2024年高中化学实验探究题特训：化工生产中的重要非金属元素（含答案）
文档属性
| 名称 | 2024年高中化学实验探究题特训：化工生产中的重要非金属元素（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-03-28 16:13:10 | ||
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文档简介
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2024年高中化学实验探究题特训：化工生产中的重要非金属元素
1．某实验室利用和反应合成硫酰氯()，并对和HClO的酸性强弱进行探究。已知的熔点为-54.1℃，沸点为69.1℃，在空气中遇水蒸气发生剧烈反应，并产生大量HCl白雾，100℃以上分解生成和。实验室合成的原理：，且反应会放出大量的热。实验装置如图所示(夹持仪器已省略)，请回答下列问题：
（1）写出碱石灰起作用的化学方程式： 。(写一个即可)
（2）装置戊上方分液漏斗中最好选用 (填字母)。
a．蒸馏水 b．饱和食盐水 c．浓氢氧化钠溶液 d．盐酸
（3）装置乙和丁盛放的试剂均是 。
（4）装置丙放置在冰水浴中的原因是 。
（5）和水反应的化学方程式为 。
（6）选用下面的装置探究酸性：，溶液均足量，其连接顺序为A→ 。能证明的酸性强于HClO的实验现象为 。信息：可以使品红褪色，通常用来检验；难溶于饱和的；酸性大于
2．为保障人民健康，我国制定了十分严格的使用标准，《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》（GB2760-2014）规定含硫类食品添加剂的最大使用量范围为0.01～0.4（以残留量计算）。某化学兴趣小组按照如下步骤测定去核大枣中的残留量。
ⅰ.准确称取10.00g去核大枣装入500mL圆底烧瓶中，将样品用硫酸酸化后加入300mL水并通入氮气，将氮气流速调至0.2并低于100℃加热，蒸出的用双氧水吸收，实验装置加图所示（夹持和加热装置已省略）。
ⅱ.充分反应后，合并乙、丙中的吸收液于锥形瓶中，煮沸一段时间后，冷却。
ⅲ.滴加几滴酚酞作指示液，用0.01的NaOH标准液滴定。重复实验四次，所得数据如表所示：
序号 1 2 3 4
标准液初始读数/mL 0.00 0.10 0.30 0.40
标准液滴定终点读数/mL 8.80 8.95 10.15 9.15
回答下列问题：
（1）步骤ⅰ中持续通的作用是 ；双氧水吸收时的化学方程式为 。
（2）步骤ⅲ中盛装0.01的NaOH标准液的仪器为 （填标号），该仪器使用之前需要进行的操作为 。
A. B. C. D.
（3）步骤ⅱ中煮沸的目的可能是 。
（4）步骤ⅲ中滴定终点的现象为 ，下列操作会使测得的含量偏小的是 （填标号）。
a．滴定前尖嘴处无气泡，滴定后有气泡
b．盛装0.01的NaOH标准液的仪器未用标准液润洗
c．滴定前读数时俯视刻度线，滴定终点读数时仰视刻度线
d．氮气流速过快
（5）该大枣中的残留量为 （保留小数点后两位）， （填“符合”或“不符合”）国家标准。
3．氧化铋俗称铋黄，是制作防火纸的材料之一。以白色难溶物氯氧化铋（）为原料转型脱氯制备氧化铋的方法如下：
步骤1：准确称取，先与脱氯剂溶液混合，加入氨水至下搅拌可得前驱体（（难溶于水），反应装置如图所示（加热装置已略去）；
步骤2：将前驱体干燥后灼烧，可得。
回答下列问题：
（1）的原子序数为83，则位于元素周期表第 周期，第 族。
（2）试剂的作用为 ．
（3）步骤1中生成（的化学方程式为 ．
（4）反应后，分离出三颈烧瓶的前驱体，用蒸馏水洗涤前驱体2-3次，将滤液和洗涤液合并，稀释至，取于锥形瓶中，滴入2滴溶液作指示剂，再用标准溶液滴定，平行测定三组。
①分离前驱体的操作名称是 ；盛装标准溶液应选用 （填“酸式”或“碱式”）滴定管。
②若消耗标准液的平均体积为的摩尔质量为，则脱氯率为 （用含的代数式表示）。
（5）灼烧时用到的硅酸盐制品有 、 、酒精灯、玻璃棒，发生反应的化学方程式为 ．
4．（1）Ⅰ．氨气是一种重要的工业原料。
氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的 ，反应的化学方程式为 。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→ (按气流方向，用小写字母表示)。
③新制的氨水中含氮元素的微粒有3种：、和，试用合理的方程式解释： 。
（2）设计实验，探究对稀氨水中存在的溶质的电离平衡的影响。
已知：影响电离平衡的因素有浓度、温度等。
①限制试剂与仪器：0.1mol/L氨水、、、、、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、天平、pH计、恒温水浴槽(可控制温度)。
