(15分)TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。
(1)实验室利用反应TiO2(s)+2CCl4(g)==TiCl4(g)+CO2(g),在无水无氧条件下,制取TiCl4实验装置示意图如下
有关性质如下表
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 其他 |
CCl4 | -23 | 76 | 与TiCl4互溶 |
TiCl4 | -25 | 136 | 遇潮湿空气产生白雾 |
仪器A的名称是 ,装置E中的试剂是 。反应开始前依次进行如下操作:组装仪器、 、加装药品、通入氮气;反应结束后的操作包括:①停止通氮气②熄灭酒精灯③冷却至室温。正确的顺序为 (填序号)。欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是 。
(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(含Fe2O3、SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括:
酸溶FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)==FeSO4(aq)+ TiOSO4(aq)+ 2H2O(l)
水解TiOSO4(aq)+ 2H2O(l)H2TiO3(s)+H2SO4(aq)
简要工艺流程如下:
①试剂A为 。钛液Ⅰ需冷却至70℃左右,若温度过高会导致产品收率降低,原因是 。
②取少量酸洗后的H2TiO3,加入盐酸并振荡,滴加KSCN溶液后无明显现象,再加H2O2后出现微红色,说明H2TiO3中存在的杂质离子是 。这种H2TiO3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO2也会发黄,发黄的杂质是 (填化学式)。
高三化学实验题极难题查看答案及解析
镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害。某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究,设计实验流程如下:
已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
②已知实验温度时的溶解度:NiC2O4 >NiC2O4。H2O > NiC2O42H2O。
③ Ksp[Ni(OH)2]: 5.0×10-16 , Ksp(NiC2O4): 4.0×10-10。
认真研读题给信息,回答下列问题:
(1)酸溶后所留残渣的主要成份 (填物质名称)。
(2)用NiO调节溶液的pH,析出沉淀的成分为____________________(填化学式);
(3)写出加入Na2C2O4溶液后反应的化学方程式_____________________________。
(4)写出加入NaOH溶液所发生反应的离子方程式 ,该反应的平衡常数为 。
(5)电解过程中阴极反应式为: ,沉淀Ⅲ可被电解所得产物之一氧化,写出氧化反应的离子方程式: 。
(6)铁镍蓄电池,放电时总反应:Fe+Ni2O3+3H2O =Fe(OH)2+2Ni(OH)2,下列有关该电池的说法不正确的是 。
A.电池的电解液为碱性溶液,电池的正极为Ni2O3,负极为Fe
B.电池充电时,阴极附近溶液的pH降低
C.电池放电时,负极反应为Fe+20H一一2e一 Fe(OH)2
D.电池充电时,阳极反应为2Ni(OH)2+20H一一2e一 Ni2O3+3 H2O
高三化学实验题极难题查看答案及解析
(NH4)2Fe(SO4)26H2O(M=392gmol—1)又称莫尔盐,简称FAS,其俗名来源于德国化学家莫尔(Karl Friedrich Mohr)。它是浅蓝绿色结晶或粉末,对光敏感,在空气中会逐渐风化及氧化,可溶于水,几乎不溶于乙醇。某实验小组利用工业废铁屑制取莫尔盐,并测定其纯度。
Ⅰ.莫尔盐的制取
回答下列问题:
(1)步骤②必须在剩余少量铁屑时进行过滤,其原因是 。(用离子方程式表示)
(2)制取的莫尔盐最后要用 洗涤(填字母编号),其目的是: 。
a.蒸馏水 b.乙醇 c.滤液
(3)从下图中选取必须用的仪器连接成实验室制取(NH4)2SO4溶液的装置,连接的顺序(用接口字母表示)是_____________。
Ⅱ.FAS纯度测定
为测定FAS纯度,取m g样品配制成500 mL溶液,根据物质组成,甲、乙两位同学设计了如下两个实验方案。
