高中化学实验题

高锰酸钾是一种用途广泛的强氧化剂，实验室制备高锰酸钾所涉及的化学方程式如下：
MnO₂熔融氧化：3MnO₂+ KClO₃+ 6KOH  3K₂MnO₄+ KCl+3H₂O ；
K₂MnO₄歧化：3K₂MnO₄+ 2CO₂＝2KMnO₄+ MnO₂↓+2K₂CO₃。
已知K₂MnO₄溶液显绿色。请回答下列问题：
（1）MnO₂熔融氧化应放在               中加热（填仪器编号）。
①烧杯    ②瓷坩埚   ③蒸发皿    ④钨坩埚
（2）在MnO₂熔融氧化所得产物的热浸取液中通入CO₂气体，使K₂MnO₄歧化的过程在如图装置中进行，A、B、C、D、E为旋塞，F、G为气囊，H为带套管的玻璃棒。

①为了能充分利用CO₂，装置中使用了两个气囊。当试管内依次加入块状碳酸钙和盐酸后，关闭旋塞B、E，微开旋塞A， 打开旋塞C、D，往热K₂MnO₄溶液中通入CO₂气体，未反应的CO₂被收集到气囊F中。待气囊F收集到较多气体时，关闭旋塞          ，打开旋塞            ，轻轻挤压气囊F，使CO₂气体缓缓地压入K₂MnO₄溶液中再次反应，未反应的CO₂气体又被收集在气囊G中。然后将气囊G中的气体挤压入气囊F中，如此反复，直至K₂MnO₄完全反应。
②通入CO₂后，用玻璃棒蘸取溶液点在滤纸上，观察到                证明歧化反应已发生。
（3）将三颈烧瓶中所得产物进行过滤，将滤液倒入蒸发皿中，蒸发浓缩，自然冷却结晶，过滤，得到针状的高锰酸钾晶体。本实验应采用低温烘干的方法来干燥产品，原因是___________。
（4）利用氧化还原滴定法进行高锰酸钾纯度分析，原理为：
2MnO₄^－+5C₂O₄^2­－+16H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O
现称取制得的高锰酸钾产品7.245g，配成500mL溶液，用滴定管量取25.00 mL待测液，用0.1000 mol·L^－1草酸钠标准溶液液进行滴定，终点时消耗标准液体积为50.00mL（不考虑杂质的反应），则高锰酸钾产品的纯度为             （保留3位有效数字，已知M(KMnO₄)=158g·mol^－1）。若量取待测液的滴定管用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗或烘干，则最终测定结果将             。（填“偏大”、“偏小”、“不变”）

现有失去标签的两瓶无色溶液：氯化钠溶液和稀盐酸。某化学探究小组打算用物理和化学两种方法加以区别。请回答：
（1）化学方法 在不选用酸碱指示剂、pH试纸的情况下，按表中方法一（示例）填写。所选试剂须属于不同物质类别（单质、氧化物、酸、碱、盐、有机物等）。

	所选试剂	判别方法
方法一	锌	取少量样品分别与锌反应，有气体产生的是稀盐酸，没有的是氯化钠溶液。
方法二
方法三

（2）物理方法 同学小王使用了酒精灯和玻璃棒两种仪器，就把这两种无色溶液区分开了。请你猜测一下他的做法：
操作方法：                                                                    
判断方法：                                                                    

X、Y、Z、W四种常见化合物，其中X含有四种元素，X、Y、Z的焰色反应均为黄色，W为无色无味气体。这四种化合物具有下列转化关系(部分反应物、产物及反应条件已略去)：