②设计实验方案，拟定实验表格，完整体现实验方案(列出能直接读取数据的相关物理量，数据用字母表示)。
物理量
实验序号 V（0.1mol/L氨水）/mL m（铵盐）/g t/℃
1 100 0 25 b
2 100 a 25 c
③表中物理量“m(铵盐)/g”的铵盐是 (填字母)。
A. B. C. D.
(已知25℃几种弱电解质的电离常数分别为： 、醋酸、碳酸和)
④按实验序号2所拟数据进行实验，则一水合氨的电离度(平衡转化率)为 。（可忽略水的电离）
5．经检测，某化工厂排出的废水，其中含有大量的H+、 Na＋、Cu2＋、SO42-、Cl－、NO3-。回答下列问题：
（1）下列离子中，能大量存在于该废水中的是____(填字母)。
A．Ag＋ B．Mg2＋ C．OH－ D．HCO3-
（2）取100 mL该废水于烧杯中，逐滴加入NaOH溶液至呈碱性过程中，原废水中存在的离子的量会发生变化的是Na＋、 (用离子符号表示)。
（3）某化学社团小组成员欲除去废水样品中的Cu2＋和SO42-，最终得到中性溶液，设计的方案流程如图：
①试剂a为 溶液，蓝色沉淀1为 (均填化学式)。
②试剂b、c依次为BaCl2溶液和Na2CO3溶液，则白色沉淀2的化学式为 ，
写出白色沉淀2溶于稀盐酸的离子方程式 。
3 “分离操作”的名称是 ，需用到的玻璃仪器有 。
6．研究人员对Na2SO3和Fe粉去除废水中的硝态氮进行研究。
已知：i．某工厂排放的含氮废水中总氮=10mg·L-1，含有硝态氮、氨氮。
ii．本实验中Na2SO3在时，脱除硝态氮(转化为N2)效果较强。
iii．Na2SO3和Fe粉均可以脱除硝态氮，本实验中二者均为过量。
（1）Na2SO3和Fe粉在去除废水中硝态氮的过程中表现 性(填“氧化”或“还原”)。
（2）研究Na2SO3在pH=1的含氮废水中发生反应的情况，实验结果如图1。
①根据图1，写出“实验组一”中发生反应的离子方程式 。
②进行“实验组二”实验时发现，降低溶液pH更有利于的去除，可能的原因是 。
（3）脱除pH=1的含氮废水中硝态氮，单独加入Na2SO3或同时加入Na2SO3与Fe粉的实验结果如图2和图3。
①根据图2，前15min内Na2SO3，脱除NO；主要反应的离子方程式为 。
②根据图2和图3，20~60min内体系中生成主要反应的离子方程式为 。
③检验处理后的废水中存在取一定量废水蒸发浓缩， (补充操作和现象)。
7．某化学小组利用如图装置制备SO2并探究其性质(夹持装置已略去)。
（1）装置A中盛放Na2SO3固体的仪器名称为 ；在其中发生的化学反应方程式为 。
（2）实验时，装置B中无沉淀生成；实验结束后取B中溶液，向其中通入一种常见气体，可观察到白色沉淀；取白色沉淀加入稀盐酸，有刺激性气味气体产生，推测通入气体的化学式为 。若将装置B中溶液改为溶液，生成的沉淀的化学式为 。
（3）实验时，装置C中发生的离子方程式为 。
（4）实验时，装置D中的现象为 。
（5）为测定尾气中SO2的含量，某课外小组将尾气样品经过管道通入密闭容器中的200mL0.100mol/L酸性KMnO4溶液。若管道中尾气流量为aL/min，经过bmin溶液恰好褪色，假定样品中的SO2可被溶液充分吸收，则该尾气样品中SO2的含量为 g/L。
8．过硫酸钾()可用作破胶剂、聚合促进剂、氧化剂、分析试剂等，时分解。实验小组对过硫酸钾进行相关探究。回答下列问题：
（1）可用于检验酸性溶液中的，在催化剂的作用下可发生氧化还原反应，生成高锰酸钾、硫酸钾和硫酸。
①完成化学方程式： 。
②当生成高锰酸钾时，共有 电子发生转移。
（2）小组同学预测过硫酸钾的分解产物有、、和，并用下图所示装置验证分解产物中含有和(部分夹持及加热仪器已省略)。
①装置D、E中盛放的试剂依次为 、 (填字母)。装置D、E中均有气泡冒出，还观察到的现象分别为 、 。
a．品红溶液 b．NaOH溶液 c．溶液 d．溶液 e．浓
