北京各区实验探究汇编.docx
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北京各区实验探究汇编
高三实验探究及化工
1．（12分）工业上常以赤铁矿石（主要成分为Fe2O3）和焦炭为主要原料，在高温下炼铁。
高温
焦炭产生CO的反应是：
高温
C+O2==CO2
C+CO22CO
（1）CO还原赤铁矿的化学方程式是。
（2）下列说法正确的是。
a.为使赤铁矿石充分燃烧，需将其粉碎
b.足量的空气能提高炼铁反应速率
c.与生铁相比较，纯铁转化为“铁水”的温度低
（3）生铁的用途很多，某电镀厂用生铁将废水中的Cr2O72-转化为Cr3+，流程图如下：
①气体A是。
②在上述酸性溶液中，生铁比纯铁产生Fe2+的速率快，原因是。
③将Cr3+转化为Cr（OH）3的离子方程式是_____。
（4）电解法将一定浓度的酸性废水中的Cr2O72-转化为Cr3+，其原理示意图如下：
①阳极附近溶液中Cr2O72-转化为Cr3+的离子方程式是。
②一段时间后，试管底部出现沉淀。
解释生成沉淀的原因：
。
2．（14分）燃煤产生的烟气中的氮氧化物NOx（主要为NO、NO2）易形成污染，必须经脱除达标后才能排放。
（1）用化学方程式表示NO形成硝酸型酸雨的反应。
（2）能作脱除剂的物质很多，下列说法正确的是。
a.用H2O作脱除剂，不利于吸收含氮烟气中的NO
b.用Na2SO3作脱除剂，O2会降低Na2SO3的利用率
c.用CO作脱除剂，会使烟气中NO2的浓度增加
（3）尿素[CO（NH2）2]在一定条件下能有效将NOx转化为N2。
Ⅰ．已知可通过下列方法合成尿素：
2NH3（g）+CO2（g）
H2NCOONH4（s）ΔH=-159.5kJ/mol
H2NCOONH4（s）
CO（NH2）2（s）+H2O（l）ΔH=+28.5kJ/mol
①尿素释放出NH3的热化学方程式是。
②写出有利于尿素释放NH3的条件并说明理由。
Ⅱ．CO（NH2）2与某种烟气（主要为N2、NO和O2）中的NO的物质的量比值分别为
1:
2、2:
1、3:
1时，NO脱除率随温度变化的曲线如下：
①曲线a对应CO（NH2）2与NO的物质的量比值是。
②曲线a、b、c中，800℃～900℃区间内发生主要反应的化学方程式是____。
③900℃～1200℃区间内脱除率下降，NO浓度上升。
发生的主要反应是_____。
④曲线a中，NO的起始浓度为6×10-4mg/m3，从A点到B点经过0.8s，该时间段内NO的脱除速率为____mg/（m3·s）。
3．（16分）实验室制乙烯时，产生的气体能使Br2的四氯化碳溶液褪色，甲、乙同学用下列实验验证。
（气密性已检验，部分夹持装置略）。
实验操作和现象：
操作
现象
点燃酒精灯，
加热至170℃
Ⅰ：
A中烧瓶内液体渐渐变黑
Ⅱ：
B内气泡连续冒出，溶液逐渐褪色
……
实验完毕，
清洗烧瓶
Ⅲ：
A中烧瓶内附着少量黑色颗粒状物，有刺激性气味逸出
（1）烧瓶内产生乙烯的化学方程式是_____。
（2）溶液“渐渐变黑”，说明浓硫酸具有性。
（3）分析使B中溶液褪色的物质，甲认为是C2H4，乙认为不能排除SO2的作用。
①根据甲的观点，使B中溶液褪色反应的化学方程式是。
②乙根据现象Ⅲ认为产生了SO2，在B中与SO2反应使溶液褪色的物质是。
③为证实各自观点，甲、乙重新实验，设计与现象如下：
设计
现象
甲
在A、B间增加一个装有某种试剂的洗气瓶
Br2的CCl4溶液褪色
乙
与A连接的装置如下：
D中溶液由红棕色变为浅红棕色时，E中溶液褪色
a.根据甲的设计，洗气瓶中盛放的试剂是______。
b.根据乙的设计，C中盛放的试剂是_____。
c.能说明确实是SO2使E中溶液褪色的实验是____。
d.乙为进一步验证其观点，取少量D中溶液，加入几滴BaCl2溶液，振荡，产生大量白色沉淀，浅红棕色消失，发生反应的离子方程式是_____。
