高中化学实验题

(12分)在浓CaCl₂溶液中通入NH₃和CO₂，可以制得纳米级碳酸钙(粒子直径在1～100nm之间)。下图所示A～E为实验室常见的仪器装置(部分固定夹持装置略去)，请根据要求回答问题。

(1)写出实验室制取NH₃的化学方程式                              。
(2)实验室制取、收集干燥的NH₃，需选用上述仪器装置的接口连接顺序是(选填字母)：a接    ，     接    ，    接h；
(3)用如图所示装置也可以制取NH₃，则圆底烧瓶中的固体可以选用(选填字母编号)；

A．碱石灰

B．生石灰

C．无水氯化钙

D．无水硫酸铜 E．烧碱

(4)向浓CaCl₂溶液中通人NH₃和C0₂气体制纳米级碳酸钙时，应先通人的气体是         ，试写出制纳米级碳酸钙的化学方程式              ；
(5)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
                                                      

铁触媒(铁的某氧化物)是工业合成氨的催化剂。某同学设计了以下两种方案研究铁触媒的组成。
方案一：用下列流程测定铁触媒的含铁量，确定其组成。

（1）步骤④后面需用                      (填仪器名称)取25.00mL稀释后溶液。
（2）因为通入Cl₂不足量，“溶液B”中还含有                    会影响测定结果。
（3）因为通入Cl₂过量且加热煮沸不充分，“溶液B”中可能含有Cl₂。请设计实验方案检验Cl₂，完成下列实验报告。限选试剂：0.1mol·L^－1酸性KMnO₄溶液、紫色石蕊试液、品红稀溶液、淀粉-KI溶液、0.1moL·L^－1KSCN溶液

实验操作	实验现象与结论

方案二：用下列实验方法测定铁触媒的含铁量，确定其组成。

（4）“干燥管C”的作用是                             。
（5）称取15.2g铁触媒进行上述实验。充分反应后，测得“干燥管B”增重11.0g，则该铁触媒的化学式可表示为                    。(相对原子质量：C－12  O－16 Fe－56)

亚硝酸钠被称为工业盐，在漂白、电镀等方面应用广泛。以木炭、浓硝酸、水和铜为原料生成的一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠的装置如下图所示（部分夹持装置略）。

已知：室温下，①2NO+Na₂O₂＝ 2NaNO₂
②3NaNO₂+3HCl ="=" 3NaCl+HNO₃+2NO↑+H₂O；
③酸性条件下，NO或NO₂^–都能与MnO₄^–反应生成NO₃^–和Mn²⁺
完成下列填空：
（1）写出浓硝酸与木炭反应的化学方程式                                 。
（2）B中观察到的主要现象是有无色气体产生和        ，D装置的作用是                     。
（3）检验C中产物有亚硝酸钠的方法是                     。
（4）经检验C产物中除亚硝酸钠外还含有副产物碳酸钠和氢氧化钠，为避免产生这些副产物应在B、C装置间增加装置，则该装置中盛放的药品名称          。
（5）将1.56g过氧化钠完全转化成为亚硝酸钠，理论上至少需要木炭        g。

［化学选修──有机化学基础］
根据图示回答下列问题：

（1）写出A、E、G的结构简式：A_____________，E_______________，G______________；
（2）反应②的化学方程式（包括反应条件）是_________________________，
（3）反应④化学方程式（包括反应条件）是______________________ ______________；
（4）写出①、⑤的反应类型：①________________、⑤__________________。

工业废渣、废水回收利用是重要研究课题。下面流程是生产食用香料正丁酸乙酯的工厂废水（含乙醇、正丁酸乙酯、正丁酸、乙醚和大量无机悬浮物）联合利用电子工业废料（含SiO₂和Cu₂(OH)₂CO₃）回收铜的工艺设计。

回答下列问题：
（1）初沉加入的试剂是明矾，写出参与净水的离子的水解方程式：                  。
（2）固体X的成分是            ，反应I的化学反应方程式                     。
（3）试剂Y为           ；加快反应II速率的措施有（任写一条）                  。
（4）反应Ⅲ的离子方程式为：                                                  。
（5）硅胶在生活与生产中用途广泛，写出其中一种用途                            。

