高中化学实验题

锶（Sr）为第五周期ⅡA族元素，其化合物六水氯化锶（SrCl₂·6H₂O）是实验窒重要的分析试剂，工业上常用天青石（主要成分为SrSO₄）为原料制备，生成流程如下：

已知：①经盐酸浸取后，溶液中除含有Sr²⁺和Cl^-外，还含有少量Ba²⁺杂质；
②SrSO₄、BaSO₄的溶度积常数分别为3.3×10^-7、1.1×10^-10；
③SrCl₂•6H₂O的摩尔质量为：267g/mol．
（1）天青石焙烧前先研磨粉碎，其目的是_________________
（2）隔绝空气高温焙烧，若0.5mol SrSO₄中只有S被还原，转移了4mol电子．写出该反应的化学方程式_________________
（3）为了得到较纯的六水氯化锶晶体，过滤2后还需进行的两步操作是_________________
（4）加入硫酸的目的是_________________；为了提高原料的利用率，滤液中Sr²⁺的浓度应不高于__________  mol/L（注：此时滤液中Ba²⁺浓度为1×10^-5 mol/L）。
（5）产品纯度检测：称取1.000g产品溶解于适量水中，向其中加入含AgNO₃ 1.100×10^-2mol的AgNO₃溶液（溶液中除Cl^-外，不含其它与Ag⁺反应的离子），待Cl^-完全沉淀后，用含Fe³⁺的溶液作指示剂，用0.2000mol/L的NH₄SCN标准溶液滴定剩余的AgNO₃，使剩余的Ag⁺以AgSCN白色沉淀的形式析出。①滴定反应达到终点的现象是_________________；
②若滴定过程用去上述浓度的NH₄SCN溶液20.00mL，则产品中SrCl₂•6H₂O的质量百分含量为_______（保留4位有效数字）。

肼是重要的化工原料。某探究小组利用下列反应制取水合肼（N₂H₄·H₂O）。
CO(NH₂)+2NaOH+NaClO═Na₂CO₃+N₂H₄•H₂O+NaCl
NaClO过量时，易发生N₂H₄•H₂O+2NaClO═N₂↑+2NaCl+3H₂O
实验一：制备NaClO溶液．（实验装置如图1所示）

（1）配制30%NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外，还有______________（填标号）；
A．容量瓶      B．烧杯      C．烧瓶      D．玻璃棒
（2）锥形瓶中发生反应的化学方程式是______________；
实验二：制取水合肼．（实验装置如图2所示）
控制反应温度，将分液漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中，充分反应．加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液，收集108～114℃馏分。
（已知：N₂H₄•H₂O+2NaClO═N₂↑+3H₂O+2NaCl）
（3）分液漏斗中的溶液是_______（填标号）；
A．CO(NH₂)₂溶液
B．NaOH和NaClO混合溶液
选择的理由是______________；
实验三：测定馏分中肼含量
称取馏分5.000g，加入适量NaHCO₃固体，加水配成250mL溶液，移出25.00mL，用0.1000mol•L^-1的I₂溶液滴定．滴定过程中，溶液的pH保持在6.5左右。（已知：N₂H₄•H₂O+2I₂═N₂↑+4HI+H₂O）
（4）滴定过程中，NaHCO₃能控制溶液的pH在6.5左右，用离子方程式解释其原因______________；
（5）实验测得消耗I₂溶液的平均值为18.00mL，馏分中水合肼（N₂H₄•H₂O）的质量分数为___________；

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按如图组装仪器，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中的药品都为碱石灰（详见图示，夹持仪器省略）
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）测的反应后装置B增重1.35g，则铁矿石中氧的百分含量为__________________；
（3）若将H₂换成CO，则还需补充___________装置。
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液润洗
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^-1KI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_______________。

高纯MnCO₃是制备高性能磁性材料的主要原料。实验室以MnO₂为原料制备少量高纯MnCO₃的操作步骤如下：
（1）制备MnSO₄溶液：在烧瓶中（装置见右图）加入一定量MnO₂和水，搅拌，通入SO₂和N₂混合气体，反应3h。停止通入SO₂，继续反应片刻，过滤.