（4）上述实验得到的结论是。
4．（13分）铁铜及其化合物与人类生活密切相关：
Ⅰ：
Fe2O3、Cu2O都是红色粉末，常用作颜料。
某校化学实验小组通过实验来探究某红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者混合物。
探究过程如下：
查阅资料：
Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4，在空气中加热生成CuO。
提出假设：
假设1：
红色粉末是Fe2O3假设2：
红色粉末是Cu2O
（1）假设3：
设计探究实验：
取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN溶液。
（2）若滴加KSCN试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末中一定不含Fe2O3。
你认为这种说法合理吗？
。
简述你的理由。
（3）经实验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物，实验小组欲用加热法测定红色混合物中Cu2O的质量分数。
取ag固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为bg（b>a），则混合物中Cu2O的质量分数为。
Ⅱ：
铁是人体必须的微量元素，治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。
“速力菲”（主要成分：
琥珀酸亚铁）是市场上一种常见的补铁药物。
该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。
某化学实验小组同学为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在，设计了如下实验：
（4）试剂1是。
（5）加入KSCN溶液后，在未加新制氯水的情况下，溶液中也产生了红色，其可能的原因是。
（6）在实验中发现放置一段时间，红色溶液的颜色会逐渐褪去。
为了进一步探究溶液褪色的原因，甲、乙、丙三位同学首先进行了猜想：
编号
猜想
甲
溶液中的Fe3+又被还原为Fe2+
乙
溶液中的SCN-被过量的氯水氧化
丙
新制的氯水具有漂白性，将该溶液漂白
基于乙同学的猜想，请设计实验方案，验证乙同学的猜想是否正确。
写出有关的实验操作、预期现象和结论。
（不一定填满，也可以补充）
编号
实验操作
预期现象和结论
1
5．（13分）某校学生化学实验小组，为验证非金属元素氯的氧化性强于硫和氮，设计了一套实验装置：
（部分夹持装置已略去）
ABCDE
（1）写出A中反应的离子方程式。
（2）B中出现黄色浑浊现象，产生此现象的离子方程式。
（3）试从原子结构角度解释氯的氧化性大于硫的原因。
（4）D中干燥管中出现的现象及化学方程式。
（5）有同学认为D中的现象并不能说明氯的氧化性大于氮，需要在C之前加装洗气装置，请画出其装置图（并注明盛装试剂）。
（6）还有什么方法能证明氧化性Cl2>S，用一种相关事实说明。
6．（12分）PM2.5（可入肺颗粒物）污染跟冬季燃煤密切相关，燃煤还同时排放大量的SO2和NOX。
旋转喷雾干燥法是去除燃煤烟气中二氧化硫的方法之一，工艺流程如下图所示：
净化气排空
水
熟化池
石灰浆
高速旋转
雾化器
生石灰
CaSO4
含SO2、O2、N2等的烟气
（1）写出高速旋转雾化器中发生反应的化学方程式_____________________________。
（2）在一定条件下，SO2可被氧气氧化，每生成8gSO3气体，放出9.83kJ的热量。
写出该反应的热化学方程式。
