- 研究型实验
- 共4868题
工业上以硫铁矿为原料制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外，还含有SO2、微量的SO3和酸雾。某课外兴趣小组设计了如图所示流程来探究硫酸厂尾气的成分。请回答：
(1)C中炽热铜网可以检验和除去的气体是______________。
(2)①A装置可用于测定硫酸尾气中SO2的含量，其中应盛装试剂可能是___________。
A.NaOH溶液、酚酞试液
B.KMnO4溶液、稀H2SO4
C.碘水、淀粉溶液
D.氨水、酚酞试液
②SO2是引发酸雨的主要气体之一，因此尾气吸收须经过处理才能排人到大气之中。一般方法是将尾气循环使用后通入氨水中进行吸收。试写出其中可能发生的两个氧化还原反应的化学方程式： ______________，________________。
(3)B中装有碱性干燥剂，D中收集到一种较为纯净的气体。试设计一实验验证其为氮气。
正确答案
(1)O2 (2)①BC；②2H2SO3+O2 = 2H2SO4；2(NH4)2SO3+O2 = 2(NH4)2SO4 (3)将点燃的镁条插入D中，燃烧完后，加入适量的水，并用湿润的红色石蕊试纸检验生成的气体，若试纸变蓝，说明D中为氮气
已知SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物，化学性质具有一定的相似性；Mg和Na的化学性质也具有一定的相似性。用如图所示装置进行Mg和SO2反应的实验。
（1）选择制取SO2的合适试剂___________。
①10%的H2SO4溶液 ②80%的H2SO4溶液 ③Na2SO3固体 ④CaSO3固体
（2）写出装置乙和B中发生的主要反应的化学方程式：______________；____________。装置C中NaOH溶液的作用是____________。
（3）你认为该装置是否有不足之处？__________ 。如果有，请说明_________________。
正确答案
（1）②③
（2）Na2SO3+H2SO4= Na2SO4+H2O+ SO2 ; 3Mg + SO2 == 2MgO + MgS 或写成 2Mg + SO2 == 2MgO + S(还可能发生 Mg + S == MgS，不写不扣分) ； 吸收多余的SO2，防止污染环境
（3）有 ；在A和B之间未连接一干燥装置；C装置未与大气相通；在镁下方未垫一不锈钢片，镁与玻璃管反应；未设计一防倒吸装置
（14分）
I．仅用下列装置，检验木炭和浓硫酸反应产生的混和气体中含有SO2和CO2。在下列表格中填写对应的药品和实验现象。
II．利用下列装置来电解饱和食盐水，并测量电解产生的氢气的体积（约6mL）和检验氯气的氧化性（不应将多余的氯气排入空气中）。
（1）将上面各仪器连成一整套装置，各种仪器接口的连接顺序（填编号）是：A接______________，B接______________。
（2）请写出铁棒电极上发生的电极反应式__________________________。
（3）能说明氯气具有氧化性的实验现象是_______________________________。
（4）若U管中装入的饱和食盐水为50mL（电解前后溶液体积变化可忽略），当收集到的氢气为5.6mL（标准状况）时停止通电，摇匀U型管内的溶液，取20.00mL该溶液于锥形瓶内，用0.01mol/L的盐酸滴定时，滴定管起始读数为1.00mL，滴定终点时，滴定管的读数为_______ mL。
正确答案
I．（4分，每空1分）足量的高锰酸钾（H+）溶液 紫色变浅 澄清石灰水 溶液变浑浊
II．（每空2分）
（1）GFI DEC （2）2H++2e-＝H2↑ （3）淀粉KI变蓝 （4）21.00 (有效数字不对，不给分。)
本题是综合性实验题。（1）SO2和CO2都为酸性氧化物，化学性质上有相似性，化合价虽然都为+4价，C为最高价只有氧化性，而S为中间价，既有氧化性又有还原性。据此可用SO2的还原性（使酸性的高锰酸钾褪色）或者用SO2的漂白性（使品红褪色）检验。（2）电解产生2Cl?-2e-=Cl2，发生在阳极，故阳极不能用铁（活性电解），铁做阴极，发生：2H++2e-＝H2↑
（1）有A、B、C、D四种可溶性离子化合物，它们的阳离子是Ag+、Na+、Mg2+、Cu2+，阴离子是Cl-、OH-、NO3-、SO42-（每种离子只能用一次）现将溶液两两混合，记录现象如下：
A+B→白色沉淀B+D→白色沉淀C+D→蓝色沉淀
写出上述反应对应的离子方程式：
A+B→白色沉淀：______；
B+D→白色沉淀：______；
C+D→蓝色沉淀：______．
（2）向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba（OH）2溶液至溶液呈中性，写出发生反应的离子方程式：______．
正确答案
（1）用表格法进行分析，将溶液两两混合的现象结果记入右表，
发现B与其他物质反应产生两种白色沉淀（肯定是不同的物质），而题设各离子中能组合为白色沉淀的物质有AgCl、Mg（OH）2；又D与其他物质反应产生一种白色沉淀、一种蓝色沉淀，题设各离子中能组合为蓝色沉淀的物质只有Cu（OH）2，这样可以确定D中含OH-，从而确定D为NaOH；再由“B+D→白色沉淀”确定B为MgCl2；由A、B反应情况确定A为AgNO3；由C、D反应情况确定C为CuSO4．故四种物质分别为AgNO3、MgCl2、CuSO4、NaOH，