①写出左边集气瓶的作用                       。
②石灰乳的作用是:                       （用化学方程式表示）
③写出MnO₂和H₂SO₃反应的离子反应方程式                      。
④反应过程中，为使SO₂尽可能转化完全，在通入SO₂和N₂比例一定、不改变固液投料的条件下，可采取的合理措施有          (选择选项填空)。
a．缓慢通入混合气体 b．快速通入混合气体c．控制适当的温度 d．高温加热
（2）制备高纯MnCO₃固体：已知MnCO₃难溶于水、乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解；Mn(OH)₂开始沉淀时pH=7.7。请补充由（1）制得的MnSO₄制备高纯MnCO₃的操作步骤【实验中可选用的试剂： Ca(OH)₂、NaHCO₃、Na₂CO₃、C₂H₅OH】。
① 边搅拌边加入Na₂CO₃，并控制溶液pH＜7.7；
②                                     ；
③ 检验SO₄^2-是否被洗涤干净。检验水洗是否合格的方法是                   。
④ 用少量C₂H₅OH洗涤，其目的是                                ；
⑤ 低于100℃干燥。

草酸钴用途广泛，可用于指示剂和催化剂的制备。一种利用水钴矿［主要成分为Co₂O₃，含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO、MgO、CaO等］制取CoC₂O₄·2H₂O工艺流程如下：

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Al³⁺等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Co(OH)2	Al(OH)3	Mn(OH)2
完全沉淀的pH	3．7	9．6	9．2	5．2	9．8

（1）浸出过程中加入Na₂SO₃的目的是将_____________还原（填离子符号）。
（2）NaClO₃的作用是将浸出液中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺，产物中氯元素处于最低化合价。该反应的离子方程式为____________。
（3）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示。滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是_________；使用萃取剂适宜的pH是______。

A．接近2．0          B．接近3．0         C．接近5．0
（4）“除钙、镁”是将溶液中Ca²⁺与Mg²⁺转化为MgF₂、CaF₂沉淀。已知K_sp(MgF₂)=7．35×10^-11、K_sp(CaF₂)=1．05×10^-10。当加入过量NaF后，所得滤液c(Mg²⁺)/ c (Ca²⁺)=           。

甲酸(HCOOH)是一种有刺激性气味的无色液体，有很强的腐蚀性。熔点8．4℃，沸点100．7℃，能与水、乙醇互溶，加热至160℃即分解成二氧化碳和氢气。
（1）实验室可用甲酸与浓硫酸共热制备一氧化碳：HCOOH H₂O＋CO↑，实验的部分装置如下图所示。制备时先加热浓硫酸至80℃～90℃，再逐滴滴入甲酸。

①从下图挑选所需的仪器，在虚线框中画出Ⅰ中所缺的气体发生装置(添加必要的塞子、玻璃管、胶皮管，固定装置不用画)，并标明容器中的试剂。

②装置Ⅱ的作用是_____________________________________________。
（2）实验室可用甲酸制备甲酸铜。其方法是先用硫酸铜和碳酸氢钠作用制得碱式碳酸铜，然后再与甲酸制得四水甲酸铜[Cu(HCOO)₂·4H₂O]晶体。相关的化学方程式是：
2CuSO₄＋4NaHCO₃===Cu(OH)₂·CuCO₃↓＋3CO₂↑＋2Na₂SO₄＋H₂O
Cu(OH)₂·CuCO₃＋4HCOOH＋5H₂O===2Cu(HCOO)₂·4H₂O＋CO₂↑
实验步骤如下：
I．碱式碳酸铜的制备：

①步骤ⅰ是将一定量CuSO₄·5H₂O晶体和NaHCO₃固体一起放到研钵中研磨，其目的是___________。
②步骤ⅱ是在搅拌下将固体混合物分多次缓慢加入热水中，反应温度控制在70℃～80℃，如果看到______(填写实验现象)，说明温度过高。
II．甲酸铜的制备：
将Cu（OH）₂·CuCO₃固体放入烧杯中，加入一定量热的蒸馏水，再逐滴加入甲酸至碱式碳酸铜恰好全部溶解，趁热过滤除去少量不溶性杂质。在通风橱中蒸发滤液至原体积的1/3时，冷却析出晶体，过滤，再用少量无水乙醇洗涤晶体2—3次，晾干，得到产品。
a、“趁热过滤”中，必须“趁热”的原因是                                 。
b、用乙醇洗涤晶体的目的是                                               。

由Fe₂O₃、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末，取样品进行下列实验(部 分产物略去)：