硫酸镁在医疗上具有镇静、抗挛等功效。以菱镁矿（主要成分是MgCO₃）为主要原料制备硫酸镁的方法如下：

（1）步骤②中发生反应的离子方程式为                                    。
（2）步骤④中调节pH=6.0~6.5的目的是                                   。
（3）步骤⑤的操作为                              
（4）已知酸碱指示剂百里酚蓝变色的pH范围如表所示：

pH	< 8.0	8.0 ~ 9.6	> 9.6
颜色	黄色	绿色	蓝色

25℃时，向Mg(OH)₂的饱和溶液中滴加2滴百里酚蓝指示剂，溶液所呈现的颜色为     [25℃时，Ksp[Mg(OH)₂] =5.6×10^-12]。

Fe^2＋和I^－是两种常见的还原性离子。
（1）向FeSO₄溶液中滴加氯水，溶液由浅绿色变成黄色，反应的离子方程式为                ；向KI溶液中滴加氯水，溶液由无色变成黄色，反应的离子方程式：                      。
（2）请以FeSO₄溶液、KI溶液、氯水为试剂验证I^－的还原性强于Fe^2＋。设计实验方案，补充完成实验步骤、预期现象和结论。其他限选试剂：3 mol·L^－1 H₂SO₄、0．01 mol·L^－1 KMnO₄、20% KSCN、3%H₂O₂、淀粉溶液、紫色石蕊溶液。

实验步骤	预期现象与结论
步骤1：取2mLFeSO4溶液和2mLKI溶液混合于试管中，再滴加1～2滴氯水。	；
步骤2： ____________________________________ ____________________________________。

（3）利用（2）提供的试剂证明碘与铁的化合物中铁显＋2价，实验操作和现象是：取少量样品溶于水，                                          。

以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃、MgO等。实验室模拟工业以硫酸渣制备铁红(Fe₂O₃)，过程如下：

（1）硫酸渣的成分中属于两性氧化物的是        ， 写出酸溶过程Fe₂O₃与稀硫酸反应的离子反应方程式：                                                        ；
（2）生产过程中，为了确保铁红的纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是_________；（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	Al(OH)3	Fe(OH)2	Mg(OH)2
开始沉淀	2．7	3．8	7．5	9．4
完全沉淀	3．2	5．2	9．7	12．4

（3）滤渣A的主要成分为      ，滤液B可以回收的物质有Na₂SO₄、MgSO₄和___________；
（4）已知硫酸渣质量为w kg，假设铁红制备过程中，铁元素损耗25%，最终得到铁红的质量为m kg，则原来硫酸渣中铁元素质量分数为         （用最简分数表达式表示）。

三草酸合铁酸钾晶体K₃[Fe(C₂O₄)₃]×3H₂O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。
限选试剂：浓硫酸、1.0 mol·L^-1 HNO₃、1.0 mol·L^-1 盐酸、1.0 mol·L^-1 NaOH、3% H₂O₂、0.1 mol·L^-1 KI、0.1 mol·L^-1 CuSO₄、20% KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。
（1）该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K₂CO₃。验证固体产物中钾元素存在的方法是              ，现象是                。
（2）固体产物中铁元素存在形式的探究。
① 提出合理假设
假设1：全部是铁单质；
假设2：                                  ；
假设3：                                  。
② 设计实验方案证明你的假设
③ 实验过程
根据②中方案进行实验。在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。

实验步骤	预期现象与结论
步骤1：	部分固体不溶解
步骤2：
步骤3：继续步骤2中的（2），进行固液分离，用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色。取少量固体于试管中，滴加过量HCl后，静置，取上层清液，滴加适量H2O2，充分振荡后滴加KSCN。

 

苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线：

制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略)：

已知：苯乙酸的熔点为76.5 ℃，微溶于冷水，溶于乙醇。回答下列问题：
（1）在250 mL三口瓶a中加入70 mL70%硫酸。配制此硫酸时，加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是                          。
（2）将a中的溶液加热至100 ℃，从b中缓缓滴加40 g苯乙腈（）到硫酸溶液中，然后升温至130 ℃继续反应。仪器c的名称是            ，反应结束后加适量冷水，再分离出苯乙酸（）粗品。加人冷水的目的是               。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是       (填标号)。

A．分液漏斗

B．漏斗

C．烧杯

D．直形冷凝管E．玻璃棒

（3）提纯粗苯乙酸的方法是                       ，最终得到44 g纯品，则苯乙酸的产率是        。
（4）用CuCl₂    • 2H₂O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)₂沉淀，并多次用蒸馏水洗涤沉淀，判断沉淀洗干净的实验操作和现象是                                     。
（5）将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中，充分溶解后，加入Cu(OH)₂搅拌30min，过滤，滤液静置一段时间，析出苯乙酸铜晶体，混合溶剂中乙醇的作用是             。

(共15分)
中华人民共和国国家标准(GB2760－200^－)规定葡萄酒中SO₂最大使用量为0.25g·L^－1.某兴趣小组用图I装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中SO₂,并对其含量进行测定.
   
（1）仪器A的名称是             ，水通入A的进口为               。
（2）B中加入300.00mL葡萄酒和适量盐酸，加热使SO₂全部逸出并与C中H₂O₂完全反应，其化学方程式为                                                       。
（3）除去C中过量的H₂O₂，然后用0.0900mol·L^－1NaOH标准溶液进行滴定，滴定前排气泡时，应选择题9图2中的        ；若滴定终点时溶液的pH＝8.8，则选择的指示剂为             ；若用50mL滴定管进行实验，当滴定管中的液面在刻度“10”处，则管内液体的体积              (填序号)
(①＝10mL，②＝40mL，③＜10mL，④＞40mL)
（4）滴定至终点时，消耗NaOH溶液25.00mL，该葡萄酒中SO₂含量为         g·L^－1
（5）该测定结果比实际值偏高，分析原因并利用现有装置提出改进措施：
                                                                         。

硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na₂S₂O₃·5H₂O)。
Ⅰ.【查阅资料】
（1）硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)易溶于水，在中性或碱性环境中稳定，受热、遇酸易分解。
（2）Na₂S₂O₃·5H₂O是无色透明晶体，易溶于水，其稀溶液与BaCl₂溶液混合无沉淀生成。
（3）向Na₂CO₃和Na₂S混合溶液中通入SO₂可制得Na₂S₂O₃（反应方程式为：2Na₂S＋Na₂CO₃＋ 4SO₂===3Na₂S₂O₃＋CO₂），所得产品常含有少量Na₂SO₃和Na₂SO₄。
Ⅱ.【制备产品】实验装置如图所示：

请回答下列问题:
（1）实验步骤：检查装置气密性后，向三颈瓶c中加入Na₂CO₃和Na₂S的混合溶液，再将分液漏斗a中液体滴加到烧瓶b中加热发生反应产生SO₂，请写出b中发生反应的化学方程式______________________。待Na₂S和Na₂CO₃完全消耗后，结束反应。过滤c中的混合物，滤液经____________________(填写操作名称)、过滤、洗涤、干燥、得到产品。
（2） 装置A用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。

（3）为了保证硫代硫酸钠的产量，实验中通入的SO₂不能过量，原因是____________________。
III.【测定产品纯度】
准确称取W g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.100 0 mol·L^－1碘的标准溶液滴定。
反应原理为2S₂O＋I₂===S₄O＋2I^－（忽略Na₂SO₃与I₂反应）
（4）滴定至终点时，溶液颜色的变化：_________________________________。
（5）滴定起始和终点的液面位置如图，则产品的纯度为(设Na₂S₂O₃·5H₂O相对分子质量为M)______________。

IV.【探究与反思】
（6）为验证产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄，该小组设计了以下实验方案，请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO₃、稀H₂SO₄、稀盐酸、蒸馏水中选择)
取适量产品配成稀溶液，滴加足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，_______________________________，若沉淀未完全溶解，并有刺激性气味的气体产生，则可确定产品中含有Na₂SO₃和Na₂SO₄。.