AgNO3、MgCl反应的离子方程式为Ag++Cl-=AgCl↓；
MgCl2、NaOH反应的离子方程式为Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓；
CuSO4、NaOH反应的离子方程式为Cu2++2OH-=Cu（OH）2↓，
故答案为：Ag++Cl-=AgCl↓；Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓；Cu2++2OH-=Cu（OH）2↓；
（2）向NaHSO4 溶液中逐滴加入Ba（OH）2 溶液至溶液呈中性，SO42-过量，H+恰好反应，反应的离子方程式为2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O，
故答案为：2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O．
某研究性学习小组为证明2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2为可逆反应（即反应存在一定的限度），设计如下几种方案．已知FeF63-是一种无色的稳定的络离子．
按要求回答下列问题．
方案甲：
取5mL0.1mol/LKI溶液，滴加2ml0.1mol/L的FeCl3溶液，再继续加入2mLCCl4，充分振荡．静置、分层，再取上层清液，滴加KSCN溶液．
（1）甲方案中能证明该反应为可逆反应的现象是______．
（2）有同学认为该方案设计不够严密，即使该反应为不可逆反应也可能出现上述现象，其原因是______．
方案乙：
取5mL0.1mol/LKI溶液，滴加2ml0.1mol/L的FeCl3溶液，溶液呈棕黄色，再往溶液中滴加NH4F溶液，若看到______现象，即可证明该反应为可逆反应，请解释产生该现象的原因______．
方案丙：
设计如图原电池装置，接通灵敏电流计，指针向右偏转（注：灵敏电流计指针总是偏向电源正极），随着时间进行电流计读数逐渐变小，最后读数变为零．
当指针读数变零后，在乙烧杯中加入1mol/LFeCl2溶液，若观察到灵敏电流计的指针向______方向偏转（填“左”、“右”或“不移动”），即可判断该反应为可逆反应，此时甲中石墨电极上的电极反应式为______．
正确答案
方案甲：（1）如该反应为可逆反应，加入四氯化碳，四氯化碳层呈紫红色，上层清液中滴加KSCN后溶液呈血红色，
故答案为：下层（CCl4层）溶液呈紫红色，且上层清液中滴加KSCN后溶液呈血红色；
（2）在振荡过程中，Fe2+离子易被空气中氧气生成Fe3+，不能证明反应可逆，
故答案为：振荡过程中产物中的Fe2+离子被空气中氧气氧化；
方案乙：往溶液中滴加NH4F溶液，发生反应生成无色的FeF63-，如溶液变为无色，说明朝逆反应方向，
故答案为：溶液从棕黄色变为无色（或变浅）；Fe3+与F-络合生成无色的FeF63-，促使2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2平衡朝逆反应方向移动；
方案丙：图中灵敏电流计的指针指向右，右侧烧杯为正极，当指针读数变零后，在乙烧杯中加入1mol/LFeCl2溶液，如为可逆反应，可发生2Fe2++I2⇌2Fe3++2I-，I2被还原，指针应偏向左，甲中石墨电极上的电极反应式为I2+2e-=2I-，
故答案为：左；I2+2e-=2I-．
钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白（TiO2）是目前最好的白色颜料．制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛铁矿储量居世界首位．含有Fe2O3的钛铁矿（FeTiO3）制取TiO2的流程如下：
（1）Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第______周期，第______族．
（2）步骤①加Fe的目的是______；步骤②冷却的目的是______．
（3）上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是______；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入______处理．
（4）由金红石（TiO2）制取单质Ti，涉及到的步骤为：已知：
①C（s）+O2（g）=CO2（g）；△H=-393.5kJ•mol-1②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）；△H=-566kJ•mol-1③TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（s）+O2（g）；△H=+141kJ•mol-1则TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（s）+2CO（g）的△H=______．反应TiCl4+2Mg=2MgCl+Ti 在Ar气氛中进行的理由是______．
正确答案
（1）Ti位于元素周期表中第四周期ⅣB族，故答案为：四；ⅣB；
