高中化学实验题

(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_________________________.

资料显示：“氨气可在纯氧中安静燃烧……”。某校化学小组学生设计如下装置(图中铁夹等夹持装置已略去)进行氨气与氧气在不同条件下反应的实验。

（1）用装置A制取纯净、干燥的氨气，大试管内碳酸盐的化学式是　　　　　　；碱石灰的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）将产生的氨气与过量的氧气通到装置B(催化剂为铂石棉)中，用酒精喷灯加热。氨催化氧化的化学方程式是                                                 ；
试管内气体变为红棕色，该反应的化学方程式是                        
　                                                              。
（3）将过量的氧气与A产生的氨气分别由a、b两管进气口通入到装置C中，并在b管上端点燃氨气：
①两气体通入的先后顺序是　                                       ，
其理由是　                                                      。
②氨气燃烧的化学方程式是　                                      。

(14分)某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。
（1）提出假设 ①该反应的气体产物是CO₂。
②该反应的气体产物是CO。
③该反应的气体产物是              。
（2）设计方案 如图所示，将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。

（3）查阅资料
氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠（NaNO₂）
饱和溶液混合加热反应制得氮气。
①请写出该反应的离子方程式：                                      。
②该实验装置与实验室制取下列气体相同的是          （填标号）；
A、用稀盐酸和锌反应制H₂ B、用MnO₂和浓盐酸加热反应制C1₂
C、用KC1O₃与MnO₂共热反应制O₂
（4）实验步骤
①按上图连接装置，并检查装置的气密性，称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀，放入48.48g的硬质玻璃管中；
②加热前，先通一段时间纯净干燥的氮气；
③停止通入N₂后，夹紧弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水（足量）变浑浊；
④待反应结束，再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温，称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g；
⑤过滤出石灰水中的沉淀，洗涤、烘干后称得质量为2.00g。
步骤②、④中都分别通入N₂，其作用分别为                             。
（5）数据处理
试根据实验数据分析，写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式：
                                    。
（6）实验优化 学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善。
①甲同学认为：应将澄清石灰水换成Ba(OH)₂溶液，其理由是                  。
②从环境保护的角度，请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善：     。

某同学用下列装置(固定、加热仪器和橡胶管略)进行有关氨气制取的实验探究，回答下列问题。

（1）若用装置①制取NH₃，其反应的化学方程式为
　                                                               ；
若要测定生成的NH₃的体积，则必须选择的装置是　　　　(填装置序号)，装置中所盛试剂应具有的性质是　                                      。
（2）若用装置②制取并收集干燥的NH₃，烧瓶内装的试剂是　　　　　　　　　　，分液漏斗中装的试剂是　　　　　　　　　，收集装置应选择　　　　(填装置序号)。证明氨气已收集满的操作是　　　　　　　　　　　　　　　。检验装置②的气密性的方法是　                               。

某中学高一化学兴趣小组的同学，在实验室探究用过量的锌与浓硫酸反应制取SO₂。         
(1)这样制取的SO₂中可能含有的杂质有      和      。
(2)某同学用下列装置连接成一整套实验装置以验证①的判断是否正确，若按气体从左到右流向时，气体流经的各装置导管的编号依次是   →   →   →   →   → (用a、b……填写；每套装置只允许使用一次)。

(3)根据②确定的实验过程，请将实验时有关装置中所盛药品、实验现象、结论填入下表：

装置	所盛药品	实验现象	结论
B
C	CuO固体
D	无水CuSO4

已知：Cu+4HNO₃(浓)====Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+2H₂O。为探究如何尽可能多地使NO₂被水吸收，某活动小组设计并完成了以下实验。

（1）活动小组同学利用铜与浓硝酸反应制取NO₂、过氧化氢溶液与MnO₂制取O₂。
①根据反应原理他们选用了相同的装置　　　　(填“图1”或“图2”)分别制取NO₂和O₂。
②写出铜与浓硝酸反应的离子方程式　                              。
③过氧化氢溶液与MnO₂制取O₂时，MnO₂的作用是
_________________________________________________________________。
④收集NO₂可采用的方法是　                                     。
（2）活动小组的同学做了如下准备：用气囊收集好纯净的O₂；收集了一试管NO₂；用干燥的烧瓶收集了一定比例的NO₂和O₂混合气体。
①为了尽可能多地使NO₂被水吸收，并达到较好的实验效果，利用图3吸收气体时，用气囊通入O₂与直接利用制气装置制取并通入O₂相比，其优点是           
　                                                              。
②利用图4吸收气体时，其操作和现象为                              
　                                                            。
③NO₂、O₂、H₂O反应的产物为硝酸，反应中NO₂和O₂物质的量之比a∶b=　　　　；标准状况下，若图4中混合气体NO₂和O₂比例为a∶b，当混合气体全部被吸收时所得溶液物质的量浓度为　　　　mol·L^-1(保留两位有效数字)。

