高中化学实验题

(14分)下图所示是用于气体制备、干燥(或除杂质)、性质验证、尾气处理的部分仪器装置(加热及夹持固定装置均已略去，各装置可重复使用也可不用)。请根据下列要求回答问题。

(1)若用A-C-D-B组合进行氢气还原氧化铜实验。分液漏斗中的试剂是盐酸，C中试剂是水，其作用是                    ；A中反应开始后，加热B之前的实验操作是      ，加热后B中将观察到的现象是                。B中反应的化学方程式                  。
(2)为验证氯气不能使干燥的红布条褪色，置红布条于B中，按A-C-B-D连接成实验装置体系。A锥形瓶中试剂选用高锰酸钾晶体，则分液漏斗中的液体是           ；C中试剂是       ，D的作用是                      。
(3)为了进行氨的催化氧化实验，若锥形瓶中盛装足量的Na₂O₂粉末，分液漏斗中盛装浓氨水，慢慢打开分液漏斗的活塞，产生的气体通过红热的铂粉，各仪器装置按气流方向从左到右连接顺序是(填字母)        ；装置B中可能发生反应的化学方程式为：                        。

某化学兴趣小组要完成中和热的测定。
（1）实验桌上备有大、小两个烧杯、泡沫塑料、泡沫塑料板、胶头滴管、环形玻璃搅拌棒、0．5 mol·L^-1盐酸、0．55 mol·L^-1NaOH溶液，实验尚缺少的玻璃用品是　　　　、　　　　。 
（2）实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒?　　　　(填“能”或“否”)，其原因是　。 
（3）他们记录的实验数据如下：

实验用品	溶液温度	中和热
t1	t2	ΔH
①	50 mL 0．55 mol·L^-1 NaOH溶液	50 mL 0．5 mol·L^-1 HCl溶液	20 ℃	23．3 ℃
②	50 mL 0．55 mol·L^-1 NaOH溶液	50 mL 0．5 mol·L^-1 HCl溶液	20 ℃	23．5 ℃

已知：Q=cm(t₂-t₁)，反应后溶液的比热容c为4．18 kJ·℃^-1·kg^-1，各物质的密度均为1 g·cm^-3。
①计算完成上表。
②根据实验结果写出NaOH溶液与HCl溶液反应的热化学方程式：　。 
（4）若用KOH代替NaOH，对测定结果　　　　(填“有”或“无”)影响；若用醋酸代替HCl做实验，对测定结果　　　　(填“有”或“无”)影响。 

(共9分）已知NaAlO₂＋HCl＋H₂O＝Al(OH)₃↓＋NaCl，某混合物A含有
KAl(SO₄)₂、Al₂O₃和Fe₂O₃，在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化：
据此回答下列问题：
（1）I、II、III、IV四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是           。
（2）根据上述框图反应关系，写出下列B、D所含物质的化学式
固体B         ；沉淀D            ；
（3）写出①、②、④四个反应的化学方程式，是离子反应的写出离子方程式
①                                                  ；
②                                                  ；
④                                                  。

)氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，再将滤液按下图所示步骤进行操作。

回答下列问题：
（1）起始滤液的pH　　　　　7(填“大于”“小于”或“等于”)，其原因是　　　　　　　　　　　　　； 
（2）试剂Ⅰ的化学式为　　　　　，①中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　； 
（3）试剂Ⅱ的化学式为　　　　　，②中加入试剂Ⅱ的目的是　　　　　　　　　　　　； 
（4）试剂Ⅲ的名称是　　　　　，③中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　； 
（5）某同学称取提纯的产品0．775 9 g，溶解后定容在100 mL容量瓶中，每次取25．00 mL溶液，用0．100 0 mol·L^-1的硝酸银标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为25．62 mL，该产品的纯度为　　　　　。(列式并计算结果) 

（共12分）在容积固定为2L的密闭容器中，充入0.180 molHI，480℃时反应：
2HI（g）H₂（g）+I₂（g），体系中n（HI）随时间变化情况如下表：

t/min	0	2	4	6	8	10
n（HI）/mol	0.180	0.164	0.152	0.144	0.140	0.140

反应进行至10min后将反应混合物的温度降低，发现气体的颜色变浅。
（1）0~2min内H₂的平均反应速度为           。达平衡时，HI的转化率是_________。（2）上述正向反应是：               反应（选填：放热、吸热）。
（3）某温度下上述反应平衡时，恒容、升高温度，原化学平衡向               反应方向移动（填“正”或“逆”），正反应速率               （填“增大”、“减小”或“不变”），容器内混合气体的压强               （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（4）480℃时，反应H₂（g）+I₂（g）2HI（g）的平衡常数K的值为         。
（5）要增大反应2HI（g）H₂（g）+I₂（g）的平衡常数，可采取的措施是     （选填字母）。
A．增大HI起始浓度
B．向混合气体中通入I₂
C．使用高效催化剂 
D．升高温度

