高考高中非金属实验.docx
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高考高中非金属实验.docx
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高考高中非金属实验
高中非金属实验
1.氯气是一种重要的工业原料。
(1)实验室可用二氧化锰和浓盐酸反应制取氯气,反应的化学方程式是
。
(2)资料显示:
Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO4
2CaSO4+2Cl2↑+2H2O。
某学习小组利用此原理设计如图所示装置制取氯气并探究其性质。
①在该实验中,甲部分的装置是(填字母)。
②乙装置中FeCl2溶液与Cl2反应的离子方程式是。
证明FeCl2与Cl2发生了氧化还原反应的实验方法是
。
③丙装置中通入少量Cl2,可制得某种生活中常用的漂白、消毒的物质。
已知碳酸的酸性强于次氯酸,则丙中发生反应的化学方程式是。
④该实验存在明显的缺陷,改进的方法是
。
(3)为测定漂白粉中Ca(ClO)2的质量分数,该小组将2.0g漂白粉配制成250mL溶液,取出25mL并向其中依次加入过量稀H2SO4、过量KI溶液,完全反应后,再滴入0.1mol/LNa2S2O3溶液:
2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI,共消耗20mLNa2S2O3,则漂白粉中Ca(ClO)2的质量分数为。
2.实验室用浓盐酸和MnO2是制取并探究Cl2化学性质,装置图下图所示:
ABCD
(1)A是氯气发生装置,制备Cl2的原理是MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O。
A装置除了分液漏斗外还用到的玻璃仪器有。
(2)从C装置出来的气体中含有CO2和HCl,则从B装置导出的气体成分是。
(3)D装置中可能观察到的现象是____________。
A.石蕊溶液变红B.石蕊溶液变红,然后逐渐褪色
(4)同学们在实验中发现,若用稀盐酸代替浓盐酸与MnO2混合加热没有氯气生成,于是开始探究该条件下不能生成氯气的原因。
①提出合理假设
假设1:
H+的浓度不够大;
假设2:
;
假设3:
__________________________。
②设计实验方案,进行实验。
写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂:
浓H2SO4、NaCl固体、MnO2固体、稀盐酸、淀粉-KI溶液
实验步骤
预期现象与结论
步骤1:
取少量稀盐酸于试管A中,加入少量MnO2,_______________________
_________________________________。
步骤2:
取少量稀盐酸于试管B中,加入少量MnO2,_______________________
_________________________________。
3.浓H2SO4和木炭在加热时发生反应的化学方程式是2H2SO4(浓)+C
CO2↑+2H2O+2SO2↑
请从下图中选用所需的仪器(可重复选用)组成一套进行该反应并检出反应产物的装置。
现提供浓H2SO4、木炭和酸性KMnO4溶液,其他固、液试剂自选。
(连接和固定仪器用的玻璃管、胶管、铁夹、铁架台及加热装置等均略去)
将所选的仪器按连接顺序由上至下依次填入下表,并写出该仪器中应加试剂的名称及其作用。
选用的仪器
(填字母)
加入的试剂
作用
1.