②实验时，通入He排尽装置中的空气后，应先加热装置 (填“A”或“B”)，其中装置A适合的加热方式为 。
③装置B中石棉绒的作用为 。
答案解析部分
1．【答案】（1）Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O、SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
（2）b
（3）浓硫酸
（4）反应放热，且SO2Cl2沸点低，冰水浴有利于生成和收集SO2Cl2
（5）SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl
（6）C→B→E→D→F；装置D中品红不褪色，装置F中产生白色沉淀
2．【答案】（1）使生成的完全被双氧水吸收；
（2）A；检查是否漏液
（3）除去未和反应的
（4）溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色；ad
（5）0.28；符合
3．【答案】（1）六；ⅤA
（2）吸收挥发的氨气，防止污染空气
（3）
（4）过滤；酸式；
（5）坩埚；泥三角；
4．【答案】（1）A(或B)；2NH4CI + Ca(OH)2=CaCl2 + 2H2O + 2NH3↑(或)；d→c→f→e→i（cd、ef位置可颠倒）；
（2）A；
5．【答案】（1）B
（2）H+、Cu2+
（3）NaOH；Cu(OH)2 ；BaCO3；BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O；过滤；漏斗、烧杯、玻璃棒
6．【答案】（1）还原
（2）；c(H＋)较大时，的氧化性较强；或增大c(H＋)有利于提高和反应速率
（3）；；加入浓NaOH溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
7．【答案】（1）三颈烧瓶；
（2）NH3；BaSO4
（3）
（4）紫色石蕊溶液变红
（5）
8．【答案】（1）2，5，，2，4，8；5
（2）c；a；生成白色沉淀；品红溶液褪色；B；沸水浴；增大铁粉与的接触面积，使铁粉与充分反应，同时防止固体粉末堵塞导管
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2024年高中化学实验探究题特训：化工生产中的重要非金属元素
1．某实验室利用和反应合成硫酰氯()，并对和HClO的酸性强弱进行探究。已知的熔点为-54.1℃，沸点为69.1℃，在空气中遇水蒸气发生剧烈反应，并产生大量HCl白雾，100℃以上分解生成和。实验室合成的原理：，且反应会放出大量的热。实验装置如图所示(夹持仪器已省略)，请回答下列问题：
（1）写出碱石灰起作用的化学方程式： 。(写一个即可)
（2）装置戊上方分液漏斗中最好选用 (填字母)。
a．蒸馏水 b．饱和食盐水 c．浓氢氧化钠溶液 d．盐酸
（3）装置乙和丁盛放的试剂均是 。
（4）装置丙放置在冰水浴中的原因是 。
（5）和水反应的化学方程式为 。
（6）选用下面的装置探究酸性：，溶液均足量，其连接顺序为A→ 。能证明的酸性强于HClO的实验现象为 。信息：可以使品红褪色，通常用来检验；难溶于饱和的；酸性大于
2．为保障人民健康，我国制定了十分严格的使用标准，《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》（GB2760-2014）规定含硫类食品添加剂的最大使用量范围为0.01～0.4（以残留量计算）。某化学兴趣小组按照如下步骤测定去核大枣中的残留量。
ⅰ.准确称取10.00g去核大枣装入500mL圆底烧瓶中，将样品用硫酸酸化后加入300mL水并通入氮气，将氮气流速调至0.2并低于100℃加热，蒸出的用双氧水吸收，实验装置加图所示（夹持和加热装置已省略）。