请回答：
⑴W的化学式是____________________。
⑵X与Y在溶液中反应的离子方程式是_______________________________。
⑶①将4.48 L(已折算为标准状况)W通入100 mL3 mol/L的Y的水溶液后，溶液中的溶质是_______________。
②自然界中存在X、Z和H₂O按一定比例结晶而成的固体。取一定量该固体溶于水配成100 mL溶液，测得溶液中金属阳离子的浓度为0.5 mol/L。若取相同质量的固体加热至恒重，剩余固体的质量为                g。
⑷Ⅰ和Ⅱ中为X所含有的四种元素中的两种或三种组成的化合物，并利用下图装置(夹持固定装置已略去)进行实验，装置Ⅲ中产生白色沉淀，装置Ⅴ中可收集到一种无色助燃性气体。

①装置Ⅱ中物质的化学式是               。
②用X含有的四种元素中的两种组成的某化合物，在催化剂存在下制备并收集纯净干燥的装置Ⅴ中气体，该化合物的化学式是      ，所需仪器装置是         (从上图选择必要装置，填写编号)。

用工业FeCl₃粗品(含Ca、Mn、Cu等杂质离子)制取高纯铁红，实验室常用萃取剂X(甲基异丁基甲酮)萃取法制取高纯铁红的主要实验步骤如下：

已知：HCl(浓)+FeCl₃ HFeCl₄
试回答下列问题：
（1）用萃取剂X萃取，该步骤中：
①Ca、Mn、Cu等杂质离子几乎都在               (填“水”或“有机”)相。
②若实验时共用萃取剂X 120 mL，萃取率最高的方法是           (填字母)。
a．一次性萃取，120 mL  
b．分2次萃取，每次60 mL  
c．分3次萃取，每次40 mL
（2）用高纯水反萃取，萃取后水相中铁的存在形式是          (写化学式);反萃取能发生的原因是     。
（3）所得草酸铁沉淀需用冰水洗涤，其目的是                  。
（4）测定产品中铁的含量需经酸溶、还原为Fe²⁺，然后在酸性条件下用标准K₂Cr₂O₇溶液滴定，已知铬的还原产物为Cr³⁺，写出该滴定反应的离子方程式，并用单线桥标出电子转移的方向和数目        。

[化学——选修2:化学与技术](15分)草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂,用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如下：

回答下列问题:
（1）CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为    、  。
（2）该制备工艺中有两次过滤操作，过滤操作②的滤液是  和  ，滤渣是  。
（3）工艺过程中③和④的目的是                                                。
（4）有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯，其中含有的杂质主要是____________________。
（5）结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品0.250 g溶于水，用0.050 0 mol·L^-1的酸性KMnO₄溶液滴定，至浅粉红色不消褪，消耗KMnO₄溶液15.00 mL，反应的离子方程式为      ；列式计算该成品的纯度            。

工业上以粗食盐（含有少量Ca²⁺、Mg²⁺杂质）、氨、石灰石等为原料，可以制备Na₂CO₃ 。其过程如下图所示。

请回答：（1）在处理粗盐水的过程中，可加入石灰乳和纯碱作为沉淀剂，则所得滤渣的成分除过量的沉淀剂外还有___________________________________。
（2）将CaO投入含有大量的NH₄C1的母液中，能生成可循环使用的NH₃，该反应的化学方程式是__________________________________。
（3）向饱和食盐水中首先通入的气体是_______________________，过程III中生成NaHCO₃晶体的反应的化学方程式是_________________________________________________________。
（4）碳酸钠晶体失水的能量变化示意图如下：

Na₂CO₃·H₂O（s）脱水反应的热化学方程式是                                         。
（5）产品纯碱中常含有NaCl。取ag混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得bg固体。则该产品中Na₂CO₃的质量分数是                                  。
（6）熔融Na₂CO₃可作甲烷-空气燃料电池的电解质，该电池负极的反应式是_________________。

甲酸钠广泛用作催化剂和稳定合成剂，印染行业的还原剂，还可用于生产保险粉、草酸和甲酸。用电石炉废气（CO 75～90%，以及少量CO₂、H₂S、N₂、CH₄等）其合成部分工艺流程如下：