铁、铜单质及其化合物应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl₂·2H₂O)，为制取纯净的CuCl₂·2H₂O，首先将其制成水溶液，然后按如图步骤进行提纯：

已知Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH，见下表：

	Fe^3+	Fe^2+	Cu^2+
氢氧化物开始沉淀时的pH	1．9	7．0	4．7
氢氧化物完全沉淀时的pH	3．2	9．0	6．7

请回答下列问题：
（1）加入氧化剂的目的是　　　　　　　　　　　　　　　。 
（2）最适合作氧化剂X的是　　　　　。 
A．K₂Cr₂O₇   B．NaClO                        C．H₂O₂  D．KMnO₄
（3）加入的物质Y是　　　　　。 
（4）若不用物质Y而是直接用碱能不能达到目的?　　　　(填“能”或“不能”)。若不能，试解释原因　　　　　　　　　　。 
（5）最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl₂·2H₂O晶体?　　　　(填“能”或“不能”)。若能，不用回答；若不能，回答该如何操作?　　　　　　　　　　。 
（6）若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙，产生的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下：

①用量筒量取50 mL 0．50 mol·L^-1盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度；
②用另一量筒量取50 mL 0．55 mol·L^-1NaOH溶液，并用另一温度计测出其温度；
③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测得混合液最高温度。
回答下列问题：
（1）为什么所用NaOH溶液要稍过量?　。 
（2）倒入NaOH溶液的正确操作是　　　　(填序号)。 
A．沿玻璃棒缓慢倒入
B．分三次少量倒入
C．一次迅速倒入
（3）使盐酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是　　　　(填序号)。 
A．用温度计小心搅拌
B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C．轻轻地振荡烧杯
D．用套在温度计上的环形玻璃搅拌棒轻轻地搅动
（4）现将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液、稀氨水分别和1 L 1 mol·L^-1的稀盐酸恰好完全反应，其反应热分别为ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃，则ΔH₁、ΔH₂、ΔH₃的大小关系为　。 
（5）假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm^-3，又知中和反应后生成溶液的比热容c=4．18 J·g^-1· ℃^-1。为了计算中和热，某学生实验记录数据如下：

实验序号	起始温度t1/ ℃	终止温度t2/ ℃
盐酸	氢氧化钠溶液	混合溶液
1	20．0	20．1	23．2
2	20．2	20．4	23．4
3	20．5	20．6	23．6

依据该学生的实验数据计算，该实验测得的中和热ΔH=　　　　(结果保留一位小数)。 
（6）　　　　(填“能”或“不能”)用Ba(OH)₂溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸，理由是　 　。 

(6分)右图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容。

Ⅰ.硫酸具有A-D所示的性质，以下过程主要表现了浓硫酸的那些性质？请将选项字母填在下列各小题的括号内：
A强酸性     B 吸水性     C 脱水性    D 强氧化性
（1）浓硫酸可以干燥氢气（       ）
（2）浓硫酸使木条变黑 （        ）
（3）热的浓硫酸与铜片反应（        ）
Ⅱ．现用该浓硫酸配制100 mL　1 mol/L的稀硫酸。可供选用的仪器有： ①胶头滴管； ②烧瓶；③烧杯；④ 药匙；⑤量筒；⑥托盘天平；⑦玻璃棒； ⑧100mL容量瓶。请回答：
（1）配制稀硫酸时，上述仪器中不需要使用的有         （选填序号）。
（2）经计算，配制100mL1mol/L的稀硫酸需要用量筒量取上述浓硫酸的体积为  　 mL。
（3）下列操作会使配制的溶液浓度偏高的是（   ）