（1）取少量溶液X，加入过量的NaOH溶液，有沉淀生成。取上层清液，通入CO₂，
无明显变化，说明样品中不含有的物质是(填写化学式)                          。
（2）Z为一种或两种气体：
①若Z只为一种气体，试剂a为饱和NaHCO₃溶液，则反应Ⅰ中能同时生成两种气体的化学方程式是：                                 。
②若Z为两种气体的混合物，试剂a为适量水，则Z中两种气体的化学式是           。
（3）向Y中通入过量氯气，并不断搅拌，充分反应后，溶液中的阳离子是(填写离子符号)                。
（4）取Y中的溶液，调pH约为7，加入淀粉KI溶液和H₂O₂，溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol I^－时，共转移3 mol电子，该反应的离子方程式是：                。

锌是一种常用金属，冶炼方法有火法和湿法。
I．镓（Ga）是火法冶炼锌过程中的副产品，镓与铝同主族且相邻，化学性质与铝相似．氮化镓（GaN）是制造LED的重要材料，被誉为第三代半导体材料。
（1）Ga在元素周期表中的位置________________________。
（2）GaN可由Ga和NH₃在高温条件下合成，该反应的化学方程式为______________________。
（3） 下列有关镓和镓的化合物的说法正确的是_______________（填字母序号）。
A．一定条件下，Ga可溶于盐酸和氢氧化钠
B．常温下，Ga可与水剧烈反应放出氢气
C．Ga₂O₃可由Ga(OH)₃受热分解得到
D．一定条件下，Ga₂O₃可与NaOH反应生成盐
II．工业上利用锌焙砂（主要含Zn0、ZnFe₂O₄，还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物）湿法制取金属锌的流程如图所示，回答下列问题：

已知：Fe的活泼性强于Ni
（4）ZnFe₂O₄可以写成ZnO•Fe₂O₃，写出ZnFe₂O₄与H₂SO₄反应的化学方程式 ______________________。
（5）净化I操作分为两步：第一步是将溶液中少量的Fe²⁺氧化；第二步是控制溶液pH，只使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀．净化I生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是_______________。
（6）净化II中加入Zn的目的是______________________。
Ⅲ．(7)某化学课外小组拟用废旧电池锌皮（含杂质铁），结合下图信息从提供的试剂中选取适当试剂，制取纯净的ZnSO₄•7H₂O．

实验步骤如下：
①将锌片完全溶于稍过量的3mol•L^-1稀硫酸，加入_______（选填字母，下同）；
A．30%H₂O₂      B．新制氯水       C．FeCl₃溶液        D．KSCN溶液
②加入__________；
A．纯锌粉      B．纯碳酸钙粉末   C．纯ZnO粉末      D．3mol•L^-1稀硫酸
③加热到60℃左右并不断搅拌；
④趁热过滤得ZnSO₄溶液，再蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥．
其中步骤③加热的主要目的是__________________________。

【化学—选修2：化学与技术】
金属钒素有“合金维生素”之称，普通钢中加入少量的钒（V）能极大地改善钢的弹性和强度。工业上回收废钒催化剂（含有V₂O₅、VOSO₄、K₂SO₄、SiO₂）中的钒的主要流程如下：

回答下列问题：
（1）滤渣l的主要成分是________________；
（2）步骤②中发生反应的离子方程式为________________；
（3）步骤③的变化过程可简化为（HA表示有机萃取剂）
VOSO₄+（水层）+2HA₂（有机层）VOA₂（有机层）+H₂SO₄（水层），则步骤④中可选择硫酸作萃取剂的原因是________________；萃取和反萃取在实验室里用到的玻璃仪器有______和_____；
（4）该工艺流程中，可以循环利用的物质除了氨气以外，还有____________；
（5）调节溶液pH，可将（VO₂）SO₄转变成NH₄VO₃沉淀；25℃时，当PH为1.7～1.8时，钒沉淀率为98.8%；假设其它各步反应都完全进行，已知KC1O₃的还原产物是KCl，若每消耗1moiKC1O₃，理论上可回收金属钒___________g（计算结果保留一位小数）。

在无机化工中，硫酸亚铁铵[(NH₄)₂Fe(SO₄)₂]是制取其它铁系化合物的原料，如制取氧化伯系颜料、磁性材料和黄血盐等。某化学兴趣小组设计如下实验方案，探究(NH₄)₂Fe(SO₄)₂完全分解的产物。
已知：①隔绝空气受热完全分解是氧化还原反应。
②98%浓硫酸能顺利吸收SO₃。
Ⅰ．甲同学根据以下流程探究分解的部分产物，试回答下列问题：