(1)MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)①c
②2Fe2++Cl2===2Fe3++2Cl-
取少量反应后的溶液置于洁净的试管中,向其中滴加KSCN溶液,若产生红色溶液,证明生成了Fe3+,则FeCl2与Cl2发生了氧化还原反应(合理即得分)
③Cl2+2Na2CO3+H2O===NaCl+NaClO+2NaHCO3
④在丙装置后连接一个盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶(合理即得分)
(3)35.75%
2.(16分)
(1)圆底烧瓶、酒精灯(2分)
(2)Cl2、H2O(g)(2分)
(3)AB(2分)
(4)①假设2:
Cl-的浓度不够大(1分)
假设3:
Cl-和H+的浓度均不够大(1分)
②(8分)
实验步骤
预期现象与结论
步骤1:
取少量稀盐酸于试管A中,加入少量MnO2,滴加几滴浓硫酸,加热,将产生的气体通入淀粉-KI溶液。
(1)若淀粉-KI溶液变蓝,则假设1成立;
(2)若淀粉-KI溶液不变蓝,则假设2或假设3成立。
步骤2:
取少量稀盐酸于试管B中,加入少量MnO2,加入少量NaCl固体,充分振荡,加热,将产生的气体通入淀粉-KI溶液。
结合步骤1的
(2):
(1)若淀粉-KI溶液变蓝,则假设2成立;
(2)若淀粉-KI溶液不变蓝,则假设3成立。
3答案:
C浓硫硫和木炭产生反应物
B无水硫酸铜检验是否有水
A品红检验SO2
A酸性KMnO4除去SO2
A澄清石灰水检验CO2的存在。
4\根据要求完成下列各小题实验目的。
(a、b为弹簧夹,加热及固定装置已略去)
(1)验证碳、硅非金属性的相对强弱。
(已知酸性:
亚硫酸>碳酸)
①连接仪器、、加药品后,打开a关闭b,然后滴入浓硫酸,加热。
②铜与浓硫酸反应的化学方程式是。
装置A中试剂是。
③能说明碳的非金属性比硅强的实验现象是。
(2)验证SO2的氧化性、还原性和酸性氧化物的通性。
①在
(1)①操作后打开b,关闭a。
②H2S溶液中有浅黄色浑浊出现,化学方程式是。
③BaCl2溶液中无明显现象,将其分成两份,分别滴加下列溶液,将产生的沉淀的化学式填入下表相应位置。
滴加的溶液
氯水
氨水
沉淀的化学式
写出其中SO2显示还原性生成沉淀的离子方程式。
5.某化学实验小组同学为了证明、比较SO2和氯水的漂白性,设计了如下图所示的实验装置。
(1)实验室常选用制CO2的发生装置制SO2;实验室在用MnO2跟浓盐酸反应制备Cl2时,应选用上图A、E两发生装置中▲装置(填装置序号)制Cl2。
在制Cl2的反应中浓盐酸所表现出的性质是▲。
(2)反应开始后,发现B、D两个试管中的品红溶液都褪去,停止通气后,给B、D两个
试管加热,两个试管中的现象分别为B:
▲,D:
▲。
(3)装置C的作用是▲。
(4)甲乙两名同学分别利用下图所示装置探究两种气体按不同比例混合后的漂白性。
试分析:
①在气体进入品红溶液之前,先将SO2和Cl2通过盛有浓硫酸装置的目的是:
▲。
②甲同学在实验过程中发现:
通气一段时间后,品红溶液几乎不褪色,其原因是:
▲,并写出其相应的离子方程式:
▲。
③乙同学在实验过程中发现:
通气一段时间后,品红溶液颜色随时间推移变得越来越浅,其原因是:
▲。
6、某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应,进行了如下系列实验。
【实验1】铜与浓硫酸反应,实验装置如图所示。
实验步骤:
①先连接好装置,检验气密性,加入试剂;
②加热A试管直到B中品红褪色,熄灭酒精灯;
③将Cu丝上提离开液面。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为。
(2)熄灭酒精灯后,因为有导管D的存在,B中的液体不会倒吸,其原因是。
(3)拆除装置前,不需打开胶塞,就可使装置中残留气体完全被吸收,应当采取的操作是。
【实验2】实验中发现试管内除了产生白色固体外,在铜丝表面还产生黑色固体甲,其中可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜,以及被掩蔽的氧化亚铜。
查阅资料:
①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu2+和铜单质,在氧气流中煅烧,可以转化为氧化铜。
②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸,在氧气流中煅烧,硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫。
为了研究甲的成分,该小组同学在收集到足够量的固体甲后,进行了如图21的实验:
图21
(4)②中检验滤渣是否洗涤干净的实验方法是。
(5)③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为。
(6)下列对于固体甲的成分的判断中,正确的是(填字母选项)。
A.固体甲中,CuS和Cu2S不能同时存在
B.固体甲中,CuO和Cu2O至少有一种
C.固体甲中若没有Cu2O,则一定有Cu2S
D.固体甲中若存在Cu2O,也可能有Cu2S
4答案1.(14分)
(1)①检验装置气密性
②Cu+2H2SO4(浓)△CuSO4+SO2↑+2H2O
KMnO4溶液
③A中KMnO4溶液没有完全褪色,盛有Na2SiO3溶液的试管中出现白色沉淀