（1）上述工艺用碱液洗涤的目的是           ，可能发生的反应有            （列举两例）。
（2）上述合成工艺中采用循环喷射吸收合成，其目的是         ；最后排空的尾气主要成分是                      。
（3） 合成时，得到的HCOONa溶液溶质质量分数约为5%，合成塔反应液中分离出HCOONa·2H₂O的主要步骤有          、          、          ，再经洗涤干燥得到。
（4） 甲酸钠高温时分解制取草酸钠的化学方程式为      。
（5） 在甲酸钠、氢氧化钠混合溶液中通入二氧化硫气体，可得到重要工业产品保险粉（Na₂S₂O₄）同时产生二氧化碳，该反应离子方程式为               。

实验室可用MnO₂和KClO₃混合加热的方法制取氧气。现有下列仪器或装置：

Ⅰ．（1）A～D装置中，用作KClO₃为原料制氧气的反应装置是         （填序号）；
（2）排水法收集氧气，接口顺序是：氧气出口→     →     →g→h→烧杯（填序号）。
Ⅱ． KClO₃分解时尚有副反应，导致收集到的气体有异味．据推测，副产物可能是O₃、Cl₂、ClO₂中的一种或几种．资料表明：O₃、Cl₂、ClO₂的沸点依次为-111℃、-34℃和11℃，且O₃、ClO₂也能将KI氧化为I₂．为探究副反应气体产物的成分，将KClO₃分解产生的气体经干燥后通入下图装置进行实验：

（3）若要确认副产物中含Cl₂，F中应盛放      溶液。
（4）确定副产物中含有ClO₂的现象是                               。
（5）实验时若D中无现象，E中试纸变蓝，能否得出副产物含有O₃的结论？理由是          。
Ⅲ．ClO₂是饮用水消毒剂．用ClO₂处理过的饮用水（pH为5.5～6.5）除含有ClO₂外，常含有一定量对人体不利的ClO₂^-．为测定此饮用水中两者成分，进行如下实验：准确量取VmL水样加入到锥形瓶中，调节水样pH=8，加人足量KI晶体，发生如下反应：2ClO₂+2I^-═I₂+2ClO₂^-，反应结束后产生amol I₂；继续调节溶液pH=1，又发生如下反应：ClO₂^-+4H⁺+4I^-═2I₂+Cl^-+2H₂O，反应结束后叉产生b mol I₂。
（6）饮用水中c（ClO₂^-）=                mol•L^-1（用含字母的代数式表示）。

为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组用碳素钢(即铁和碳的合金)进行了以下探究活动：
【探究一】
（1）常温下，工业上用铁质容器盛放冷的浓硫酸，其原因是     。
（2）称取碳素钢6.0g放入15.0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y。
①甲同学认为X中除Fe³⁺之外还可能含有Fe²⁺。若要确认其中的Fe²⁺，应选用       （选填序号）。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560mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中，然后加入足量BaCl₂溶液，经适当操作后得干燥固体4.66g，由此可求算气体Y中SO₂的体积分数。
写出探究②中出现的所有离子反应方程式     。
【探究二】
根据上述实验中SO₂体积分数的分析，丙同学认为气体Y中还可能含有Q₁和Q₂两种气体，其中Q₁气体，在标准状况下，密度为0.0893g·L^-1。为此设计了下列探究实验装置（图中夹持仪器省略，假设有关气体完全反应）。

（3）装置B中试剂的作用是      。
（4）分析Y气体中的Q₂气体是如何生成的       。（用化学方程式表示）。
（5）为确认Q₂的存在，需在装置中添加洗气瓶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Q₁，预计实验现象应是       。

瑞典化学家舍勒在研究软锰矿（主要成分是MnO₂）的过程中，将它与浓盐酸混合加热，产生了一种黄绿色有刺激性气味的气体──氯气。某实验小组的同学运用这一原理设计如图所示的实验装置制取干燥的氯气，并通过实验研究氯气的性质。