（3）500℃时，在催化剂存在条件下，分别将2molSO2和1molO2置于恒压容器I和恒容容器II中（两容器起始容积相同），充分反应，二者均达到平衡后：
①两容器中SO3的体积分数关系是I____II（填“>”、“<”或“=”）。
若测得容器II中的压强减小了30%，则该容器中SO2的转化率为。
②t1时刻分别向两容器的平衡体系中加入2molSO3，则两容器中SO3的体积分数随时间变化曲线图正确的是_______（填序号）。
AB
CD
（4）NOx可用强碱溶液吸收产生硝酸盐。
在酸性条件下，FeSO4溶液能将NO3-还原为NO，NO能与多余的FeSO4溶液作用生成棕色物质，这是检验NO3-的特征反应。
写出该过程中产生NO反应的离子方程式。
7．（14分）某化学兴趣小组为探究Cl2、Br2、Fe3+的氧化性强弱，设计了如下实验：
（1）①检查气体发生装置A的气密性的操作是。
②整套实验装置存在一处明显的不足，请指出。
（2）用改正后的装置进行实验，实验过程如下：
实验操作
实验现象
结论
打开活塞a，向圆底烧瓶中滴入适量浓盐酸；然后关闭活塞a，点燃酒精灯。
D装置中：
溶液变红
E装置中：
水层溶液变黄，振荡后，CCl4层无明显变化。
Cl2、Br2、Fe3+的氧化性由强到弱的顺序为：
（3）因忙于观察和记录，没有及时停止反应，D、E中均发生了新的变化。
D装置中：
红色慢慢褪去。
E装置中：
CCl4层先由无色变为橙色，后颜色逐渐加深，直至变成红色。
为探究上述实验现象的本质，小组同学查得资料如下：
ⅰ．（SCN）2性质与卤素单质类似。
氧化性：
Cl2>（SCN）2。
ⅱ．Cl2和Br2反应生成BrCl，它呈红色（略带黄色），沸点约5℃，与水发生水解反应。
ⅲ．AgClO、AgBrO均可溶于水。
①请用平衡移动原理（结合化学用语）解释Cl2过量时D中溶液红色褪去的原因________，请设计简单实验证明上述解释：
。
②欲探究E中颜色变化的原因，设计实验如下：
用分液漏斗分离出E的下层溶液，蒸馏、收集红色物质，取少量，加入AgNO3溶液，结果观察到仅有白色沉淀产生。
请结合化学用语解释仅产生白色沉淀的原因。
③将少量BrCl通入到碘化钾溶液中，该反应的化学方程式为。
8．（14分）硫酸是用途广泛的化工原料，可作脱水剂、吸水剂、氧化剂和催化剂等。
（1）工业制硫酸铜的方法很多。
①方法一、用浓硫酸和铜制取硫酸铜。
该反应的化学方程式是_______，此法的最大缺点是_______。
②方法二、用稀硫酸、铜和氧化铁制取硫酸铜，生产的主要过程如下图所示：
稀硫酸、铜和氧化铁反应的化学方程式是_______；向混合溶液中通入热空气的反应的离子方程式是_______；由滤液得到无水硫酸铜的实验操作是_______。
（2）氨法脱硫技术可吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，同时制得硫酸铵。
主要的工艺流程如下图所示：
①吸收塔中发生反应的化学方程式是_______。
②有数据表明，吸收塔中溶液的pH在5.5~6.0之间，生产效率较高。
当控制一定流量的尾气时，调节溶液的pH的方法是_______。
9．（14分）工业上用硫碘开路循环联产氢气和硫酸的工艺流程如下图所示：
请回答下列问题：
（1）在反应器中发生反应的化学方程式是_______。
（2）在膜反应器中发生反应：
2HI（g）
H2（g）＋I2（g）∆H>0。
若在一定条件密闭容器中加入1molHI（g），n（H2）随时间（t）的变化关系如下图所示：
①该温度下，反应平衡常数K＝_______，若升高温度，K值将_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。
②用化学平衡原理解释使用膜反应器及时分离出H2的目的是_______。
（3）电渗析装置如下图所示：
①结合电极反应式解释阴极区HIx转化为HI的原理是_______。
