高中非金属化学实验综合

高中非金属化学实验综合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。

制取Cl2 FeCl2溶液 Na2CO3溶液
甲乙丙
①在该实验中，甲部分的装置是（填字母）。

a b c
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2.0 g漂白粉配制成250 mL溶液，取出25 mL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0.1 mol/L Na2S2O3溶液：2Na2S2O3+I2 === Na2S4O6+2NaI，共消耗20 mL Na2S2O3，则漂白粉中Ca(ClO)2的质量分数为。

5．（16分）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：
A B C D
（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、（13分）工业上将纯净干燥的氯气通入到物质的量浓度为
0.375mol/LNaOH溶液中得到漂水。

某同学想在实验室探究Cl2性质并模拟制备漂水，下图是部分实验装置。

已知KMnO4与盐酸溶液反应可以制取Cl2。

（1）配制物质的量浓度为0.375 mol/LNaOH溶液时，主要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒和。

（2）浓硫酸的作用是。

（3）装置E中发生化学反应的离子方程式为。

（4）装置B中饱和NaCl溶液可用于除去Cl2中的HCl气体，已知氯气与水的反应是一个可逆反应，请简述饱和NaCl溶液除去Cl2中HCl气体的原理（用离子方程式表示和文字说明）。

（5）实验时装置D中湿润的红色纸条褪色，干燥部分没有褪色，放置一段时间后，纸条全部褪色。

该同学认为Cl2的密度比空气大，可能是试管下部Cl2的浓度大于试管上部Cl2的浓度所导致的。

请判断该解释
是否合理，并分析产生上述实验现象的原因；如需改进，请简述设计方案（若认为合理。

则此问可不作答）。

（6）氯元素含量为10%的漂水溶液355g，其中含NaClO的物质的量为 mol。

1、晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl3：Si＋3HClSiHCl3＋H2
③SiHCl3与过量H2在1000～1100℃反应制得纯硅
已知SiHCl3，能与H2O强烈反应，在空气中易自燃。

请回答下列问题：
（1）第①步制备粗硅的化学反应方程式为。

（2）粗硅与HCl反映完全后，经冷凝得到的SiHCl3（沸点33.0℃）中含有少量SiCl4（沸点57.6℃）和HCl（沸点－84.7℃），提纯SiHCl3采用的方法为。

（3）用SiHCl3与过量H2反应制备纯硅的装置如下（热源及夹持装置略去）：
①装置B中的试剂是。

装置C中的烧瓶需要加热，其目的是。

②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是，装置D不能采用普通玻璃管的原因是，装置D中发生反应的化学方程式为。

③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及。

④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂（填写字母代号）是。

a．碘水 b．氯水 c．NaOH溶液 d．KSCN溶液 e．Na2SO3溶液
4、（16分）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SiCl4BCl3AlCl3FeCl3PCl5
沸点/℃57.712.8—315—
熔点/℃－70.0－107.2———
升华温度/
——180300162
℃
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
13、（15分）浓H2SO4和木炭在加热时发生反应的化学方程式是2 H2SO4
) + C
(浓
CO2↑+ 2 H2O + 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
加入的试剂作用
（填字母）
17、某化学兴趣小组为了探究锌与浓硫酸反应生成气体的成分做了如下实验：高考资源网
将50g锌粉与50mL浓H2SO4在加热条件下充分反应，锌粉有剩余，
收集到一定体积的气体，将该气体体积折算成标准状况为11.2L。

（1）化学兴趣小组所制得的气体X中混有的主要杂质气体可能
是
（填分子式）。

产生这种结果的主要原因是（用离子方程式表示） 。

（2）实验验证：为了检验主要杂质气体的成分，化学兴趣小组的同学设计了如下实验，对气体X取样进行探究。

高考资源网
高考资源网
①A中加入的试剂可能是 ，作用
是 。

　B中加入的试剂可能是 。

高考资源网
②证实气体X中混有较多杂质气体，应观察到C中的实验现象
是
，D中最好选择的试剂
是 。

③假定气体在吸收过程中吸收完全，对上述装置略加改进，可
以粗略测定气体X中SO2的体积分数。

改进时可选用的下列仪器
为 （填代号）。

a. 广口瓶
b. 容量瓶
c. 量筒
d. 导管
e. 单孔塞
f. 双孔塞
（3）理论分析：高考资源网
①该小组有同学提出只需要再测出一个数据，便能准确的确
定该气体的组成，你认为他可以是测下列（ ）
A、反应后剩余锌的质量为17.5g高考资源网
B、收集到气体的质量为25.8g
C、浓硫酸的物质的量浓度为18.0mol/L
②根据你在①中所选数据中的某一个，通过计算确定气体X中
各成分物质的量分别
为： 。

15.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：▲。

14．（09北京卷27）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
17．（16分）为探究如何尽可能多的使NO2被水吸收，某活动小组设计并完成了以下实验。

（1） 活动小组同学利用铜与浓硝酸反应制取NO2、过氧化氢溶液与MnO2制取O2。

① 根据反应原理他们选用了相同的装置 （填“图
1”或“图 2”）分别制取NO2和O2。

② 写出铜与浓硝酸反应的离子方程式。

③过氧化氢溶液与MnO2制取O2时，MnO2的作用是 。

④ 收集NO2可采用的收集方法是。

（2）活动小组的同学做了如下准备：用气囊收集好纯净的O2；收集了一试管NO2；用干燥的烧瓶收集了一定比例的NO2和O2混合气体。

① 为了尽可能多的使NO2被水吸收，并达到较好的实验效果，利用图3吸收气体时，用气囊通入O2与直接利用制气装置制取并通入O2相比，其优点是 。

② 利用图4吸收气体时，其操作和现象为 。

③ NO2、O2、H2O反应的产物为硝酸，反应中NO2和O2物质的量之比a：b= ；标准状况下，若图4中混合气体NO2和O2比例为a：b，当混合气体全部被吸收时所得溶液物质的量浓度为 mol/L（保留两位有效数字）。