(2)2H2S+SO2=3S↓+2H2O
BaSO4
BaSO3
Ba2++SO2+Cl2+2H2O==BaSO4↓+4H++2Cl-
5.答案:
(1)E还原性和酸性
(2)B:
溶液由无色变成红色D:
溶液没有明显的变化
(3)保证安全,吸收多余的氯气和二氧化硫
(4)①使两种气体充分混合;通过观察气泡的速度控制气体流量,使二者按一定比列混合。
②SO2和Cl2按1:
1进气,二者恰好完全反应,生成无漂白性的H2SO4和HCl
SO2+Cl2+2H2O===4H++SO42-+2Cl-
③SO2和Cl2的进气速度不相等,混合发生反应后其中一种气体有剩余,仍具有漂白性。
6答案:
28.(14分)
(1)2H2SO4(浓)+Cu
CuSO4+SO2↑+2H2O………………………(3分)
(2)试管A中气体压强减小,空气从D导管进入试管A中……………………(2分)
(3)从D管口向A中大量鼓气……………………(2分)
(4)取最后一次洗涤后所得液体于试管中,滴加硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则说
明沉淀洗涤干净;若有白色沉淀生成,则说明未洗干净…………………(2分)
(5)2CuS+3O2
2CuO+2SO2(条件也可为“煅烧”)…………………(3分)
(6)BCD(选对两个选项得1分,只选对一个选项不得分,多答、错答不得分)(2分)
7.(16分)氨是一种重要的化工原料,某学习小组欲制取氨气并探究其性质。
请回答:
(1)实验室制取氨气的化学方程式是。
(2)①右图是进行氨气喷泉实验的装置,引发喷泉的操作步骤是。
②氨气使烧杯中溶液由无色变为红色,其原因是_______________________________(用电离方程式表示)。
(3)该小组同学设计了下图所示的实验装置(部分夹持仪器未画出),探究氨气的还原性并检验产物。
①实验现象为:
黑色CuO变为红色;白色无水CuSO4粉末变为蓝色;同时生成一种无色气体,该气体无污染。
请写出氨气与CuO反应的化学方程式。
②碱石灰的作用是。
③该装置存在明显缺陷,请指出存在的问题并提出改进意见
。
(4)有同学认为:
NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。
已知:
Cu2O是一种碱性氧化物;在酸性溶液中,Cu+的稳定性比Cu2+差(Cu+Cu+Cu2+)。
请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O。
;
(5)工业废气中的氮氧化物是主要的大气污染物之一。
为了治理污染,工业上常用氨气与之发生反应:
NOx+NH3→N2+H2O,使其转化为无毒的N2。
现有NO2和NO的混合气体3.0L,跟3.4L(同温同压下)NH3反应,恰好使其全部转化为氮气,则原混合气体中,NO2与NO的体积比是__________。
8、某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱的,按下图装置进行试验(夹持仪器已略去)。
实验表明浓硝酸能将
氧化成
,而稀硝酸不能氧化
。
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、3mo/L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
反应,能与
反应
(1)实验应避免有害气体排放到空气中,装置③、④、⑥中乘放的药品依次是
(2)滴加浓硝酸之前的操作时检验装置的气密性,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)该小组得出的结论依据的试验现象是
(6)试验结束后,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。
同学们分别涉及了一下4个试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映产生的气体,观察颜色变化
9.(12分)某化学兴趣小组以碳和浓硝酸为起始原料,想利用一氯化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠。
设计装置如下:
(忽略装置中空气的影响)
请回答下列问题:
(1)装置A的试管中发生反应的化学方程式是。
(2)猜测B中可以观察的主要现象是
。
C瓶出来的气体是。
(3)已知:
①室温下存在反应3HNO2=HNO3+2NO↑+H2;②在酸性溶液中,NO
可将MnO
还原为Mn2+且无气体生成。
写出检验D中产物是亚硝酸钠的方法:
。
(4)E装置的作用是。
(5)同学们经过讨论认为上述装置仍有缺陷,为避免D管中生成NaOH,你认为应该进行的改进是
7.(16分)
(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(2分)
(2)①轻轻挤压滴管,使少量水加入烧瓶,然后打开止水夹K。
(2分)
②NH3+H2O
NH3·H2O
NH4++OH-(2分)
(3)①3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O(2分)
②吸收氨气中混
有的水蒸气,防止干扰产物水的测定。
(2分)
③此装置无有尾气吸收装置,NH3排入大气,污染环境;
连接一个吸收氨气装置如图所示:
(合理即给分)。