（1）B装置预期的现象是_____；C装置的作用可能是______，D装置可以检验分解产物中是否含有_____。
（2）加热前先通一会儿N₂，再关闭气阀，其目的是_______。
Ⅱ．乙同学猜想(NH₄)₂Fe(SO₄)₂分解时可能生成了SO₃，为了验证他的猜想，小组同学又提供了如右图装置，试回答下列问题：

（3）不能选择E和F装置的原因是________。
（4）加热装置A与G、H连接并进行实验，请你提出需要改进的方案________。
（5）已知饱和SO₂水溶液中c(SO₃^2-)=6.0×10^-8mol•L^-1，Ksp(BaSO₃)=5.4×10^-7。通过计算判断在1.0mol•L^-1的BaCl₂溶液中，通入足量纯净的SO₂能否生成BaSO₃沉淀？
（6）当G中出现大量白色沉淀时，并不能说明A中生成了SO₃，理由是_______；为了进一步证明是否有SO₃生成，请你补充实验方案（不要求写具体的操作过程）_________。

【化学——选修2：化学与技术】
常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等，废弃后进入环境将造成严重危害。某化学兴趣小组拟采用如下处理方法回收废电池中的各种资源。

（1）填充物用60℃温水溶解，目的是                                  。
（2）操作A的名称为             。
（3）铜帽溶解时加入H₂O₂的目的是                            （用化学方程式表示）。铜帽溶解完全后，可采用_________方法除去溶液中过量的H₂O₂。
（4）碱性锌锰干电池电解质为KOH，总反应Zn+2MnO₂+2H₂O=2MnOOH+Zn(OH)₂，其负极的电极反应式为                        。
(5)滤渣的主要成分为含锰混合物，向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止。主要反应为2MnO(OH)+MnO₂+2H₂C₂O₄+3H₂SO₄=3MnSO₄+4CO₂↑+6H₂O。
①当1 mol MnO₂参加反应时，共有      mol电子发生转移。
②MnO(OH)与浓盐酸在加热条件下也可发生反应，试写出该应的化学方程式：         。
（6）锌锰干电池所含的汞可用KMnO₄溶液吸收。在不同pH下，KMnO₄溶液对Hg的吸收率及主要产物如下图所示：

根据上图可知：
①pH对Hg吸收率的影响规律是随pH升高，汞的吸收率             。
②在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是KMnO₄在酸性条件下       强。

某化学兴趣小组的同学为探究Fe(NO₃)₂等硝酸盐热分解产物和产物的性质，他们开展了如下探究性学习。
I．查阅资料，获取了相关知识信息：
金属的活泼性不同，其硝酸盐分解产物不同，依据金属活动顺序表：
（1）K→Na等活泼金属的硝酸盐分解生成亚硝酸盐和氧气，如：2NaNO₃2NaNO₂+O₂↑；
（2）Mg→Cu等较活泼金属的硝酸盐分解生成氧化物、NO₂和O₂，如：2Cu（NO₃）₂
2CuO+4NO₂↑+O₂↑；
（3）Hg以后不活泼金属的硝酸盐分解生成金属、NO₂和O₂，如：2AgNO₃2Ag+2NO₂↑+O₂↑．
Ⅱ．实验探究，在实验的基础上得到相关结论：
【实验一】探究Fe（NO₃）₂热分解固体产物中Fe元素的价态．该小组甲同学将Fe（NO₃）₂热分解固体产物溶于足量的稀H₂SO₄得到相应两份溶液，进行以下探究实验．
（1）提出猜想：猜想一：Fe元素只显+2价；
猜想二：Fe元素只显+3价；
猜想三：Fe元素既有+2价又有+3价。
（2）实验操作：①向一份溶液中滴入KSCN溶液；②向另一份溶液中滴入___________溶液。
（3）实验现象：实验①_________；实验②溶液不褪色。
（4）实验结论：猜想二成立，Fe（NO₃）₂分解的化学方程式是______________________。
【实验二】探究Fe（NO₃）₂热分解气体产物的性质．小组乙、丙同学进行了如图所示的实验（收集时操作恰当，几乎没有空气）：

实验步骤：①连接仪器；②检查装置气密性；③取一定质量Fe（NO₃）₂装于大试管中，并重新连接好仪器；④加热；⑤…
（1）乙同学使用Ⅰ装置收集气体，恰好收集到27mL红棕色气体。
（2）丙同学取等质量的Fe(NO₃)₂同样条件下热分解，并使用Ⅱ装置收集气体产物，可收集到_____ mL气体。【实验三】探究固体混合物的组成和特征．
（1）小组丁同学取KNO₃、Cu（NO₃）₂、Fe（NO₃）₂的混合粉末充分加热后用排水法未收集到任何气体，则KNO₃、Cu（NO₃）₂、Fe（NO₃）₂的物质的量之比可能是________（填字母序号）。