在常温下，Fe与水并不起反应，但在高温下，Fe与水蒸气可发生反应。 
应用下列装置，在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。

请回答该实验中的问题。
（1）写出该反应的反应方程式：                                       并指明该氧化还原反应的还原剂是            ，氧化剂是           
（2）实验前必须对整套装置进行气密性检查，操作方法是                     
（3）圆底烧瓶中盛装的水，该装置受热后的主要作用是                        烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作是                                 
（4）酒精灯和酒精喷灯点燃的顺序是                                        
（5）干燥管中盛装是的物质是                  ，作用是                  

研究催化剂对化学反应有重要意义。为探究催化剂对双氧水分解的催化效果，某研究小组做了如下实验：

（1）甲同学欲用右图所示实验来证明MnO₂是H₂O₂分解反应的催化剂。该实验          （填“能”或“不能”）达到目的，原因是               。
（2）为探究MnO₂的量对催化效果的影响，乙同学分别量取50 mL 1% H₂O₂加入容器中，在一定质量范围内，加入不同质量的MnO₂，测量所得气体体积，数据如下：

MnO2的质量/g	0.1	0.2	0.4
40s末O2体积/mL	49	61	86

由此得出的结论是            ，原因是              。
（3）为分析Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解反应的催化效果，丙同学设计如下实验(三支试管中均盛有10 mL 5% H₂O₂ ) ：

试管	Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ
滴加试剂	5滴0.1 mol·L^－1 FeCl3	5滴0.1 mol·L^－1 CuCl2	5滴0.3 mol·L^－1 NaCl
产生气泡情况	较快产生细小气泡	缓慢产生细小气泡	无气泡产生

 
结论是                   ，实验Ⅲ的目的是              。
（4）① 查阅资料得知：将作为催化剂的FeCl₃溶液加入H₂O₂溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中H₂O₂均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的化学方程式分别是       和        （按反应发生的顺序写）。
② 在上述实验过程中，分别检测出溶液中有二价锰、二价铁和一价铜，由此得出选择作为H₂O₂分解反应的催化剂需要满足的条件是                。

某课外活动小组探究镁与CO₂、NO₂的反应。
（1）实验发现点燃的镁条能在CO₂气体中继续燃烧，产生黑、白两种固体，请用化学反应解释该现象　                                            。
（2）该小组采用类比Mg与CO₂反应的思路对Mg与NO₂的反应进行预测：写出Mg与NO₂反应的化学方程式 　                                          。
（3）设计实验验证猜测(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡纸)

资料信息：2NO₂+2NaOH====NaNO₃+NaNO₂+H₂O。
①装置A中的试剂是　　　　。
②干燥管和装置B的作用分别是　                                 、
　                                                             。
③实验开始时正确的操作步骤是　　　　。
a．通入NO₂
b．打开弹簧夹
c．点燃酒精灯
d．当硬质玻璃管充满红综色气体后，关闭弹簧夹

下面是某同学在学习硫元素时的学习方案，请完善该同学的学习方案。
（1）硫原子的结构：硫原子的核内质子数为16，它的原子结构示意图是　　　　，从结构可以知道硫元素是一种典型的非金属元素。
（2）硫单质的物理性质：硫是一种淡黄色的　　　　体(填“气”“液”或“固”)，主要存在于火山喷发口附近或地壳的岩层里，这是硫以游离态形式存在于自然界中。硫元素在自然界中也有以化合态形式存在的，如许多金属矿石是含硫化合物，如胆矾　　　　　　　　　(填化学式)。
（3）设计如下实验探究硫和含硫化合物的相互转化：

(Ⅰ)完成下列各个反应的化学方程式
①A中在加热时发生的反应                                          
　                                                             。
②C中的反应                                                      
　                                                             。
(Ⅱ)记录观察到的实验现象
①B中品红溶液由红色变为　　　　，加热后又　　　，(结论：可以根据该现象用品红溶液来证明SO₂的存在与否)。
②D中没有观察到什么现象，在实验结束后往D中滴加H₂O₂后则可以看到　　　　。
③E中溶液由紫红色变为无色，反应的离子方程式是
2Mn+5SO₂+2H₂O====2Mn²⁺+5S+4H⁺
反应中SO₂是　　　　剂(填“氧化”或“还原”)。
(Ⅲ)G的作用是吸收尾气，写出反应的离子方程式：
                                                                  