（2）铁粉的作用是为了除去混合溶液中的Fe3+；步骤②冷却的目的由操作过滤和得到的物质是FeSO4•7H2O可得，是为降低FeSO4•7H2O的溶解度，
故答案为：将Fe3+还原为Fe2+；析出（或分离、或得到）FeSO4•7H2O；
（3）得到的副产物为FeSO4•7H2O，图示水浸过程生成H2TiO3同时生成的H2SO4溶液（TiOSO4+2H2O=H2TiO3+H2SO4），应加入碱性物质处理，可以是石灰（或碳酸钙、废碱），
故答案为：FeSO4•7H2O； 石灰（或碳酸钙、废碱）；
（4）依盖斯定律，将③+①×2-②可得：TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（s）+2CO（g），
△H=（+141kJ•mol-1）+2×（-393.5kJ•mol-1）-（-566kJ•mol-1）=-80 kJ•mol-1，Mg是活泼金属，能与空气中多种物质反应，因此可得出Ar气作用为保护气，防止Mg和空气中物质反应，
故答案为：-80 kJ•mol-1； 防止高温下Mg（Ti）与空气中的O2（或CO2、N2）作用．
实验室中一瓶无色溶液，可能是盐酸溶液，但其标签已模糊不清．某同学为了验证该溶液是盐酸溶液，设计如下实验，请帮助其填写下列空白．
正确答案
（1）取少量溶液于试管中，滴加蓝色石蕊试液，溶液变红色，说明该溶液是一种酸．
故答案为：滴加蓝色石蕊试液；溶液变红色．
（2）检验氯离子可以用硝酸银溶液、硝酸．
取少量原溶液于另一个试管中，滴加硝酸银溶液、硝酸，生成不溶于硝酸的白色沉淀证明含有氯离子，反应离子方程式为Ag++Cl-=AgCl↓．
故答案为：硝酸银溶液；Ag++Cl-=AgCl↓．
现有NaC1、Na2SO4和NaNO3的混合溶液，选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体，从而实验C1-、S
请回答下列问题：
（1）写出上述实验过程中所用试剂的名称：试剂1为______，试剂2为______，试剂4为______
（2）加入过量试剂3的目的是______．
（3）在加入试剂4后，获得晶体D的实验操作④的名称是______．
正确答案
（1）分离溶液中的Cl-，应加入AgNO3，分离溶液中的SO42-，应加入BaCl2[或Ba（NO3）2]，如先加入AgNO3，则会同时生成Ag2SO4和AgCl沉淀，则应先加入过量的BaCl2[或Ba（NO3）2]，生成BaSO4沉淀，然后在滤液中加入过量的AgNO3，使Cl-全部转化为AgCl沉淀，在所得滤液中加入过量的Na2CO3，使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀，最后所得溶液为NaNO3和Na2CO3的混合物，加入稀HNO3，最后进行蒸发操作可得固体NaNO3，所以试剂1为BaCl2[或Ba（NO3）2]，试剂2为AgNO3，试剂3为Na2CO3，试剂4为HNO3，故答案为：氯化钡溶液或硝酸钡溶液；硝酸银溶液；稀硝酸；
（2）加入过量的BaCl2[或Ba（NO3）2]，在滤液中加入过量的AgNO3，使Cl-全部转化为AgCl沉淀，反应后溶液中存在过量的Ag+、Ba2+，在所得滤液中加入过量的Na2CO3，使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀，
故答案为：除去溶液中过量的Ba2+、Ag+；
（3）分离固体和液体用过滤，操作①的名称是过滤，从溶液中获得固体，应将溶液进行蒸发，然后冷却结晶、最后过滤可得固体，故答案为：蒸发、冷却结晶、过滤．
如图所示，把试管放入盛有25 ℃饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入 5 mL 盐酸于试管中．
试回答下列问题：
(1)实验中观察到的现象是____________________________．
(2)产生上述现象的原因是 ____________________________________．
(3)写出有关反应的离子方程式：____________________.
(4)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量．
正确答案
(1)①镁片上有大量气泡产生；②镁片逐渐溶解；③烧杯中析出晶体
(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应， Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出 Ca(OH)2晶体
(3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
(4)小于
已知在pH为4～5的环境中，Cu2+几乎不水解，而Fe3+几乎完全水解．某研究性学习小组的学生在一次活动中，设计出如下方案来测定铜的相对原子质量：
指导老师认为此方案可行，提供了一瓶含有一定量H2SO4、Fe2(SO4)3杂质的CuSO4溶液及其他相关药品、器材．
(1)需要先提纯，加入________(填写试剂化学式)，反应后经过滤即可提纯CuSO4溶液．有关离子方程式：________________.
(2)用铜和石墨两个电极电解CuSO4溶液，铜电极应接电源的________极，石墨电极上的电极反应式：________.
(3)写出Cu的相对原子质量的表达式：________.