(1)甲方案:取20.00 mLFAS溶液,用0.1000 mol·L-1 的酸性K2Cr2O7 溶液进行滴定。
i)写出此反应的离子方程式: 。
ii) 滴定时必须选用的仪器是 。
(2)乙方案:取20.00 mLFAS溶液进行如下实验。
列出计算FAS晶体纯度的代数式 (不用计算出结果)。
(3)已知实验操作都正确,却发现甲方案的测定结果总是小于乙方案,其可能的原因是 ,设计简单的化学实验验证上述推测 。
高三化学实验题极难题查看答案及解析
(15分)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是一种常用的抗氧化剂。
某研究小组对焦亚硫酸钠进行如下研究:
(1)采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。
装置Ⅱ中有Na2S2O5析出,发生的化学反应方程式为:Na2SO3 + SO2 = Na2S2O5。
①装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为 。
②要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是 。
③装置Ⅲ用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为 (填序号)。
(2)【查阅资料】Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
①NaHSO3溶液显酸性。请用化学用语和必要的文字解释原因________________________________;
证明该结论可采用的实验方法是 (填序号)。
a.测定溶液的pH
b.加入Ba(OH)2溶液
c.加入盐酸
d.加入品红溶液
e.用蓝色石蕊试纸检测
②检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是__________________。
(3)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在酸性条件下可将工业废水中的Cr2O72—还原为Cr3+。
①写出该反应的离子方程式_______________________。
②若处理Cr2O72—浓度为1×10-3mol/L的工业废水1L,需用Na2S2O5固体_________mg。
高三化学实验题极难题查看答案及解析
中学常采用高锰酸钾加热分解法制取氧气,某兴趣小组经查阅资料获知:制得氧气后固体残余物中的锰酸钾(K2MnO4)具有强氧化性,与还原剂、有机物、易燃物混合可形成爆炸性混合物,如不妥善处置将造成危险。因此该小组对该残余物进行分离提纯,得到锰酸钾晶体,利用回收的锰酸钾与浓盐酸反应制取氯气,并设计实验验证氯气化学性质。
(1)打开分液漏斗活塞及弹簧夹2,观察到烧瓶壁有紫红色物质生成并逐渐消失,黄绿色气体充满烧瓶。反应结束后,烧瓶内有黑色固体残余,写出过程中发生的化学反应方程式:____________。
(2)该方法制取氯气比用纯净的高锰酸钾要缓和平稳许多,试分析原因____________。
(3)该小组利用装置C吸收氯气制备漂白粉。
①C中盛装的试剂为____________;
②陶瓷多孔球泡的作用是____________。
(4)测定漂白粉有效成分的质量分数:称取1.5g所制漂白粉配成溶液,调节pH值并加入指示剂,用0.1000mol/L KI溶液进行滴定,三次平行实验平均每次消耗20.00mL标准液时达到滴定终点,反应原理涉及到的方程式为:3ClO-+I-=3Cl-+ IO3- ; IO3-+5I-+3H2O=6OH-+3I2
①所选的指示剂为____________,达到滴定终点的标志是____________。
②该漂白粉中有效成分的质量分数为____________。
(5)打开分液漏斗活塞及弹簧夹1,可观察到D中的现象为____________ ,该现象能够证明氯气有氧化性。甲同学认为取D中反应后溶液,滴加硝酸酸化的硝酸银,若有白色沉淀产生,也能证明氯气氧化了亚硫酸氢钡,你认为是否正确并说明理由____________。
高三化学实验题极难题查看答案及解析
实验室采用简易装置模拟演示工业炼铁原理,实验装置图和实验步骤如下:
①按上图连接好装置,检查装置气密性。
②称取适量 Fe2O3于石英试管中,点燃Ⅰ处酒精灯,缓慢滴入甲酸。
③在完成某项操作后,点燃另外两处酒精灯。
④30 min后熄灭酒精灯,关闭弹簧夹。