　                                                              。

FeBr₂是一种黄绿色鳞片状的固体，某研究性学习小组为了探究它的还原性，进行了如下实验：
I．实验需要90mL 0.10mol·L^－1FeBr₂溶液
（1）配制FeBr₂溶液除烧杯、量筒、胶头滴管外还需的玻璃仪器是________。
（2）下列有关配制过程中说法错误的是________（填序号）。
a．用托盘天平称量质量为1.944g的FeBr₂  
b．将称量的FeBr₂放入容量瓶中，加90mL蒸馏水溶解
c．洗涤溶解FeBr₂的烧杯，并将洗涤液转移至容量瓶中
d．容量瓶贴签存放配好的FeBr₂溶液
e．定容时，仰视容量瓶刻度线会使配制的FeBr₂溶液浓度偏高
II．探究FeBr₂的还原性
取10mL上述FeBr₂溶液，向其中滴加少量新制的氯水，振荡后溶液呈黄色。某同学对产生黄色的原因提出了假设：
假设1：Br^－被Cl₂氧化成Br₂溶解在溶液中；
假设2：Fe²⁺被Cl₂氧化成Fe³⁺。
（3）请你完成下表，验证假设

实验步骤、预期现象	结论
①向溶液中加入四氯化碳，操作           现象	假设1正确
②向溶液中另入             现象	假设2正确

若假设1正确，从实验①分离出Br₂的实验操作名称是          
（4）若在50mL上述FeBr₂溶液通入标准状况下112mL Cl₂，反应的离子方程式为               

氯离子插层镁铝水滑石[Mg₂Al(OH)₆Cl·xH₂O]是一种新型离子交换材料，其在高温下完全分解为MgO、Al₂O₃、HCl和水蒸气，冷却玻管B能降低气体的温度，但不能液化水蒸气。现用下图装置进行实验确定其化学式(固定装置略去)。

（1）Mg₂Al(OH)₆Cl·xH₂O热分解的化学方程式为                       。
（2）若只通过测定装置C、D的增重来确定x，则装置的连接顺序为          (按气流方向，用接口字母表示)，其中C的作用是         。装置连接后，首先要进行的操作是              。
（3）加热前先通N₂排尽装置中的空气，称取C、D的初始质量后，加热过程中持续通入N₂的作用是                     ，停止加热后的冷却过程中仍要持续通入N₂的作用是          _。
（4）完全分解后测得C增重3.65 g、D增重9.90 g，则x＝      。若取消冷却玻管B后进行实验，测定的x值将         (填“偏高”或“偏低”)。

二氧化硫通入氯化钡溶液中理论上不产生沉淀，而实际受到空气和溶液中氧气的影响很快便能观察到沉淀现象。为了避免产生沉淀，某化学小组设计了如下实验装置，实验操作步骤如下：

①气密性检查完好后，在装置A中的多孔隔板上放上锌粒，通过　　　　　注入稀硫酸、打开活塞，将产生的氢气导入到后续装置。
②　　　　后关闭活塞，将装置D的导管插入烧杯中。
③通过装置B的　　　　　滴加浓硫酸，产生的气体进入到BaCl₂溶液中，溶液保持澄清。
④打开活塞，将产生的氢气导入后续装置一段时间。
⑤将盛有BaCl₂溶液的试管从装置中取出，拔去橡皮塞用胶头滴管伸入到苯层下方滴加双氧水，随即出现白色浑浊，滴加稀盐酸并振荡，白色浑浊不消失。
⑥拆卸装置，清洗仪器，处理剩余药品。
请回答下列问题：
（1）实验步骤①和③的空白处使用的仪器分别为　　　　　、　　　　　；
（2）装置C中苯的作用是　                                          ；
（3）实验步骤②的操作为　                                          ；
（4）实验步骤④的目的是　                                          ；
（5）写出实验步骤⑤试管中发生反应的化学方程式                       
　　　　　　　　　、　                                           ；
（6）为了避免产生沉淀，你认为还应采取哪些措施，请举一例　            。

(10分)利用催化剂可使NO和CO发生反应：2NO(g)+2C0(g)2CO₂(g)+N₂(g) △H<0。
已知增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。

(1)请填全表中的各空格；
(2)实验I中，NO的物质的量浓度(c)随时问(t)的变化如下图所示。请在给出的坐   标图中画出实验Ⅱ、III中NO的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线，并标明各曲线的实验编号。

硫酸工业尾气中二氧化硫含量超过0．05%(体积分数)时需经处理后才能排放。某校兴趣小组欲测定硫酸工业尾气中二氧化硫含量，采用以下方案：
甲方案：如图所示，图中气体流量计B用于准确测量通过尾气的体积。将尾气通入一定体积已知浓度的碘水中测定二氧化硫的含量。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，可以提高实验准确度，其理由是
　                              。
（2）洗气瓶C中的溶液可以用其他试剂替代，请你举出一种：　            。
（3）洗气瓶C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：实验步骤如以下流程图所示：

（4）写出步骤②中反应的化学方程式　                               。
（5）步骤③中洗涤沉淀的方法是　                                   。
（6）通过的尾气体积为VL(已换算成标准状况)时，该尾气中二氧化硫含量(体积分数)为　　　　(用含有V、m的代数式表示)。
丙方案：将乙方案中步骤①省略，直接将尾气通入过量Ba(OH)₂溶液，其余步骤与乙方案相同。
（7）你认为丙方案是否合理，说明理由：                                 
　                                                               。