（1）仪器a的名称是        ，B中盛放的试剂是        ，D中盛放的试剂是        。
（2）向集满氯气的矿泉水瓶C中加入少量水，振荡后瓶子变瘪，溶液变成浅黄色，由此可得出的结论是：                 。
（3）取少量（2）中所得溶液滴入到紫色石蕊溶液中，溶液先变为红色后又褪色。甲同学认为氯气与水发生了化学反应，生成物中有盐酸，验证有Cl^－所需要的试剂是       。
乙同学认为氯气与水发生化学反应还有一种产物Q、盐酸、Cl₂和Q三种物质均可使石蕊溶液褪色，他选用下列实验用品进行实验探究，请将实验报告填写完整。
实验用品：①石蕊溶液②蓝石蕊试纸③盛有盐酸的试管④盛有氯水的试管⑤充有干燥氯气的试管

	用品（填序号）	现象	结论
实验1	①③	溶液呈红色
实验2			Cl2没有漂白性
实验3			Q具有漂白性

碱式碳酸铜【Cu₂(OH)₂CO₃】是一种用途广泛的化工原料，实验室以废铜屑为原料制取碱式碳酸铜的流程如下：

（1）步骤①在右图装置中进行。浓硝酸与铜反应的离子方程式                   。

（2）已知：NO+NO₂+2NaOH     2NaNO₂+H₂O；2NO₂+2NaOH    NaNO₃+NaNO₂+H₂O，NO不能单独与NaOH溶液反应，实验结束时，如何操作才能使该装置中的有毒气体被NaOH溶液充分吸收？                           。
（3）步骤②中，水浴加热所需仪器有              、              (加热、夹持仪器、石棉网除外)；洗涤的目的是                            。
（4）步骤②的滤液中可能含有CO₃^2-，检验CO₃^2-存在的方法                 。
（5）若实验得到2.42 g样品(只含CuO杂质)，取此样品加热至分解完全后，得到1.80 g固体，此样品中碱式碳酸铜的质量分数是              。

.硫酸亚铁铵[(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O]较硫酸亚铁不易被氧气氧化，是分析化学中重要的试剂，常用于代替硫酸亚铁。硫酸亚铁铵在 500℃时隔绝空气加热完全分解。回答下列问题：
（1）硫酸亚铁铵隔绝空气加热完全分解，发生了氧化还原反应，固体产物可能有FeO和Fe₂O₃，气体产物可能有NH₃、SO₃、H₂O、N₂和　　　　　 　　 。
（2）为检验分解产物的成份，设计如下实验装置进行实验，加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全。
① A中固体充分加热较长时间后，通入氮气，目的是　　　　　           　　　　　　 。
②为验证A中残留物是否含有FeO，需要选用的试剂有　　　　　　。

A．KSCN溶液	B．稀硫酸
C．浓盐酸	D．KMnO4溶液

③装置B中BaCl₂溶液的作用是为了检验分解产物中是否有　　　　　 气体生成，若含有该气体，观察到的现象为　　　　　　　　　   　　　　　　　　　　 。
④若A中分解产物有N₂，固体残留物只有Fe₂O₃，Fe₂O₃的物质的量为bmol，C中沉淀物质的量为amol，则b　　 　a（填“大于”、“小于”或“等于”）
⑤实验中，观察到C中有白色沉淀生成，则C中发生的反应为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（用离子方程式表示）。
（3）已知亚铁离子被氧气氧化的反应是：4Fe²⁺ + O₂ + (4+2x) H₂O2Fe₂O₃•xH₂O + 8H⁺，硫酸亚铁铵溶液较硫酸亚铁溶液不易被氧气氧化，其原因是　　 　　　      　         　　　　　　。

某同学利用下图所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验，并继续研究铁及其化合物的部分性质。

请回答下列问题：
（1）硬质试管中发生反应的化学方程式为____________________________ 。
（2）该同学欲确定反应后硬质试管中固体物质的成分，设计了如下实验方案：
①待硬质试管冷却后，取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B；
②取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红色则说明硬质试管中固体物质的成分一定有           ，可能有              ，若溶液未变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是                          。
（3）该同学按上述实验方案进行了实验，结果溶液未变红色，原因是：
                                          （用离子方程式表示）。
（4）该同学马上另取少量溶液B，使其跟NaOH溶液反应。若按图所示的操作，可观察到生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色的现象，请写出上述白色沉淀变成红褐色的化学方程式：                                  