ⅱ.充分反应后，合并乙、丙中的吸收液于锥形瓶中，煮沸一段时间后，冷却。
ⅲ.滴加几滴酚酞作指示液，用0.01的NaOH标准液滴定。重复实验四次，所得数据如表所示：
序号 1 2 3 4
标准液初始读数/mL 0.00 0.10 0.30 0.40
标准液滴定终点读数/mL 8.80 8.95 10.15 9.15
回答下列问题：
（1）步骤ⅰ中持续通的作用是 ；双氧水吸收时的化学方程式为 。
（2）步骤ⅲ中盛装0.01的NaOH标准液的仪器为 （填标号），该仪器使用之前需要进行的操作为 。
A. B. C. D.
（3）步骤ⅱ中煮沸的目的可能是 。
（4）步骤ⅲ中滴定终点的现象为 ，下列操作会使测得的含量偏小的是 （填标号）。
a．滴定前尖嘴处无气泡，滴定后有气泡
b．盛装0.01的NaOH标准液的仪器未用标准液润洗
c．滴定前读数时俯视刻度线，滴定终点读数时仰视刻度线
d．氮气流速过快
（5）该大枣中的残留量为 （保留小数点后两位）， （填“符合”或“不符合”）国家标准。
3．氧化铋俗称铋黄，是制作防火纸的材料之一。以白色难溶物氯氧化铋（）为原料转型脱氯制备氧化铋的方法如下：
步骤1：准确称取，先与脱氯剂溶液混合，加入氨水至下搅拌可得前驱体（（难溶于水），反应装置如图所示（加热装置已略去）；
步骤2：将前驱体干燥后灼烧，可得。
回答下列问题：
（1）的原子序数为83，则位于元素周期表第 周期，第 族。
（2）试剂的作用为 ．
（3）步骤1中生成（的化学方程式为 ．
（4）反应后，分离出三颈烧瓶的前驱体，用蒸馏水洗涤前驱体2-3次，将滤液和洗涤液合并，稀释至，取于锥形瓶中，滴入2滴溶液作指示剂，再用标准溶液滴定，平行测定三组。
①分离前驱体的操作名称是 ；盛装标准溶液应选用 （填“酸式”或“碱式”）滴定管。
②若消耗标准液的平均体积为的摩尔质量为，则脱氯率为 （用含的代数式表示）。
（5）灼烧时用到的硅酸盐制品有 、 、酒精灯、玻璃棒，发生反应的化学方程式为 ．
4．（1）Ⅰ．氨气是一种重要的工业原料。
氨气的制备
①氨气的发生装置可以选择上图中的 ，反应的化学方程式为 。
②欲收集一瓶干燥的氨气，选择上图中的装置，其连接顺序为：发生装置→ (按气流方向，用小写字母表示)。
③新制的氨水中含氮元素的微粒有3种：、和，试用合理的方程式解释： 。
（2）设计实验，探究对稀氨水中存在的溶质的电离平衡的影响。
已知：影响电离平衡的因素有浓度、温度等。
①限制试剂与仪器：0.1mol/L氨水、、、、、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、天平、pH计、恒温水浴槽(可控制温度)。
②设计实验方案，拟定实验表格，完整体现实验方案(列出能直接读取数据的相关物理量，数据用字母表示)。
物理量
实验序号 V（0.1mol/L氨水）/mL m（铵盐）/g t/℃
1 100 0 25 b
2 100 a 25 c
③表中物理量“m(铵盐)/g”的铵盐是 (填字母)。
A. B. C. D.
(已知25℃几种弱电解质的电离常数分别为： 、醋酸、碳酸和)
④按实验序号2所拟数据进行实验，则一水合氨的电离度(平衡转化率)为 。（可忽略水的电离）
5．经检测，某化工厂排出的废水，其中含有大量的H+、 Na＋、Cu2＋、SO42-、Cl－、NO3-。回答下列问题：
（1）下列离子中，能大量存在于该废水中的是____(填字母)。
A．Ag＋ B．Mg2＋ C．OH－ D．HCO3-
（2）取100 mL该废水于烧杯中，逐滴加入NaOH溶液至呈碱性过程中，原废水中存在的离子的量会发生变化的是Na＋、 (用离子符号表示)。
（3）某化学社团小组成员欲除去废水样品中的Cu2＋和SO42-，最终得到中性溶液，设计的方案流程如图：
①试剂a为 溶液，蓝色沉淀1为 (均填化学式)。
②试剂b、c依次为BaCl2溶液和Na2CO3溶液，则白色沉淀2的化学式为 ，
写出白色沉淀2溶于稀盐酸的离子方程式 。
3 “分离操作”的名称是 ，需用到的玻璃仪器有 。
6．研究人员对Na2SO3和Fe粉去除废水中的硝态氮进行研究。
已知：i．某工厂排放的含氮废水中总氮=10mg·L-1，含有硝态氮、氨氮。
ii．本实验中Na2SO3在时，脱除硝态氮(转化为N2)效果较强。
iii．Na2SO3和Fe粉均可以脱除硝态氮，本实验中二者均为过量。
（1）Na2SO3和Fe粉在去除废水中硝态氮的过程中表现 性(填“氧化”或“还原”)。
