高中化学实验题

已知某纯碱试样中含有NaCl杂质，为测定试样中纯碱的质量分数，可用如图所示的装置进行实验。
主要实验步骤如下：
①按照图示组装仪器，并检查装置的气密性
②将a g试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液
③称量盛有碱石灰的U形管的质量为b g
④从分液漏斗滴入6 mol·L^－1的稀硫酸，直到不再产生气体为止
⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气
⑥再次称量盛有碱石灰的U形管的质量为c g
⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到U形管的质量基本不变，为d g
请回答下列问题：
（1）装置中干燥管B的作用是_____________________________________。
（2）如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸，测量的结果将________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
（3）步骤⑤的目的是________________________________________。
（4）步骤⑦的目的是_______________________________________________。
（5）试样中纯碱的质量分数为________________(用含a、b、d的代数式表示)。

鸡蛋壳中含有大量钙、少量镁和钾等元素。实验室可用图示流程测定鸡蛋壳中钙、镁元素含量。依据的反应可以表示为：Ca²⁺+Y^2-=CaY、Mg²⁺+Y^2-=MgY。回答下列问题。

（1）测定Ca²⁺、Mg²⁺总含量时，控制溶液pH=10。若pH过大，测定结果将       （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）；
（2）测定Ca²⁺含量的关键是控制溶液的pH，使溶液中Mg²⁺形成沉淀，若要使溶液中c(Mg²⁺)不大于1.2×10^-7mol/L，则溶液pH应不小于         (已知：Ksp[Mg(OH)₂]=1.2×10^－11，上述实验均在室温下进行)。
（3）如果鸡蛋壳粉质量为mg，溶液中Y²⁺浓度为c mol/L，则鸡蛋壳样品中镁元素质量分数是                  。
（4）有同学提出可采用如下装置、通过测定鸡蛋壳与盐酸反应产生的二氧化碳的量就能测定鸡蛋壳中的钙的总含量。

①采用该方法进行实验，各装置从左到右的连接顺序依次：
1—2—__ ________________（填各装置对应接口的数字序号）。
②若排除实验仪器和操作的影响因素，此实验方法测得的结果是否准确？
答：________（填“准确”、“不一定准确”或“无法判断”）。
原因是___________________                                          __          
                                                                          。

亚氯酸钠（NaClO₂）是一种重要的含氯消毒剂，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图：

已知：①NaClO₂的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO₂•3H₂O。
②纯ClO₂易分解爆炸，一般用稀有气体或空气稀释到10％以下安全。
请回答下列问题：
（1）发生器中鼓入空气的作用可能是                            。
（2）吸收塔内反应的化学方程式为                        。
（3）吸收塔的温度不能超过20℃，原因是                                。
（4）吸收塔中为防止NaClO₂被还原成NaCl，所用还原剂的还原性应适中。除H₂O₂外，还可以选择的还原剂是     （选填序号）。
a．Na₂O₂          b．Na₂S         c．FeCl₂       
（5）从滤液中得到NaClO₂•3H₂O晶体的实验操作依次是        、       、 过滤、洗涤、干燥。

某化学兴趣小组用如下图1所示装置进行探究实验，以验证产物中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性。当温度迅速上升后，可观察到试管中溴水褪色，烧瓶中浓H₂SO₄与乙醇的混合液体变为棕黑色。
      
图1                         图2
（1）写出该实验中生成乙烯的化学方程式                        。
（2）甲同学认为：考虑到该混合液体反应的复杂性，溴水褪色的现象不能证明反应中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性，其理由正确是                    。
a．乙烯与溴水易发生取代反应
b．使溴水褪色的反应，未必是加成反应
c．使溴水褪色的物质，未必是乙烯
（3）乙同学经过细致观察后试管中另一实验现象后，证明反应中有乙烯生成，请简述这种这一实验现象                            。
（4）丙同学对上述实验装置进行了改进，在Ⅰ和Ⅱ之间增加上图2装置以除去乙醇蒸气和SO₂，则A中的试剂是              ，B中的试剂为                   。