A．量取浓H2SO4时，俯视刻度线	B．定容时，俯视容量瓶刻度线
C．配制前，容量瓶中有水珠	D．定容后摇匀发现液面下降而未向其中再加水

（Ⅰ）已知常温下苯酚在水中溶解度不大，为8.2g/100g水，其饱和溶液的物质的量浓度约为0.8mol/L。为了探究苯酚和乙醇分子中羟基上氢原子的活泼性，甲、乙两位同学分别设计了如下实验方案：
甲：向两只试管中，分别注入0.8mol/L的乙醇和苯酚水溶液3mL，各放入一小块金属钠，观察反应产生H₂的速率。
乙：在两只试管中，分别放入1 g乙醇和苯酚晶体，各注入3mL蒸馏水，振荡，得到乙醇溶液和苯酚浊液，再向两试管中逐滴加入5molL的NaOH溶液，观察其中的变化。
（1）苯酚溶液与钠反应的离子方程式为_______________________________________。
（2）对于甲、乙两个实验方案，他们能否达到实验目的？理由各是什么？
__________________________________________________________________________。
（Ⅱ）在分析甲、乙两同学实验方案的基础上，丙同学进行了下列对比实验：
在两只试管中，分别放入2 g无水乙醇和苯酚晶体，用约60℃的水浴加热，待苯酚熔成液态后，再向两试管中各放入一小块金属钠。在乙醇中，钠块能与乙醇反应产生气体，约3min后钠块消失，溶液保持澄清；在苯酚中，钠块表面有少量气泡，约2min后出现少量白色悬浮物，10min后白色悬浮物充满苯酚熔融液，振荡后发现钠块尚未完全消失。
（3）丙同学的实验表明，苯酚熔融液与钠的反应速率不如无水乙醇与钠的反应快，其主要原因是________________                            _________________，因此苯酚熔融液和无水乙醇与钠反应的有关事实_________（填“能”或“不能”）作为判断分子里羟基上氢原子哪个更活泼的依据。
（4）请你设计一个探究苯酚和乙醇分子中羟基上氢原子活泼性的实验方案：
____________________________________________________________________________。

洗煤和选煤过程中排出的煤矸石（主要含Al₂O₃、SiO₂及Fe₂O₃）会占用大片土地，造成环境污染。某课题组利用煤矸石制备聚合氯化铝流程如下：

已知：聚合氯化铝（[Al₂(OH)_nCl_6-n]_m（1≤n≤5，m≤10），商业代号PAC）是一种新型、高效絮凝剂和净水剂。
（1）酸浸的目的是___________________________；实验需要 的500mL3．0 mol·L^-1的盐酸，配制时所需要的玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外还有______________________。
（2）若m=n=2，则生成PAC的化学方程式是_______________________________________。
（3）从含PAC的稀溶液中获得PAC固体的实验操作方法是_______、_________、_________。
（4）为了分析残渣2中铁元素的含量，某同学称取5．000g残渣2，先将其预处理使铁元素还原为Fe²⁺，并在容量瓶中配制成100mL溶液；然后移取25．00mL试样溶液，用1．000×10^-2 mol·L^-1KMnO₄标准溶液滴定，消耗标准溶液20．00mL。已知反应式为Fe²⁺+MnO₄^－+H⁺—Fe³⁺+Mn²⁺+H₂O（未配平）。判断滴定终点的依据是_______________________；残渣2中铁元素的质量分数为________________。

某化学研究小组测定某FeCl₃样品（含少量FeCl₂杂质）中铁元素的质量分数，在实验室中按以下步骤进行实验：
①称取a g样品，置于烧杯中；
②取适量盐酸和适量蒸馏水使样品溶解，准确配制成250mL溶液；
③准确量取25.00mL步骤②中配得的溶液，置于烧杯中，加入适量的氯水，使反应完全；
④加入过量氨水，充分搅拌，使沉淀完全； 
⑤过滤，洗涤沉淀；
⑥将沉淀转移到坩埚内，加热、搅拌，直到固体由红褐色全部变为红棕色，冷却至室温后，称量； 
⑦……

请根据上面的叙述回答下列问题：
（1）装置D的名称是                ，上图所给仪器中，实验步骤①②③中必须用到的仪器是E和_______ （填仪器序号）。
（2）步骤③中所发生反应的离子方程式为                        ，
（3）步骤④中检验沉淀是否完全的操作是                            
步骤⑤中洗涤沉淀的操作是：________________________________
（4）检验沉淀是否洗净的操作是取最后一次洗涤液，加入几滴______ （填写序号）。
①KSCN溶液  ②NaOH溶液  ③AgNO₃溶液  ④酚酞试液
（5）若坩埚质量是W₁ g，最终坩埚和固体的总质量是W₂ g，则样品中铁元素的质量分数为_______。

某研究性学习小组将一定浓度Na₂CO₃溶液滴入CuSO₄溶液中得到蓝色沉淀。
甲同学认为沉淀可能是CuCO₃；乙同学认为沉淀可能是Cu(OH)₂；丙同学认为沉淀可能是CuCO₃和Cu(OH)₂的混合物。（查阅资料知：CuCO₃和Cu(OH)₂均不带结晶水）
Ⅰ．（1）按照甲同学的观点，发生反应的离子反应方程式为                             ；
（2）在探究沉淀成分前，须将沉淀从溶液中分离并净化。其具体操作依次为                。
Ⅱ．请用下图所示装置，选择必要的试剂，定性探究生成物的成分。