②该装置中发生的总反应的化学方程式是_______。
（4）上述工艺流程中循环利用的物质是_______。
10．（14分）甲、乙两同学用下图所示装置进行实验，探究硝酸与铁反应的产物。
文献记载：
I．在浓硝酸和活泼金属反应过程中，随着硝酸浓度的降低，其生成的产物有+4、+2、﹣3价等氮的化合物。
II．FeSO4+NO
Fe（NO）SO4（棕色）∆H＜0。
III．NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。
甲的实验操作和现象记录如下：
实验操作
实验现象
打开弹簧夹，通入一段时间CO2，关闭弹簧夹。
打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞。
无明显现象。
加热烧瓶，反应开始后停止加热。
①A中有红棕色气体产生，一段时间后，气体颜色逐渐变浅；B中溶液变棕色；C中溶液紫色变浅。
②反应停止后，A中无固体剩余。
请回答下列问题：
（1）滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是_______。
（2）检验是否生成﹣3价氮的化合物，应进行的实验操作是_______。
（3）甲取少量B中溶液，加热，实验现象是_______。
请用化学平衡原理解释原因：
_______。
甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成。
（4）乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足。
为获取充足的证据，乙仍采用该装置和操作进行对照实验，乙作出的改变是_______，证明有NO生成的实验现象是_______。
（5）证明A溶液中是否含有Fe2+和Fe3+，选择的药品是（填序号）_______。
a．铁粉b．溴水c．鉄氰化钾溶液d．硫氰化钾溶液
11．（15分）某黄铜矿样品标注显示：
主要成分为CuFeS2（含81.5%），其余多为脉石（SiO2）。
为检验该黄铜矿的纯度是否与标注一致，设计了如下实验：
已知：
①在空气存在下煅烧黄铜矿，生成Cu、Fe3O4和SO2气体。
②亚硫酸易被氧化：
2H2SO3+O2＝2H2SO4
请回答下列问题：
（1）检验装置气密性后，称取研细的黄铜矿样品1.150g，放入硬质玻璃管中，研细的目的是。
（2）通入空气一段时间后，点燃酒精喷灯加热样品，充分反应，装置B、装置C中反应的化学方程式分别是、。
（3）反应过程中，装置A的作用是（填序号）。
①除去空气中的二氧化碳②除去空气中的水蒸气
③使空气成分均匀混合④用于观
察、控制空气流速
（4）反应结束前的操作是：
先撤掉酒精喷灯，再，其目的是。
（5）取装置C中溶液的1／10置于锥形瓶中，用0.05mol•L-1标准碘溶液进行滴定，反应的离子方程式为；判断滴定达到终点的现象是；若滴定中消耗标准碘溶液20.00mL，则该黄铜矿的纯度测定结果比标注值（偏低或偏高），造成该结果的原因之一可能是，改进的建议是。
12
。
（13分）用芒硝（Na2SO4·10H2O）制备纯碱、铵明矾[NH4Al（SO4）2·12H2O]的生产工艺流程图如下所示：
（1）溶液C中的溶质主要是。
（2）铵明矾的溶液呈性，铵明矾可用于净水，用离子方程式说明原理
。
（3）过程Ⅰ反应温度不能超过40℃，主要原因是。
（4）运用化学平衡原理解释Na2SO4溶液稍过量的原因
。
（5）若将Al2（SO4）3直接加入滤液A中，将产生大量白色沉淀和气体，导致铵明矾产量降低请用离子方程式解释产生该现象的原因。
（6）滤液E中溶质离子为。
（7）已知铵明矾的溶解度随温度升高明显增大，过程Ⅱ得到铵明矾的系列实验操作为
、、过滤洗涤、干燥