钼是一种过渡金属元素，通常用作合金及不锈钢的添加剂，这种元素可增强合金的强度、硬度、可焊性及韧性，还可增强其耐高温及耐腐蚀性能。下图是化工生产中制备金属钼的实验流程图：

（1）钼酸铵溶液中阳离子的检验方法：________________________________________。
（2）写出反应①的化学方程式：______________________________________________。
（3）反应①的尾气可以用NH₃·H₂O溶液吸收用于合成肥料，写出反应的离子方程式
______________________________________________________________________。
（4）工厂排放的废水中，金属离子主要是Cr^3＋，其次是Fe^3＋、Al^3＋、Ca^2＋和Mg^2＋。处理时首先在酸性条件下用H₂O₂将Cr^3＋转化为Cr₂O，再用NaOH调节溶液的pH到8，然后用钠离子交换树脂除去Ca^2＋和Mg^2＋，最后通入SO₂生成CrOH(H₂O)₅SO₄沉淀。
①H₂O₂的作用是将溶液中的Cr^3＋转化为Cr₂O，写出此反应的离子方程式：______________。
②常温下，部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下：

阳离子	Fe^3^＋	Mg^2^＋	Al^3^＋	Cr^3^＋
开始沉淀时的pH	2.7	—	—	—
完全沉淀时的pH	3.7	11.1	8(>9溶解)	9

加入NaOH溶液使溶液呈碱性，Cr₂O转化为CrO。但溶液的pH不能超过8，此时产生的沉淀是：____________________________________。
③写出上述过程中用SO₂作还原剂进行还原的离子方程式______________________。

高锰酸钾是深紫色的针状晶体，是最常用的氧化剂之一，工业上以软锰矿（主要成分是MnO₂）为原料制备高锰酸钾。下面是实验室制取高锰酸钾的过程：

①称取15g固体KOH和8g固体KClO₃，导入坩埚内，混合均匀，小火加热，并用铁棒搅拌。待混合物熔融后，一面搅拌，一面将10gMnO₂粉末分批加入。随着反应的进行，熔融物的粘度逐渐增大，此时用力搅拌，待反应物干涸后，再强热5～10min。
②待熔体冷却后，从坩埚内取出，放入250mL烧杯中，用80mL蒸馏水分批浸取，并不断搅拌，加热以促进其溶解。趁热减压过滤浸取液，即可得到墨绿色的K₂MnO₄溶液。
③将K₂MnO₄溶液倒入烧杯中，加热至60℃，按如图所示进行电解。阳极是光滑的镍片，卷成圆筒状，阴极为粗铁丝。接通直流电源，高锰酸钾在阳极析出沉于烧杯底部，溶液由墨绿色逐渐转为紫红色，电解1h后，停止通电，取出电极。在冷水中冷却电解液，使结晶完全，用玻璃砂布氏漏斗将晶体抽干，称重，计算产率。
　　回答下列问题：
（1）步骤①发生的反应方程式为______________________________
（2）步骤①中共熔时要选择__________坩埚（填“铁”、“陶瓷”或“石英”）。
（3）写出步骤③中发生的电极反应式：
　　阳极____________________________　阴极________________________
（4）实验中用到抽滤操作，抽滤装置如下图所示，仪器B的名称是___________。抽滤完毕，吸滤瓶内的液体从_____________________倒出。步骤③抽滤时使用玻璃砂布氏漏斗的原因是_________________________________________________

四氯化钛（TiCl₄）是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿（主要成分是FeTiO₃）制备TiCl₄等产品的一种工艺流程示意图如下：