⑤待产物冷却至室温后,收集产物。
⑥采用如上方法分别收集带金属网罩酒精灯(金属网罩可以集中火焰、提高温度)和酒精喷灯加热的产物。
请回答下列问题:
(1)制备CO的原理是利用甲酸(HCOOH)在浓硫酸加热条件下的分解制得,盛放甲酸的仪器名称为 ,该反应的化学方程式 。
(2)实验步骤③某项操作是指 。
(3)实验步骤④熄灭酒精灯的顺序为______________。(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)
(4)通过查资料获取如下信息:
I. 酒精灯平均温度为600℃;加网罩酒精灯平均温度为700℃,酒精喷灯平均温度为930℃。
II. 资料指出当反应温度高于710℃,Fe能稳定存在,680℃~710℃之间,FeO稳定存在,低于680℃,则主要是Fe3O4。试分析酒精灯加热条件下生成Fe的原因是 。
(5)已知FeO、Fe2O3、Fe3O4氧元素的质量分数分别为:22.2%、30%、27.6%。利用仪器分析测出3种样品所含元素种类和各元素的质量分数如下表:
加热方式 | 产物元素组成 | 各元素的质量分数% | |
Fe | O | ||
酒精灯 | Fe和O | 74.50 | 25.50 |
带网罩酒精灯 | Fe和O | 76.48 | 23.52 |
酒精喷灯 | Fe | 100.00 | 0.00 |
分析各元素的质量分数可知前二种加热方式得到的产物为混合物,其中酒精灯加热所得产物的组成最多有_______种可能。
(6)通过进一步的仪器分析测出前二种加热方式得到的固体粉末成分均为Fe3O4和Fe,用酒精喷灯加热得到的固体粉末成分为Fe。请计算利用酒精灯加热方式混合物中Fe3O4和Fe的质量比为_____。(要求保留整数)
高三化学实验题极难题查看答案及解析
二氯化二硫(S2Cl2),常温下是一种黄红色液体,有窒息性,刺激性恶臭,熔点80℃,沸点135.6℃,在空气中强烈产生烟雾,遇水、醇即分解;它常用于橡胶的低温硫化和黏接剂,国防工业用作军用毒气。它的工业合成方法:将氯气通入到熔融的硫单质发生反应而制得。实验室用下列装置制取少量S2Cl2。
请回答下列问题:
(1)S2Cl2分子中各原子均达到8电子稳定结构,则它的结构式为 。
(2)下列方法都可以制得氯气,其中符合装置A制取的有 。
a、MnO2固体和浓HCl共热
b、KMnO4固体和浓HCl反应
c、KClO3固体和浓HCl反应
d、MnO2固体、NaCl固体和浓硫酸共热
(3)装置A中用恒压分液漏斗而不用普通分液漏斗的原因是 。
(4)B中饱和食盐水的作用 ,装置C中的试剂是 。
(5)S2Cl2遇水强烈反应产生烟雾,其产物中有一种气体能使品红溶液褪色,加热后又恢复原状,且反应过程中只有一种元素化合价发生变化,写出该反应的化学方程式 ,其氧化剂与还原剂物质的量之比为 。
(6)从安全和环保方面考虑,补全F方框内剩下的装置并注明装置中的药品。画图时,仪器可以简化,如下列仪器可以分别表示为:
高三化学实验题极难题查看答案及解析
某化学活动小组设计如下图所示(部分夹持装置已略去)实验装置,以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到的固体物质。
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式:________
(2)写出试剂Y的名称:_____________________。
(3)已知:通入一定量的氯气后,测得D中只有一种常温下为黄红色的气体,其为含氯氧化物。可以确定的是C中含有的氯盐只有一种,且含有NaHCO3,现对C成分进行猜想和探究。
①提出合理假设:
假设一:存在两种成分: NaHCO3和__________
假设二:存在三种成分: NaHCO3和__________、___________。
②设计方案,进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。
限选实验试剂和仪器:蒸馏水、稀硝酸、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。
实验步骤 | 预期现象和结论 |
步骤1:取C中的少量固体样品于试管中,滴加 足量蒸馏水至固体溶解,然后将所得溶液分别置于A、B试管中。 | |
步骤2:向A试管中滴加______________: | ①若无明显现象,证明固体中不含碳酸钠; ②若溶液变浑浊,证明固体中含有碳酸钠。 |