（5）一段时间后，该同学发现（3）中未变红的溶液变成红色，
说明Fe²⁺ 具有       性。由此可知，实验室中含Fe²⁺的盐溶液现用现配制的原因是                        ，并且配制含Fe²⁺的盐溶液时应加入少量                  。

现有碳酸钠和氯化钠的固体混合物，为了测定样品中碳酸钠的含量，化学兴趣小组同学分两组进行了以下实验。
第一组
实验装置

实验步骤
①连接好装置，检查气密性；
②盛装药品，其中样品a g，称量E的质量，连接好装置；
③关闭止水夹，向B中加入一定量稀硫酸；
④当B中充分反应后，打开止水夹，经过A装置，通入一定量的空气，将B、D中残余的气体全部赶入到E装置中；
⑤称量E，增重了b g 。
回答下列问题：
（1）仪器C的名称           ，D中盛放的试剂是           。
（2）B中发生反应的化学方程式为                                           。
（3）A中反应的离子方程式为                                   。
（4）改变下列一个条件，导致测定样品中的碳酸钠的质量百分含量偏低的是     （选填字母）
A.实验后期不通入空气            B.将仪器C中的硫酸换成盐酸
C.撤走仪器D                    D.撤走仪器F
第二组
实验装置

实验步骤
①检查装置气密性
②装好试剂，其中样品b g,连接好装置，将注射器的活塞推到底，即0mL处
③加入20mL硫酸，
④待反应充分进行后，活塞不在移动，记下活塞前端对应的刻度为V mL
回答下列问题
检查该装置气密性的方法是：                                                。
（2）对于产生气体的体积有两种观点，观点一：产生气体的体积为VmL；观点二：产生气体的体积为(V-20)mL，你认为             （填“观点一”“观点二”）正确。
（3）假如该实验在标准状况下进行，b=0.5g，V=76mL，则样品中碳酸钠的质量百分含量为           。

工业上生产金属钛的方法很多。以钛铁矿（主要成分FeTiO₃，钛酸亚铁）为主要原料冶炼金属钛，生产的工艺流程图如下，其中钛铁矿与浓硫酸发生反应的化学方程式为：
FeTiO₃＋2H₂SO₄＝TiOSO₄＋FeSO₄＋2H₂O
 
回答下列问题：
（1）钛铁矿和浓硫酸反应属于_________（选填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”）。
（2）上述生产流程中加入物质A的目的是防止Fe^2＋被氧化，物质A是________，上述制备TiO₂的过程中，所得到的副产物和可回收利用的物质分别是__________、___________。
（3）反应TiCl₄＋2Mg＝2MgCl₂＋Ti在Ar气氛中进行的理由是_____________________。
（4）由二氧化钛制取四氯化钛所涉及的反应有：
TiO₂ (s)+ 2Cl₂ (g) +2C(s) ＝TiCl₄(g) + 2CO(g)
ΔH₁ = －72 kJ•mol^-1TiO₂(s) + 2Cl₂ (g) ＝TiCl₄(g) + O₂ (g)
ΔH₂ =+38.8kJ•mol^－1
C(s)＋CO₂(g)＝2CO(g)   ΔH₃ =+282.8kJ•mol^－1
①反应C(s)＋CO₂(g)＝2CO(g)在高温下能够自发进行
的原因是______________________。
②反应C(s)＋O₂(g)＝CO₂ (g)的ΔH＝_______________。
（5）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF₂-CaO
作电解质，利用下图所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛。

①写出阳极所发生反应的电极反应式：_______________________。
②在制备金属钛前后，CaO的总量不变，其原因是（请结合化学用语解释） _________。