正确答案
(1)CuO ；Fe3＋＋3H2O 
(2)负 ；4OH－－4e－===2H2O＋O2↑
(3)
用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案是：
甲：①称取一定质量的HA配制0.1mol/L的溶液100mL
②用pH试纸测出该溶液的pH值，即可证明HA是弱电解质
乙：①用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸，分别配制pH=1的两种溶液各100mL；
②分别取这两种溶液各10mL，加水稀释为100mL
③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管，同时加入纯度相同的锌粒，观察观象，即可证明HA是弱电解质。
（1）在两个方案的第①步中，都要用到的定量仪器是______________。
（2）甲方案中，说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH________1（选填＞、＜、＝） 乙方案中，说明HA是弱电解质的现象是________（多选扣分）
（a）装HCl溶液的试管中放出H2的速率快；
（b）装HA溶液的试管中放出H2的速率快；
（c）两个试管中产生气体速率一样快，
（3）请你再提出一个合理而比较容易进行的方案（药品可任取），作简明扼要表述。
________________________________
正确答案
（1）100mL容量瓶
（2）＞；b
（3）配制NaA溶液，测其pH值＞7即证明HA是弱电解质
浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应。已知酸性KMnO4溶液可以吸收SO2，试用下图所示各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。
（1）这些装置的连接顺序（按产物气流从左到右的方向）是（填装置的编号）：__________→__________→__________→__________。
（2）实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是_____________，B瓶溶液的作用是____________________，C瓶溶液的作用是_________________________。
（3）装置②中所加的固体药品是_______________，可确证的产物是_______，确定装置②在整套装置中位置的理由是_____________________。
正确答案
（1）④→②→①→③
（2）验证产物气流中是否有SO2 ；将SO2全部氧化吸收 ；确证产物中SO2已被B瓶溶液全部氧化
（3）无水CuSO4（或变色硅胶）； 水蒸气； 由于产物气流通过①、③时会带出水蒸气，所以②必须在①、③之前
⑴某实验小组为确认H2CO3、CH3COOH和
①锥形瓶内装某可溶性正盐固体，分液漏斗中所盛试剂的名称是___________。
②装置F中所盛的试剂是__________，其作用是___________。
③装置G中发生反应的化学方程式是____________________。
⑵下图装置可用于收集气体X并验证其某些化学性质，你认为正确的是__________________。
正确答案
⑴①醋酸溶液；②饱和NaHCO3溶液；除去CO2中的CH3COOH杂质；③C6H5ONa+CO2+H2O→NaHCO3+C6H5OH
⑵C
某学生做同主族元素性质递变规律的实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象．请你帮助该学生整理并完成实验报告
(1)实验目的：对同主族元素性质递变规律进行探究
实验用品：仪器：试管、胶头滴管等药品：氯水、溴水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳
实验内容(在下列空格内填写相关内容)
(2)实验结论：_________________________
(3)问题和讨论：
①请用物质结构理论简单说明得出上述结论的原因______________________
②由于F2过于活泼，很难设计一个简单的实验验证其氧化性的强弱．试列举一个事实说明F的非金属性比Cl强：____________________
正确答案
“略”
学习卤代烃的性质时，王老师通过实验的方法验证溴乙烷在不同溶剂中与 NaOH反应生成不同的反应产物，请你一起参与他们的探究。
(1)王老师用上图所示装置进行实验：该实验的目的是________ ；观察到的现象是_________ ；盛水试管（装置）的作用是___________。
(2)若你用另一实验来达到王老师上述演示实验的目的，可以选用另一种溶液代替高锰酸钾酸性溶液。你设计的实验方案依据的反应原理是_____________ （用化学方程式表示）。
(3)小明同学取少量溴乙烷与NaOH水溶液反应后混合溶液，向其中滴加AgNO3溶液，加热，产生少量沉淀。 小明由此得出溴乙烷与NaOH水溶液发生取代反应，生成了溴化钠。老师和同学都认为这样不合理。若请你用实验验证该反应中生成了溴化钠，你与小明实验方案的两点不同之处分别是_________。
(4)用波谱的方法能方便地检验溴乙烷发生取代反应的产物，根据你学到的研究有机化合物的方法，使用波谱的名称和波谱仪器记录的结果分别是：____。
正确答案
(1)验证生成的气体是乙烯（或验证溴乙烷与NaOH发生消去反应的产物）；高锰酸钾溶液红色褪去；除去气体中少量的乙醇
(2)CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br
(3)先将混合溶液用HNO3酸化向溴乙烷中加酸化的AgNO3溶液进行对比
(4)核磁共振氢谱图．核磁共振氢谱有三个峰．峰面积之比为 1:2:3(或红外光谱图．发现-OH、C-H、C-O振动吸收
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