（3）B中试剂为                。
（4）能证明生成物中有CuCO₃的实验现象是                        。
Ⅲ．若CuCO₃和Cu(OH)₂两者都有，可利用下列装置通过实验测定其组成。

（5）装置C中碱石灰的作用是                   ，实验开始和结束时都要通入过量的空气，请说明结束时通入过量空气的作用是                       。
（6）各装置连接顺序为 e→                        →h。(填字母序号)
（7）若沉淀样品的质量为m克，装置B质量增加了n克，则沉淀中CuCO₃的质量分数为                             。

邻苯二甲酸丁基月桂酯是一种淡黄色透明油状液体，密度约0.97 g/cm³，不溶于水，能溶于有机溶剂，常用作聚氯乙烯等树脂的增塑剂。工业上生产原理和工艺流程如下：


某实验小组的同学模拟工业生产的工艺流程，用下图所示装置制取少量邻苯二甲酸丁基月桂酯，图中夹持和加热装置已略去。主要操作步骤如下：

①向三颈烧瓶内加入30 g邻苯二甲酸酐、16 g正丁醇以及少量浓硫酸；
②搅拌，升温至105 ℃，持续搅拌反应1小时；
③冷却至室温，加入40 g月桂醇，升温至160 ℃，搅拌、保温至反应结束；
④冷却至室温，将反应混合物倒出；
⑤通过工艺流程中的操作X，得到粗产品。
请回答下列问题：
（1）反应物中加入浓硫酸的作用是____________________________________________。
（2）步骤③中搅拌下保温的目的是____________________________________________，判断反应已结束的方法是_________________________________________________。
（3）步骤⑤中操作X包括__________________________________________________。
（4）工艺流程中减压蒸馏的目的是__________________________________________。
（5）用测得相对分子质量的方法，可以检验所得产物是否纯净，测得相对分子质量通常采用的仪器是_______________________________。

草酸亚铁晶体(FeC₂O₄·2H₂O)呈淡黄色。某课题组为探究草酸亚铁晶体的化学性质，进行了一系列实验探究。
（1）向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO₄溶液，振荡，发现溶液颜色逐渐变为棕黄色，并检测到二氧化碳气体生成。这说明草酸亚铁晶体具有            (填“氧化性”、“还原性”或“碱性”)。若反应中消耗1 mol FeC₂O₄·2H₂O，则参加反应的KMnO₄为           mol。
（2）资料表明：在密闭容器中加热到一定温度时，草酸亚铁晶体可完全分解，生成几种氧化物，残留物为黑色固体。课题组根据课本上所介绍的铁的氧化物的性质，对黑色固体的组成提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：全部是FeO假设二：               假设三：
（3）为验证上述假设一是否成立，课题组进行如下研究。
【定性研究】请你完成下表中内容。

实验步骤(不要求写出具体操作过程)	预期实验现象和结论
取少量黑色固体，

【定量研究】课题组在文献中查阅到，FeC₂O₄·2H₂O受热分解时，固体质量随温度变化的曲线如右图所示，写出加热到400℃时，FeC₂O₄·2H₂O晶体受热分解得到的固体产物的化学式为：               。

用酸性KMnO₄和H₂C₂O₄（草酸）反应研究影响反应速率的因素，离子方程式为：2MnO₄^-＋5H₂C₂O₄＋6H^＋＝2Mn^2＋＋10CO₂↑＋8H₂O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO₂的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下（KMnO₄溶液已酸化）：

实验序号	A溶液	B溶液
①	20 mL 0.1 mol·L^－1H2C2O4溶液	30 mL 0.01 mol·L^－1KMnO4溶液
②	20 mL 0.2 mol·L^－1H2C2O4溶液	30 mL 0.01 mol·L^－1KMnO4溶液

（1） 该实验探究的是               因素对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO₂的体积大小关系是①       ②（填“＞”、“＜”或“=”）。
（2） 若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO₂（标准状况下），则在2 min末，c(MnO₄^-)＝_______mol·L^-1。（假设混合溶液体积为50 mL）
（3） 除通过测定一定时间内CO₂的体积来比较反应速率，本实验还可通过测定                    来比较化学反应速率。
（4） 小组同学发现反应速率总是如下图，其中t₁～t₂时间内速率变快的主要原因可能是：

①产物Mn^2＋是反应的催化剂、②                                                。