化学实验综合题

化学实验综合题 1. 根据环保要求，在处理有氰电镀废

水时，剧毒的CN－离子在催化剂TiO2颗粒作用下，先用NaClO将CN－离子氧化成CNO－（CN－和CNO－中N元素均为－3价），再在酸性条件下继续与NaClO反应生成N2、CO2和Cl2。环保工作人员在密闭系统中用下图装置进行实验，测定CN－被处理的百分率。 现将浓缩后含CN－离子的污水与过量NaClO溶液的混合液共200mL（其中CN－的浓度为0.2mol/L）倒入甲中，塞上橡皮塞，一段时间后，打开橡皮塞和活塞，使溶液全部放入乙中，关闭活塞。回答下列问题： （1）根据题意，写出有关主要反应的离子方程式： 甲中的反应： 乙中的反应： （2）上述实验是通过测定CO2的量来确定对CN－的处理效果。 丙装置中的试剂是 ，丁装置的目的是 ；干燥管Ⅰ的作用是 ，干燥管Ⅱ的作用是 。 （3）假定上述每一个装置都充分吸收，则利用该装置测得的CN－被处理的百分率与实际值相比 （填：“偏高”或“偏低”），简述可能的原因： 。 （4）若干燥管Ⅰ中碱石灰增重1.408g，则该实验中测得CN－被处理的百分率为 。 参考答案1：（本题10分，除指明外，每格1分）

（1）CN－+ClO－→CNO－+Cl― ，2CNO－+6ClO―+8H＋→N2↑+2CO2↑+3Cl2↑+4H2O （2）浓硫酸， 除去Cl2 ， 吸收CO2 ， 防止空气中的CO2、水蒸气进入，干扰实验 （3）偏低，装置中残留有CO2未被完全吸收 （4）80%（2分）

2. 硫酸亚铁铵(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O是一种重要化学试剂，实验室用除去锌镀层的铁片来制

取硫酸亚铁铵，流程如下：

请回答下列问题： FeSO4溶液 固体B 操作Ⅱ

加少量硫酸 调pH为 1～2

加入 (NH4)2SO4 冷却 沸水浴

加热蒸发

潮湿的硫酸亚铁铵晶体

母液 过滤

无水乙醇 干燥晶体

晾干

加入 少量A物质 纯铁片8．000g

50mL

2mol/L硫酸 过量的

6mol/L盐酸 操作Ⅰ 镀锌铁片 （1）确定锌镀层被除去的标志是 ； 计算上述铁片锌镀层的厚度，不需要的数据是 （填编号）。 a．锌的密度ρ（g/cm3） b．镀锌铁片质量m 1（g） c．纯铁片质量m 2（g） d．镀锌铁片面积S（cm2） e．镀锌铁片厚度h（cm） 锌镀层的厚度为 cm（用含ρ、m 1、m 2…等的代数式表示）。 （2）上述流程中：操作Ⅰ是取出铁片、 、 、称量；操作Ⅱ是 。 （3）A物质可以为 （填编号）。 a．CuCl2 b．CuO c．Cu(NO3)2 d．CuSO4 加入少量A物质的目的是 ，B物质的成分为 。 （4）加少量硫酸调节pH为 1～2的目的是 。 （5）用无水乙醇洗涤潮湿的硫酸亚铁铵晶体是为了除去晶体表面残留的水分，不用加热烘干的原因是 。 （6）鉴定所得晶体中含有Fe2＋、NH4＋、SO42―离子的实验方法正确的是 （填编号）。 a．取少量样品于试管，加水溶解，通入适量Cl2，再加KSCN溶液，观察现象 b．取少量样品于试管，加水溶解，加入NaOH溶液，露置于空气中，观察现象 c．取少量样品于试管，加水溶解，加入稀NaOH溶液，用湿润的红色石蕊试纸置于试管口，观察试纸颜色的变化 参考答案2：（本题14分，除指明外，每格1分）

（1）反应速率突然减小（或铁片表面生成的气泡突然减少） e S221mm （2）洗涤、烘干（或干燥） 过滤 （3）b、d（各1分，共2分），加快铁片与硫酸的反应速率，Fe和Cu（1分，有缺不得分） （4）抑制Fe2＋、NH4＋水解 （5）避免加热过程中晶体受热分解（或被氧化） （6）b、d（各1分，共2分）

3. 硫酸工厂周围的空气中有较多的二氧化硫。某研究学习小组为了测定空气中二氧化硫的体积分

数设计了如下两个方案：

方案一：取标准状态下的空气V L(内含N2、O2、CO2、SO2等)，缓慢通过足量溴水，在所得的溶液中加入过量的氯化钡溶液后，过滤，将沉淀洗涤、干燥，称得其质量为m g.请回答:

（1）加入过量的氯化钡溶液的目的是_____________________________________________。 （2）过滤后，若在滤液中加入硫酸钠溶液，有白色沉淀产生,说明 ______ __________________________________________________________________。 （3）过滤后，一般要用蒸馏水洗涤沉淀2—3次，以除去附在沉淀上的可溶性物质。请说明应通过什么方法验证可溶物质是否已被除尽（要求：实验过程、使用的试剂、现象及结论）。

方案二：采用如右图所示装置，装置中 反应管内装有碘的淀粉溶液。按设计意图， 将空气(内含N2、O2、CO2、SO2等) 通过此装置时，其中的SO2被吸收，

气体 量气管内增加的体积为其余气体的体积。 （4）反应管内溶液蓝色消失后，没有及时停止通气，则测得的SO2的含量 （选填“偏高”“偏低”或“不受影响：）。

（5）反应管内的碘的淀粉溶液可以用下列的 （填代号）代替： A．NaOH溶液 B．酸性KMnO4溶液 C．Na2SO3溶液 D．BaCl2溶液 （6）若碘溶液体积为VamL ，浓度为c mol·L－1。剩余气体的体积为VbmL（已折算成标准状态下的体积）。用c、Va、Vb表示SO2的体积分数为： 。 （7）研究小组经过讨论发现方案二的设计中有一个明显的缺陷影响了测定结果（不属于操作错误），你认为该缺陷是 ____。 参考答案3：（10分）（1）使生成的SO42-完全转化为沉淀 （1分）

（2）所加入的BaCl2溶液过量，SO42-完全转化为沉淀（2分） （3）取最后滤出的洗液．．．．．．．少量于一试管中，滴入．．AgNO．．．．3．溶液．．。若溶液变浑浊．．．．．．，则可溶性物质还未除尽；若溶液仍澄清，则可溶性物质已除尽。（2分：操作、试剂各1分，现象和结论1分） （4）偏低 （1分） （5）B （1分、多选或错选都不得分） （6）22.4cVa / (22.4cVa + Vb) （2分） （7）在溶液中I2将SO2氧化的同时，原空气中的O2也能将SO2氧化而被吸收。（1分）

4. 茶是我国人民喜爱的饮品。某校化学兴趣小组的同学设计以下实验来定性检验茶叶中含有钙、

铁、铝三种金属元素。 【查阅部分资料】：草酸铵[(NH4)2C2O4]属于弱电解质；草酸钙（CaC2O4）难溶于水；Ca2+、A13+、Fe3+完全沉淀的pH：Ca(OH)2：pH≥13；A1(OH)3：pH≥5.5；Fe(OH)3：pH≥4.1。 试根据上述过程及信息填空：

茶是我国人民喜爱的饮品。某校化学兴趣小组的同学设计以下实验来定性检验茶叶中含有钙、铁、铝三种金属元素。 试根据上述过程及信息填空： （1）步骤①中，使茶叶灰化需要三角架、泥三角、酒精喷灯、________、_______等仪器。 （2）步骤②加盐酸的作用是_____________________________________________________。 （3）上述实验方案中，检出铁元素的实验步骤是___________，检出铝元素的实验步骤是_______________（填实验步骤编号）。 水蒸气 甲烷

（4）写出沉淀C所含主要物质的化学式 。 （5）写出步骤⑧发生反应的离子方程式 。 （6）步骤⑨的作用是 _____________________，写出发生反应的离子方程式 。 参考答案4：(12分)（1）坩埚、坩埚钳 （各1分）

（2）使茶叶灰分中的钙、铁、铝等难溶化合物转化成可溶性氯化物 （2分） （3）⑧ ， ⑩ （各1分） （4）Fe(OH)3、Al(OH)3（共2分，只填一个的给1分） （5）Fe3++3SCN—Fe(SCN)3 （1分） （6）使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，使之与铝元素分离。Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓ Al3++3OH-→Al(OH)3↓ （共3分，漏写扣分）

5. 我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示（图中某些转化步

骤及生成物未列出）：

请填写下列空白： ⑴已知0.5 mol甲烷和0.5 mol水蒸气在t ℃，p k Pa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量。该反应的热化学方程式是： ______。 ⑵ 上述流程中，工业上分离H2 、CO2合理的方法是___________。 A.混合气先通入氢氧化钠溶液，再在溶液中加盐酸 B.混合气加压冷却，使CO2液化 C.混合气用氨水洗涤 D.混合气先通入到石灰浆，然后高温煅烧固体， ⑶为了保证氨气顺利合成，在空气进入合成塔之前必须对空气进行___________,目的是________________________________________；在合成氨的实际生产过程中，常采取将生成 的氨从混合气体中分离出来，分离出氨的方法： ； ⑷常采取将生成的氨从混合气体中分离出来；以及将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气。请在上图中用箭头线画出氮气和氢气循环利用。 并请应用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理由：

造合成气 CO+H2 转化一氧化碳

CO2+H2 分离二氧化碳 H2 合成氨 N2+NH3+H2 分离氨

合成尿素

CO2

NH3 尿素