13．（15分）为验证氧化性Cl2＞Fe3+＞SO2，某小组用下图所示装置进行实验（夹持仪器和A中加热装置已略，气密性已检验）。
实验过程：
Ⅰ.打开弹簧夹K1~K4，通入一段时间N2，再将T型导管插入B中，继续通入N2，然后关闭K1、K3、K4。
Ⅱ.打开活塞a，滴加一定量的浓盐酸，给A加热。
Ⅲ.当B中溶液变黄时，停止加热，夹紧弹簧夹K2。
Ⅳ.打开活塞b，使约2mL的溶液流入D试管中，检验其中的离子。
Ⅴ.打开弹簧夹K3、活塞c，加入70%的硫酸，一段时间后夹紧弹簧夹K3。
Ⅵ.更新试管D，重复过程Ⅳ，检验B溶液中的离子。
（1）过程Ⅰ的目的是。
（2）棉花中浸润的溶液为。
（3）A中发生反应的化学方程式为。
（4）用70%的硫酸制取SO2，反应速率比用98%的硫酸快，原因是。
（5）过程Ⅵ，检验B溶液中是否含有SO42-的操作是
。
（6）甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验，他们的检测结果一定能够证明氧化性
Cl2＞Fe3+＞SO2的是（填“甲”“乙”“丙”）。
过程ⅣB溶液中含有的离子
过程ⅥB溶液中含有的离子
甲
有Fe3+无Fe2+
有SO42-
乙
既有Fe3+又有Fe2+
有SO42-
丙
有Fe3+无Fe2+
有Fe2+
（7）进行实验过程Ⅴ时，B中溶液颜色由黄色逐渐变为红棕色，停止通气，放置一段时间后溶液颜色变为浅绿色。
查阅资料：
Fe2+（aq）＋SO32-（aq）
FeSO3（s）（墨绿色）
提出假设：
FeCl3与SO2的反应经历了中间产物FeSO3，溶液的红棕色是FeSO3（墨绿色）与FeCl3（黄色）的混合色。
某同学设计如下实验，证实该假设成立：
①溶液E和F分别为、。
②请用化学平衡原理解释步骤3中红棕色溶液颜色变为浅绿色的原因
。
14.（14分）高铁酸钾（K2FeO4）具有很强的氧化性，是一种高效水处理剂。
（1）用K2FeO4处理废水时，既利用其强氧化性，又利用Fe（OH）3胶体的作用。
（2）制备K2FeO4可以采用干式氧化法或湿式氧化法。
①干式氧化的初始反应是2FeSO4+6Na2O2=2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2↑，该反应中每生成2molNa2FeO4时转移电子mol。
②湿式氧化法的流程如下图：
上述流程中制备Na2FeO4的化学方程式是。
结晶过程中反应的离子方程式是。
（3）K2FeO4在水中不稳定，发生反应：
4FeO
+10H2O
4Fe（OH）3（胶体）+8OH-+3O2，其稳定性与温度（T）和溶液pH的关系分别如下图所示。
T4
T3
T2
T1
c（FeO
）/mmol·L-1
c（FeO
）/mmol·L-1
图ⅠK2FeO4的稳定性与温度的关系图ⅡK2FeO4的稳定性与溶液pH的关系
1由图Ⅰ可得出的结论是。
2
图Ⅱ中ac（填“>”、“<”或“=”），其原因是。
15.（13分）某化学小组同学用下列装置（气密性已检验）进行实验。
ⅠⅡⅢⅣ
（1）探究O2与KI溶液发生反应的条件。
1甲、乙两同学选用以下试剂进行实验（0.1mol·L-1KI溶液，30%H2O2溶液、0.1mol·L-1H2SO4溶液、淀粉溶液、MnO2固体、KMnO4固体），实验记录如下。
操作
现象
甲
向Ⅰ中加入必要的试剂，并向Ⅳ中加入KI、淀粉溶液。
连接Ⅰ、Ⅳ，打开活塞
Ⅰ中剧烈反应，产生无色气体并伴随大量白雾；Ⅳ中有气泡冒出，溶液迅速变蓝
乙
向Ⅱ中加入必要的试剂，并向Ⅳ中加入KI、淀粉溶液和稀硫酸。
连接Ⅱ、Ⅳ，点燃酒精灯
Ⅳ中有气泡冒出，溶液变蓝
甲制取O2的化学方程式是。
乙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式是。
2甲用Ⅱ加入试剂替换Ⅰ后，Ⅳ中仍加入KI、淀粉溶液，再次实验时Ⅳ中溶液不变蓝。