回答下列问题：
（1）往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：
2Fe³⁺ + Fe ="===" 3Fe²⁺
2 TiO²⁺（无色）+ Fe + 4H⁺="===" 2Ti³⁺（紫色）+ Fe²⁺+2 H₂O
Ti³⁺（紫色）+ Fe³⁺+ H₂O ====TiO²⁺（无色）+ Fe²⁺+2H⁺
加入铁屑的作用是               。
（2）在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO₂·nH₂O溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在
范围。
（3）若把③中制得的固体TiO₂·nH₂O用酸清洗除去其中的Fe(OH)₃杂质，还可制得钛白粉。已知25°C时，K_sp[Fe(OH)₃] =2.79×10^-39，该温度下反应Fe(OH)₃+3H⁺ Fe³⁺+3H₂O的平衡常数K=           。
（4）已知：TiO₂(s)+2Cl₂(g)====TiCl ₄(l)+O₂(g)   ΔH＝+140kJ·mol^－1
2C（s）+O₂（g） 2CO（g） △H＝－221kJ·mol^－1
写出④中TiO₂和焦炭、氯气反应生成液态TiCl ₄和CO气体的热化学方程式：       。
（5）上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是      （只要求写出一项 ）。
（6）依据表格信息，要精制含少量SiCl ₄杂质的TiCl ₄，可采用       方法。

	TiCl4	SiCl4
熔点/℃	-25.0	-68.8
沸点/℃	136.4	57.6

 

有机合成中常用的钯／活性炭催化剂若长期使用，会被铁、有机化合物等杂质污染而失去活性，成为废催化剂。一种由废催化剂制取PdCl₂的工艺流程如下：

（1）“焙烧1”通入空气的目的是使有机化合物、活性炭等可燃物通过燃烧而除掉，通入空气过多反而不利于实现目的，其原因是                                                     。
（2）甲酸在反应中被氧化为二氧化碳，写出甲酸与PdO反应的化学方程式：                      。
（3）加浓氨水时，钯转变为可溶性[Pd(NH₃)₄]²⁺，此时铁的存在形式是               （写化学式）。
（4）加入浓氨水的过程中，需要控制溶液的pH为8～9，实验室检测溶液pH的操作方法是：     。
（5）“焙烧2”的目的是：                                              。

过氧化氢是重要的氧化剂和还原剂，常用于消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组同学围绕着过氧化氢开展了调查研究与实验。
Ⅰ．调查
（1）通过查阅资料，发现过氧化氢的沸点为152.1℃，而相对分子质量相同的硫化氢的沸点为－60.4℃，造成两者沸点差异大的主要原因是                     ；
（2） 资料显示，过氧化氢制备目前最常用的是乙基蒽醌法，其主要过程可以用如图所示，写出此过程的总反应方程式是                                  。

Ⅱ．不稳定性实验研究
（3）为了探究温度、催化剂等外界条件对H₂O₂的分解速率的影响，某兴趣小组同学设计了如下三组实验，部分实验数据已经填在下面表中。

实验编号	T/℃	H2O2初始浓度/ mol·L^-1	FeCl3初始浓度/ mol·L^-1
Ⅰ	20	1.0
Ⅱ	50	1.0	0
Ⅲ	50		0.1

①实验Ⅰ、Ⅱ研究温度对分解速率的影响，则实验Ⅰ中FeCl₃初始浓度应为     mol·L^-1，实验Ⅱ、Ⅲ研究催化剂对分解速率的影响，则实验Ⅲ中H₂O₂初始浓度应为   mol·L^-1。
②三组实验中分解速率最快的是               （填编号）。
Ⅲ．过氧化氢含量的实验测定
兴趣小组同学用0.1000 mol·L^-1酸性高锰酸钾标准溶液滴定试样中过氧化氢的含量，反应原理为：2MnO₄^－＋5H₂O₂＋6H^＋ =2Mn^2＋＋8H₂O＋ 5O₂
（4）滴定到达终点的现象是__________________________________________________。
（5）用移液管吸取25.00mL试样置于锥形瓶中，重复滴定四次，每次消耗的 KMnO₄标准溶液体积如下表所示：