（2）研究Na2SO3在pH=1的含氮废水中发生反应的情况，实验结果如图1。
①根据图1，写出“实验组一”中发生反应的离子方程式 。
②进行“实验组二”实验时发现，降低溶液pH更有利于的去除，可能的原因是 。
（3）脱除pH=1的含氮废水中硝态氮，单独加入Na2SO3或同时加入Na2SO3与Fe粉的实验结果如图2和图3。
①根据图2，前15min内Na2SO3，脱除NO；主要反应的离子方程式为 。
②根据图2和图3，20~60min内体系中生成主要反应的离子方程式为 。
③检验处理后的废水中存在取一定量废水蒸发浓缩， (补充操作和现象)。
7．某化学小组利用如图装置制备SO2并探究其性质(夹持装置已略去)。
（1）装置A中盛放Na2SO3固体的仪器名称为 ；在其中发生的化学反应方程式为 。
（2）实验时，装置B中无沉淀生成；实验结束后取B中溶液，向其中通入一种常见气体，可观察到白色沉淀；取白色沉淀加入稀盐酸，有刺激性气味气体产生，推测通入气体的化学式为 。若将装置B中溶液改为溶液，生成的沉淀的化学式为 。
（3）实验时，装置C中发生的离子方程式为 。
（4）实验时，装置D中的现象为 。
（5）为测定尾气中SO2的含量，某课外小组将尾气样品经过管道通入密闭容器中的200mL0.100mol/L酸性KMnO4溶液。若管道中尾气流量为aL/min，经过bmin溶液恰好褪色，假定样品中的SO2可被溶液充分吸收，则该尾气样品中SO2的含量为 g/L。
8．过硫酸钾()可用作破胶剂、聚合促进剂、氧化剂、分析试剂等，时分解。实验小组对过硫酸钾进行相关探究。回答下列问题：
（1）可用于检验酸性溶液中的，在催化剂的作用下可发生氧化还原反应，生成高锰酸钾、硫酸钾和硫酸。
①完成化学方程式： 。
②当生成高锰酸钾时，共有 电子发生转移。
（2）小组同学预测过硫酸钾的分解产物有、、和，并用下图所示装置验证分解产物中含有和(部分夹持及加热仪器已省略)。
①装置D、E中盛放的试剂依次为 、 (填字母)。装置D、E中均有气泡冒出，还观察到的现象分别为 、 。
a．品红溶液 b．NaOH溶液 c．溶液 d．溶液 e．浓
②实验时，通入He排尽装置中的空气后，应先加热装置 (填“A”或“B”)，其中装置A适合的加热方式为 。
③装置B中石棉绒的作用为 。
答案解析部分
1．【答案】（1）Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O、SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O
（2）b
（3）浓硫酸
（4）反应放热，且SO2Cl2沸点低，冰水浴有利于生成和收集SO2Cl2
（5）SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl
（6）C→B→E→D→F；装置D中品红不褪色，装置F中产生白色沉淀
2．【答案】（1）使生成的完全被双氧水吸收；
（2）A；检查是否漏液
（3）除去未和反应的
（4）溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色；ad
（5）0.28；符合
3．【答案】（1）六；ⅤA
（2）吸收挥发的氨气，防止污染空气
（3）
（4）过滤；酸式；
（5）坩埚；泥三角；
4．【答案】（1）A(或B)；2NH4CI + Ca(OH)2=CaCl2 + 2H2O + 2NH3↑(或)；d→c→f→e→i（cd、ef位置可颠倒）；
（2）A；
5．【答案】（1）B
（2）H+、Cu2+
（3）NaOH；Cu(OH)2 ；BaCO3；BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O；过滤；漏斗、烧杯、玻璃棒
6．【答案】（1）还原
（2）；c(H＋)较大时，的氧化性较强；或增大c(H＋)有利于提高和反应速率
（3）；；加入浓NaOH溶液并加热，产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体
7．【答案】（1）三颈烧瓶；
（2）NH3；BaSO4
（3）
（4）紫色石蕊溶液变红
（5）
8．【答案】（1）2，5，，2，4，8；5
（2）c；a；生成白色沉淀；品红溶液褪色；B；沸水浴；增大铁粉与的接触面积，使铁粉与充分反应，同时防止固体粉末堵塞导管
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