步骤3:向B试管中滴加______________: | 若溶液变浑浊,结合步骤2中的①,则假设 一成立:结合步骤2中的②,则假设二成立。 |
(4)己知C中有0.1 mol Cl2参加反应。若假设一成立,可推知C中反应的化学方程式为________。
(5)常温下Na2CO3和NaHCO3均为0.1mol/L的混合溶液中,c(OH﹣)-c(H+)=___________(用含碳元素的粒子浓度表示),在该溶液中滴加稀盐酸至中性时,溶液中溶质的成分有______________________。
高三化学实验题极难题查看答案及解析
研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。
Ⅰ.利用下图装置模拟工业生产中SO2催化氧化的反应并研究SO2的性质:(熔点:SO2 -76.1℃,SO3 16.8℃;沸点:SO2 -10℃,SO3 45℃)
(1)甲同学按I、II、III、IV的顺序连接装置,装置II的作用是_________ ;装置III中溶液逐渐褪色,证明二氧化硫具有 性。
(2)乙同学按Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的顺序连接装置(装置Ⅱ中充分冷却),若装置Ⅳ中有40 mL 3.0mol/L NaOH溶液,反应后增重5.12 g,则装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是 。
(3)某同学将足量的SO2通入一支装有氯化钡溶液的试管中,未见沉淀生成。向该试管中加入足量_____(填字母),便能产生沉淀。
A.硫化钠溶液 B.氨水 C.盐酸 D.硝酸钾溶液
Ⅱ.为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
称取铁钉(碳素钢)6g放入15mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
(4)甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+应选用________(选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水
b.氢氧化钠溶液
c.酸性KMnO4溶液
d.铁粉和KSCN溶液
(5)乙同学取784 mL(标准状况)气体Y通入足量H2O2水溶液中,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体4.66g。由此推知气体Y中SO2的体积百分数为________ 。(保留小数点后一位)
(6)分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含有H2和C02气体,产生C02的理由是_______________ (用化学方程式表示)。
高三化学实验题极难题查看答案及解析
无水氯化铝是一种重要的化工原料,工业上利用明矾石制备无水氯化铝的流程如下,请回答下列问题:
(1) 实验室中,可制得Cl2的组合是____________(填代号)。
①MnO2和浓盐酸混合共热 ②MnO2、NaCl和浓硫酸混合共热
③NaClO和盐酸混合共热 ④漂白粉和硫酸混合共热
(2) 吸收焙烧炉中产生的尾气,下列装置合理的是___________(填代号)。
(3)写出氧化炉中反应的化学方程式_____________。
(4)生产氯化铝的过程中焙烧炉和氯化炉中产生的SO2、Cl2等大气污染物,若将二者按照一定比例通入水中可减少污染。试设计简单实验检验二者是否恰好完全反应,简要描述实验步骤、现象和结论_____________(仪器自选)。
可供选择试剂如下:
①滴加酚酞的氢氧化钠溶液 ②氣化亚铁溶液 ③硫氰化钾溶液 ④品红溶液
(5)某同学设计用如下装置验证二氧化硫的某些化学性质。
① 能说明二氧化硫具有氧化性的实验现象为____________。
② 写出a瓶中发生反应的离子方程式________________。
③ 充分反应后,取a瓶中的溶液分成三份,分别进行如下实验。
实验I:向第一份溶液中加入足量的NaOH溶液,生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最终变为红褐色。
实验II:向第二份溶液中加入少量KMnO4溶液,紫色褪去。
实验III:向第三份溶液中加人BaCl2溶液,生成白色沉淀。
上述实验中能充分证明二氧化硫具有还原性的是__________(填实验代号)。
高三化学实验题极难题查看答案及解析