铁砂的主要成分是微粒状的磁性氧化铁、石英、石灰石等混合物。某化学兴趣小组从铁砂中分离出磁性氧化铁，并进行铝热反应实验。

（1）取磁性氧化铁按图中甲装置进行铝热反应，现象很壮观。取少许反应生成的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，发现溶液变血红色。出现这种结果的原因，除了可能混有没反应的磁性氧化铁外，还有一个原因是                      。
（2）为了克服图中甲的缺陷，改用图中乙装置进行铝热反应，主要步骤如下：
①在一个广口容器中放进一定量的干燥细沙；
②将一定量的铁砂和铝粉混合物装在纸漏斗中并埋入细沙里；
③将一定量的镁粉和氯酸钾混合物放在铝热剂上；
④再放上引火剂；引火反应，冷却；⑤取出反应后的铁块（如图丙）
请写出铝热反应的化学方程式：                                         
取少许反应生成的铁块溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，溶液没有出现血红色。实验中干燥细沙的主要作用是                                            。
（3）测定图中乙反应所得的铁块纯度，流程如下图所示。几种氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH参考19题。

①试剂A应选择               ，试剂B应选择                 。

A．稀盐酸

B．氧化铁

C．H2O2溶液

D．氨水 E．MgCO3固体

②操作Ⅰ的名称为             。操作Ⅱ的名称为             。固体M完全转化为固体N的标志是                 。
③已知常温下Fe(OH)₃的K_SP=4.0×10^-38，求反应Ⅲ后溶液中c(Fe³⁺)=         mol/L
④若最终红色粉末质量为14.14g，则该铁块的纯度是           。如果直接洗涤、烘干和称量固体M的质量，计算铁块的纯度，则计算结果会        （填“偏大”“偏小”或“无影响“）。原因是      。

某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将NO氧化成NO₂，而稀硝酸不能氧化NO。由此得出的结论是浓硝酸的氧化性强于稀硝酸。

可选药品：浓硝酸、3 mol·L^-1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳。
已知：氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO₂反应：
2NO₂+2NaOH====NaNO₂+NaNO₃+H₂O
（1）实验应避免有害气体排放到空气中，装置③、④、⑥中盛放的药品依次是 
　                                                             。
（2）滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后
　                                                             。
（3）装置①中发生反应的化学方程式是                               
　                                                            。
（4）装置②的作用是　                                            ，
发生反应的化学方程式是                                          
　                                                            。
（5）该小组得出结论的实验现象是                                   
　                                                            。
（6）实验结束后，同学们发现装置①中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。同学们分别设计了以下4个实验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是　　　　(选填序号字母)。
a．加热该绿色溶液，观察颜色变化
b．加水稀释绿色溶液，观察颜色变化
c．向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化
d．向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化

(9分)有两个实验小组的同学探究一氧化碳、二氧化硫与过氧化钠的反应。请回答下列问题：
(1)第一小组同学设计如图装置进行实验。通入SO₂气体，将带余烬的木条插入试管C中，木条复燃。

甲同学认为Na₂O₂与SO₂反应生成了Na₂SO₃和O₂，则反应的化学方程式为___________________________。
乙同学认为Na₂O_：与SO₂反应除了生成Na₂SO₃和O₂外，还有Na₂SO₄生成。为检验是否有Na₂SO₄生成，该同学设计了如下方案：

你认为乙同学的方案是否合理____________(答“是”或“否”)；请简要说明两点理由：
①__________________________________________________________________________
②__________________________________________________________________________.
(2)第二小组同学利用下图中的有关装置(固定装置及胶管略去)验证CO气体能否与Na₂O₂反应。已知：H₂C₂O₄  CO₂↑+CO↑+H₂O
(乙二酸) 

若CO能够与Na₂O₂发生反应，则预测反应产物为______________________；验证该产物可选择的试剂是___________________________________________________。
上述实验中选择的最简单的装置接口连接顺序为_________________________.