由此他猜测第一次实验时可能是Ⅰ中的白雾使溶液变蓝。
甲又将Ⅰ中产生的气体直接通入下列溶液（填序号），证明了白雾中含有H2O2。
a.酸性KMnO4b.FeCl2c.Na2S
③由甲、乙两同学的实验，可得出结论：
。
（2）资料显示：
KI溶液在空气中被缓慢氧化时CO2参与了反应。
丙、丁两同学为探究该反应中CO2的作用，进行下列实验。
操作
现象
丙
向Ⅰ中加入Na2CO3和稀硫酸，Ⅳ中加入KI、淀粉溶液并在上层覆盖少量煤油。
使Ⅰ中发生反应将装置中空气排尽后，再将气体通入Ⅳ的溶液中
Ⅳ中有气泡冒出，溶液不变蓝
丁
向Ⅰ中加入Na2CO3和稀硫酸，Ⅲ中加入必要试剂，Ⅳ中加入KI、淀粉溶液。
依次连接Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ，打开活塞
Ⅳ中有气泡冒出，溶液变蓝
1丙实验的目的是。
2丁实验的Ⅲ中加入试剂的化学式是。
③为证明CO2所起的作用，可进行的操作是：
取上述丁实验后Ⅳ中溶液，。
答案
1．（12分）
（1）Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2（2分）
（2）ab（1分）
（3）①H2（1分）
②生铁中含有C，在硫酸溶液中形成无数微小原电池，加快反应速率（2分）
③2Cr3++3Ca（OH）2==2Cr（OH）3↓+3Ca2+（2分）
（4）①6Fe2++Cr2O72-+14H+==6Fe3++2Cr3++7H2O（2分）
②随着电解进行，溶液中c（H+）逐渐减少，c（OH-）浓度增大，生成Fe（OH）3和Cr（OH）3沉淀（2分）
2．（14分）
（1）2NO+O2==2NO2、3NO2+H2O==2HNO3+NO（2分）
（2）ab（1分）
（3）Ⅰ．①CO（NH2）2（s）+H2O（l）
2NH3（g）+CO2（g）ΔH=+131.0kJ/mol（2分）
②升高温度（1分）释放氨气的反应是吸热反应，升温，有利于平衡向吸热反应方向进行，同时温度升高，氨气的溶解度降低，均有利于向释放氨气的方向进行（1分）
Ⅱ．①3:
1（1分）
②4NH3+6NO==5N2+6H2O或2CO（NH2）2+6NO==2CO2+4H2O+5N2（2分）
③4NH3+5O2==4NO+6H2O（2分）④1.5×10-4（2分）
3．（16分）
（1）
（2分）
（2）脱水性（1分）
（3）①CH2=CH2+Br2→CH2Br—CH2Br（2分）
②H2O、Br2（2分）
③aNaOH溶液（2分）
b浓硫酸（2分）
c加热已经褪色的品红溶液，若红色恢复，证明是SO2使品红溶液褪色而不是Br2（2分）
dSO2+2H2O+Br2==4H++2Br-+SO42-、SO42-+Ba2+==BaSO4↓（2分）
或SO2+2H2O+Br2+Ba2+==4H++2Br-+BaSO4↓
（4）乙烯能使Br2的四氯化碳溶液褪色，干燥的SO2不能使Br2的四氯化碳溶液
4．答案（13分）
（1）红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物 （2分）
（2）不合理（1分）Cu2O与稀H2SO4反应生成的Cu能将Fe3+还原为Fe2+ （2分）
（3）
或
（2分）
（4）稀盐酸（或稀硫酸）； （2分）
（5）少量的Fe2+被空气中的氧气氧化； （2分）
（6）（2分）（其它合理答案给分）
编号
实验操作
预期现象和结论
①
取少量褪色后溶液，加入KSCN溶液
如果溶液变红色，说明乙同学的猜想是合理的；如果溶液不变红色，说明乙同学的猜想是不合理的
或
取少量褪色后溶液，加入FeCl3溶液
如果溶液仍不变红色，说明乙同学的猜想是合理的；如果溶液变红色，说明乙同学的猜想是不合
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