	第一次	第二次	第三次	第四次
体积（mL）	17.10	18.10	18.00	17.90

计算试样中过氧化氢的浓度为                    mol·L^-1。
（6）若滴定前尖嘴中有气泡，滴定后消失，则测定结果      (“偏高”或“偏低”或“不变”)。

以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下（部分操作和条件略）：
Ⅰ.从废液中提纯并结晶出FeSO₄·7H₂O。
Ⅱ.将FeSO₄·7H₂O配制成溶液。
Ⅲ.FeSO₄溶液与稍过量的NH₄HCO₃溶液混合，得到含FeCO₃的浊液。
Ⅳ.将浊液过滤，用90℃热水洗涤沉淀，干燥后得到FeCO₃固体。
Ⅴ.煅烧FeCO₃，得到Fe₂O₃固体。
已知：NH₄HCO₃在热水中分解。
（1）Ⅰ中，加足量的铁屑除去废液中的Fe³⁺，该反应的离子方程式是_________________。
（2）Ⅱ中，需加一定量硫酸。运用化学平衡原理简述硫酸的作用_____________。
（3）Ⅲ中，生成FeCO₃的离子方程式是_____________。若FeCO₃浊液长时间暴露在空气中，会有部分固体表面变为红褐色，该变化的化学方程式是_____________。
（4）Ⅳ中，通过检验SO₄^2-来判断沉淀是否洗涤干净。检验SO₄^2-的操作是_____________。
（5）已知煅烧FeCO₃的化学方程式是4FeCO₃+O₂2Fe₂O₃+4CO₂。现煅烧464.0 kg的FeCO₃,得到316.8 kg产品。若产品中杂质只有FeO，则该产品中Fe₂O₃的质量是_________ kg。（摩尔质量/g·mol^-1:FeCO₃ 116 Fe₂O₃ 160 FeO 72）

某化学小组探究液体有机物样品A（C₃ H₈ O₂）的结构，进行如下实验。实验I:用右图实验装置，通过Na与A反应确定羟基个数。

试回答下列问题：
（1）有机物A从     （填仪器名称）中加入；检验装置甲的气密性的方法是        。
（2）实验前预先将小块钠在二甲苯中熔化成若干个小球并冷却后再与有机物A反应，其目的是          。
（3）实验数据记录如下：p="l.038" g·mL^-1

实验编号	有机样品的体积	有机样品的质量	生成气体的体积（标准状况下）
I	3.65mL	3.8g	1120mL
II	7.30mL	7.6g	2240mL
III	14.60mL	15.2g	4000mL

①不能选第     组数据来计算A中羟基个数，这组数据出现错误的原因可能是     ，
②有机物A中羟基个数为         。
实验Ⅱ：
欲确定有机物A中含氧官能团的位置，进行如下实验：
①取7.30 mL A，Cu作催化剂，经氧化后完全转化成液态有机物B。
②取一质量为m₁g的洁净试管，向其中加入足量银氨溶液，滴人化合物B，并水浴加热，待充分反应后，静置，小心倒出上层清液，向试管中小心滴加蒸馏水，倒出，再加入蒸馏水，再倒出，最后将试管烘干并称量。重复2次，试管质量均为m₂g。
试回答下列问题：
（1）步骤②中小心滴加蒸馏水的目的是         。
（2）若则有机物A的结构简式是              。
（3）试写出液态有机物B与银氨溶液反应的化学方程式                           。

按如图所示装置进行铁和水蒸气反应的实验。

（1）铁粉与水蒸气反应的化学方程式是：                                      ；
(2)为检验生成的气体产物,需从下图选择必要的装置,其正确的连接顺序为(用接口字母表示)
a—　            ,描述能证明气体产物的实验现象_　                           ；

