小组用100mL 12mol/L盐酸与 8.7gMnO₂制备氯气，并将所得氯气与过量的石灰乳反应，则理论上最多可制得Ca(ClO)₂______________g。
（2）小组成员发现，产物中Ca(ClO)₂的质量明显小于理论值。为了探究反应条件对产物的影响，他们另取一定量的石灰乳，缓慢。匀速地通入足量氯气，得出了ClO^－、ClO₃^－两种离子的物质的量（n）与反应时间(t)的关系曲线，粗略表示为下图（不考虑氯气和水的反应）。①图中曲线I表示_____________离子的物质的量随反应时间变化的关系。
②所取石灰乳中含有Ca(OH)₂的物质的量为______________mol。

（3）为了提高Ca(ClO)₂的产率，可对丙装置作适当改进。请你给出一种改进方法：______。

(15分)有甲、乙两个探究性学习小组，他们拟用小颗粒状铝硅合金与足量稀硫酸的反应测定通常状况(约20℃，1atm)下气体摩尔体积的方法。
(1)甲组同学拟选用图27题-l的实验装置完成实验：

①铝硅合金与足量稀硫酸的反应的离子方程式__________________________________。
②该组同学必须选用的装置的连接顺序是A接(  )(  )接(  )(  )接(  )(填接口字母，可不填满。)
③实验开始时，先打开分液漏斗上口的玻璃塞，再轻轻打开其活塞，过一会儿后稀硫酸就不能顺利滴入锥形瓶。请你帮助分析原因_________________________________________
____________________________________________________________________________。
④实验结束时，测量实验中生成氢气的体积时应注意：a．待实验装置
冷却到(约20℃，1atm)后，上下移动量筒，使其中液面与广口瓶中
液面相平，b．______________________________________。
(2)乙组同学仔细分析甲组同学的实验装置后，认为：稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。于是他们设计了图27题-2所示的实验装置。

装置中导管a的作用是
____________________________________________________
_____________________________________________________。
②实验中准确测得4个数据：实验前铝硅合金的质量m1g，实验后残留固体的质量m2g，实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1mL、V2mL。则通常状况时气体摩尔体积Vm=_______L·moL-1。

工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动： 
[探究一]（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移入硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是               。
（2）另取铁钉6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe³⁺外还可能含有Fe²⁺。若要确认其中的Fe²⁺，应选用    (填序号）。
a．KSCN溶液和氯水   b．铁粉和KSCN溶液  c．浓氨水   d．酸性KMnO₄溶液
②乙同学取336ml（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应的离子方程式为
                                           ，然后再加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体2．33g。由于此推知气体Y中SO₂的体积分数为                   。
[探究二]分析上述实验中SO₂体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含有H₂和Q气体。为此设计了下列探究实验状置（图中夹持仪器省略）。
  （3）装置B中试剂的作用是                       。
（4）认为气体Y中还含有Q的理由是                            （用化学方程式表示）。
（5）为确认Q的存在，需在装置中添加M于              （选填序号）。
a．A之前    b．A-B间          c．B-C间    d．C-D间
（6）如果气体Y中含有H₂，预计实验现象应是                       。

(11分) 已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质（与酸不反应）。某化学兴趣小组在实验室条件下用以硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法实现了粗铜的提纯，并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定。
步骤一：电解精制：
请回答以下问题：
电解时，粗铜应与电源的     极相连。阴极上的电极反应式为                。
电解过程中，硫酸铜的浓度会           （选填：变大、不变、变小）。
步骤二：电解完成后，该小组同学按以下流程对电解液进行处理：

（1）阳极泥的综合利用：
稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液，请你写出该步反应的离子方程式：          。
残渣含有极少量的黄金，如何回收金，他们查阅了有关资料，了解到了一些有关金的知识，以下是他们获取的一些信息：

序号	反应	平衡常数
1	Au + 6HNO3（浓）= Au(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2O	<< 1
2	Au^3++ 4Cl^— =" " AuCl4^—	>>1

从中可知，金很难与硝酸反应，但却可溶于王水（浓硝酸与盐酸按体积比1∶3的混合物），请你简要解释金能够溶于王水的原因：                                           。
（2）滤液含量的测定：
以下是该小组探究滤液的一个实验流程：

则100mL滤液中Cu²⁺的浓度为         mol·L^—1，Fe²⁺的浓度为        mol·L^—1

(16分)硫酸亚铁晶体（FeSO₄·7H₂O）在医药上作补血剂。某课外小组拟用KMnO₄溶液滴定的方法，测定该补血剂中铁元素的含量，进行了如下实验：

[查阅资料]
在酸性条件下，用KMnO₄标准溶液进行氧化还原滴定，可以测定Fe²⁺的含量。反应的离子方程式是：Fe²⁺+MnO₄^-+H⁺——Fe³⁺+Mn²⁺+H₂O（未配平）
[准备实验用品]
①仪器：a.电子天平，b.滴定管，c.100mL量筒，d.烧杯，e.漏斗，f.容量瓶（100 mL、 250mL），g.锥形瓶，h.玻璃棒，i.药匙，j.烧瓶，k.铁架台（带滴定管夹），l.胶头滴管。
[实验记录]
[交流与讨论]
（1）准备的实验用品中，一定不需要的仪器有（填序号）      ；不需要的试剂有（填序号）      。
（2）本实验所用的KMnO₄标准溶液的物质的量浓度为                。
（3）课外小组里有位同学设计了下列四种滴定方式（夹持部分略去），引起了同学们的讨论，最后取得共识，认为最合理的是            （填字母序号）。

（4）判断滴定终点的依据是                                                 。
（5）若在接近滴定终点时，用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下，再继续滴定至终点，则所测得的补血剂中铁元素的含量        （偏大、偏小、无影响）。
（6）根据实验数据，计算该补血剂中铁元素的质量分数          。

下表是实验室制备气体的有关内容：

（1）上述气体中，从反应中有无电子转移的角度看，明显不同于其他气体的是       ，写出实验室制取该气体的化学方程式                        。
（2）根据表中所列实验原理，从下列装置中选择合适的发生装置，将其编号填入上表的空格中。   

（3）若用上述制备O₂的装置制备NH₃，应选择的试剂为              。
（4）在浓CaCl₂溶液中通人NH₃和CO₂可以制得纳米级碳酸钙，制取时应先通入的气体是   ，制取纳米级碳酸钙的化学方程式为                。试设计简单的实验方案，判断所得碳酸钙样品颗粒是否为纳米级                       。
（4）制备Cl₂需用8mol·L^-1的盐酸100mL，现用12mol·L^-1的盐酸来配制。
①需要用量筒量取12mol·L^-1的盐酸的体积为             mL；
②实验室提供有如下仪器，为完成配制需要选择的仪器为（填序号）       
A．100mL量筒           B．托盘天平               C．玻璃棒                   D．50mL容量瓶
E．10mL量筒             F．胶头滴管                G．100mL烧杯           H．100mL容量瓶
③下列实验操作中。不正确的是       （填写标号）。
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，再用待配溶液润洗
C．配制溶液时，用量筒量取浓盐酸并沿玻璃棒倒入容量瓶中，缓慢加人蒸馏水到距离刻度线1～2cm处，改用胶头滴管滴加蒸馏水直到凹液面的最低点和刻度线相平
D．定容后盖好瓶塞，用食指顶住瓶塞，用另一只手托住瓶底，把容量瓶倒转和摇动多次