(2分)
(4)取少许样品,加入稀H2SO4,若溶液出现蓝色,说明红色
物质中含有Cu2O反之则没有(2分)
(5)7:
3
8答案:
(1)3mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液
(2)通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置⑤中导管末端伸入倒置的烧瓶内
(3)Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
(4)将NO2转化为NO3NO2+H2O=2HNO3+NO
(5)装置③中液面上方气体仍为无色,装置④中液面上方气体由无色变为红棕色
(6)acd
△
9.(12分):
每空2分
(1)C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
(2)溶液逐渐变蓝;NO(或一氧化氮);
(3)方法I:
将生成物置于试管中,加入稀硫酸,若产生无色气体并在液面上方变为红棕色,则D中产物是亚硝酸钠。
反应的离子方程式是3NO
+2H+=NO
+2NO↑+H2O
方法II:
将生成物置于试管中,加入酸性KMnO4溶液,若溶液紫色褪去,则D中产物是亚硝酸钠,反应的离方程式是5NO
+2MnO
+6H+=5NO
+2Mn2++3H2o
(其它合理答案均得分)
(4)吸收D中未反应完的NO,以免污染空气(其它合理答案均得分)
(5)在C、D之间增加一个盛浓硫酸的洗气瓶(或装无水CaCl2的干燥管)
(其它合理答案均得分)
10、单晶硅是信息产业中重要的基础材料。
通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硫、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450-500°C),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。
以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下:
a.四氯化硅遇水极易水解;
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
c.有关物质的物理常数见下表:
物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8
—
315
—
熔点/℃
-70.0
-107.2
—
—
—
升华温度/℃
—
—
180
300
162
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式。
(2)装置A中g管的作用是;装置C中的试剂是;装置E中的h瓶需要冷却理由是。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的元素是(填写元素符号)。
(4)为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,把铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式是:
①滴定前是否要滴加指示剂?
(填“是”或“否”),请说明理由。
②某同学称取5.000g残留物,预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液,移取25.00mL,试样溶液,用1.000×10-2mol·L-1KMnO4标准溶液滴定。
达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00mL,则残留物中铁元素的质量分数是
11.S2Cl2是工业上常用的硫化剂,实验室制备S2Cl2的反应原理有两种:
①CS2+3Cl2CCl4+S2Cl2;②2S+Cl2S2Cl2。
已知:
S2Cl2易与水反应;下表是几种物质的熔沸点:
物质
S
CS2
CCl4
S2Cl2
沸点/℃
445
47
77
137
熔点/℃
113
-109
-23
-77
(1)利用图-21装置(部分夹持仪器已略去)来制备S2Cl2,反应原理是(填写数字序号)。
(2)A中反应的离子方程式是;C中存放的试剂是。
(3)D装置中冷凝管的作用是;反应结束后,将D装置锥形瓶内的混合物中分离出产物的方法是。
(4)S2Cl2分子中各原子最外层均满足8电子稳定结构,该分子的电子式是。
(5)S2Cl2与水反应,有无色刺激性气味气体产生,并有黄色沉淀生成,该反应的化学方程式是。
10、(每格2分共16分)
(1)MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+
(2)平衡压强浓硫酸使SiCl4冷凝
(3)Al、P、Cl
(4)
否;KMnO4溶液自身可作指示剂;
0.896%
11答案
27.(16分,方程式3分,其余每空2分)
(1)①
(2)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;浓硫酸
(3)冷凝回流(导气)蒸馏
(4)
(5)2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl↑
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