（3）停止反应，待装置冷却后，取出反应过的铁粉混合物，加入过量的稀硫酸充分反应。过滤。简述检验所得滤液中Fe^3＋的操作方法：                                                 ；
（4）经检验上述滤液中不含Fe^3＋，这不能说明铁粉与水蒸气反应所得产物中不含＋3价的铁。原因是（用化学方程式说明）：                                                         ；
（5）某同学利用上述滤液制取白色的Fe（OH）₂沉淀，向滤液中加入NaOH溶液后，观察到生成的白色沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。
①沉淀由白色变为红褐色的化学方程式是：                                         ；
②为了得到白色的Fe（OH）₂沉淀，并尽可能使沉淀长时间保持白色，有同学设计如下图所示的装置：
通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是________(填序号)。

A．电源中的a为正极，b为负极       B．可以用NaCl溶液作为电解液
C．A、B两端都必须用铁作电极       D．阴极发生的反应是2H^＋＋2e^－===H₂↑

溴苯是一种常用的化工原料。实验室制备溴苯的实验步骤如下：

步骤1：在a中加入15 mL苯和少量铁屑，再将b中4.0 mL液溴慢慢加入到a中，充分反应。
步骤2：向a中加入10 mL水，然后过滤除去未反应的铁屑。
步骤3：滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL 水洗涤，分液得粗溴苯。
步骤4：向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤即得粗产品。
（1）步骤1仪器a中发生的主要反应是                   
（2）仪器d的作用是                   
（3）将b中的液溴慢慢加入到a中，而不能快速加入的原因是                   
（4）仪器c的作用是冷凝回流，回流的主要物质有                      （填化学式）

	苯	溴	溴苯
密度/g·cm^－3	0.88	3.10	1.50
沸点/℃	80	59	156
在水中的溶解度	微溶	微溶	微溶

（5）步骤4得到的粗产品中还含有杂质苯，已知苯、溴苯的有关物理性质如上表，则要进一步提纯粗产品，还必须进行的实验操作名称是                  。

NiSO₄•6H₂O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等，可由电镀废渣（除含镍外，还含有：Cu、Zn、Fe、Cr等杂质）为原料获得。操作步骤如图：

（1）加Na₂S的目的是除去铜、锌等杂质，请写出除去Cu²⁺的离子方程式 ：            。
（2）加6%的H₂O₂时，温度不能过高，其目的是                                 。
（3）除铁方法：用H₂O₂充分氧化后，再用NaOH控制pH值2～4范围内生成氢氧化铁沉淀．在上述方法中，氧化剂可用NaClO₃代替，请写出用氯酸钠氧化Fe²⁺的离子方程式为                    。
（4）上述流程中滤液Ⅲ的主要成分是                                       。
（5）操作Ⅰ包括以下过程：过滤，溶解，           ，          ,洗涤获得NiSO₄•6H₂O晶体。

无水氯化铝是一种重要的化工原料，利用明矾石制备无水氯化铝的流程如下：

（1）验证焙烧炉产生的气体含有SO₂的方法是________________________________。
（2）吸收焙烧炉中产生的，下列装置合理的是________（填代号）。

（3）氯化炉中发生反应的化学方程式为_________________________________________。
（4）生产氯化铝的过程中产生等大气污染物，若将二者按照一定比例通入水中可减少或消除污染。试设计简单实验检验二者是否恰好完全反应。（简要描述实验步骤、现象和结论）____________。
仪器自选；可供选择试剂如下：
①滴加酚酞的氢氧化钠溶液 ②氯化亚铁溶液 ③硫氰化钾溶液 ④品红溶液
（5）某学习小组设计用如下装置验证二氧化硫的某些化学性质。

①能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为_____________________________________。
②写出a瓶中发生反应的离子方程式___________________________________________。
③充分反应后，取a瓶中的溶液分成三份，分别进行如下实验。
实验I：向第一份溶液中加入足量的NaOH溶液，生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变为红褐色
实验II：向第二份溶液中加入少量KMnO₄溶液，紫色褪去
实验III：向第三份溶液中加入BaC1₂溶液，生成白色沉淀
上述实验中能证明二氧化硫具有还原性的是________（填实验代号）。