A．1：2：3

B．l：2：2

C．2：1：3

D．3：8：5

（2）若取按上述比例混合的固体硝酸盐1mol溶于200mL 3mol•L^-1的硫酸中，再向溶液中加入铜片，可溶解的铜的最大质量为__________g。

毒重石的主要成分BaCO₃(含Ca^2＋、Mg^2＋、Fe^3＋等杂质)，实验室利用毒重石制备BaCl₂·2H₂O的流程如下：

（1）毒重石用盐酸浸取前需充分研磨，目的是                     ；
直接蒸干BaCl₂溶液     （填“能”或“不能”）得到BaCl₂·2H₂O晶体。
（2）

	Ca^2^＋	Mg^2^＋	Fe^3^＋
开始沉淀时的pH	11.9	9.1	1.9
完全沉淀时的pH	13.9	11.1	3.2

加入NH₃·H₂O调节pH＝8可除去________(填离子符号)，滤渣Ⅱ中含________(填化学式)。加入H₂C₂O₄时应避免过量，原因是_____________________________。
已知：K_sp(BaC₂O₄)＝1.6×10^－7，K_sp(CaC₂O₄)＝2.3×10^－9。
（3）利用间接酸碱滴定法可测定Ba^2＋的含量，实验分两步进行。
已知：2CrO₄^2-＋2H^＋===Cr₂O₇^2-＋H₂O Ba^2＋＋CrO₄^2-===BaCrO₄↓
步骤Ⅰ 移取x mL一定浓度的Na₂CrO₄溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用b mol·L^－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为V₀ mL。
步骤Ⅱ：移取y mL BaCl₂溶液于锥形瓶中，加入x mL与步骤Ⅰ 相同浓度的Na₂CrO₄溶液，待Ba^2＋完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用b mol·L^－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V₁mL。BaCl₂溶液的浓度为________mol·L^－1。

某同学设计如下实验方案，以分离KCl 和BaCl₂两种固体混合物，试回答下列问题：

（1）操作①的名称是           ，操作②的名称是            。
（2）试剂a是           ，试剂b是           ，固体B是           。（填化学式）
（3）加入试剂a所发生反应的化学方程式为：                                                 。
加入试剂b所发生反应的化学方程式为：                                            。
（4）该方案能否达到实验目的：         。若不能，应如何改进（若能，此问不用回答）            。
（5）若要测定原混合物中KCl和BaCl₂的质量分数，除了要准确称量混合物的质量外，至少还要获得的数据是                 的质量。

某小组以废铁屑、稀硫酸、饱和(NH₄)₂SO₄溶液为原料，经过一系列反应和操作后，合成了浅蓝绿色晶体X．为确定其组成，进行如下实验。
   
Ⅰ.结晶水的测定：称取7.84g浅蓝绿晶体，加热至100℃失去结晶水，冷却至室温后，称重，质量为5.68g。
Ⅱ.NH₄⁺的测定：将上述5.68g固体置于如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10%NaOH溶液，通入氮气，用40.00mL 1mol•L^-1的硫酸溶液吸收产生氨气。蒸氨结束后取下接收瓶，用2mol•L^-1NaOH标准溶液滴定过剩的硫酸，到终点时消耗20.00mLNaOH溶液。
Ⅲ.铁元素的测定：将上述实验结束后三颈瓶中的物质全部倒入锥形瓶中，向其中加入适量3%H₂O₂的溶液，充分振荡后滤出沉淀，洗净、干燥、灼烧后，测得其质量为1.6g。回答下列问题：
（1）在实验I中，不可能用到的实验仪器是________（填正确答案标号）

A．烧杯

B．铁架台（带铁圈）

C．坩埚

D．蒸发皿 E.酒精灯 F.干燥器 G.托盘天平

（2）在实验Ⅱ中，通入氮气的目的是____________。
（3）在实验Ⅱ中，用NaOH标准溶液滴定过剩的硫酸时，应使用______式滴定管；可使用的指示剂为_______；若在滴加氢氧化钠溶液时有少量待测液溅出，会使测量值________。
（4）在实验中，检验沉淀是否洗净的方法是________________。
（5）根据上述实验数据计算，该浅蓝绿晶体的化学式为_____________，三颈瓶中发生反应的离子方程式为_________。