竞赛专题化学实验.docx
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竞赛专题化学实验
竞赛专题―――――――化学实验
1．某固体是氯化钙和氯化钠的混合物。
取b克该物质，通过实验将氯化钙和氯化钠分离，并测定混合物中氯化钠的质量分数。
请你按实验要求填写下表的各项空白。
①调托盘天平的零点。
若指针偏向左边，应将右边的螺丝向（右、左）旋动，直到指针指在标尺中央。
②用已知质量为a
克的烧杯，称取b克样品。
在盘放克砝码，把烧杯放在盘上，加入样品。
若指针偏向右边，这时的操作应该是，直到使指针指在标尺中央。
③加适量水搅拌，使之完全溶解，再滴加稍过量的X溶液。
若有沉淀产生，则加入的X是。
检验X是否过量的方法是。
④过滤
并洗涤
沉淀
在滤液中加入稍过量的Y溶液，蒸发得固体，称量质量为c克。
加入的Y溶液是，目的是，得到的固体是。
沉淀烘干后，称得其质量为d克。
沉淀是，沉淀加盐酸后得到的是。
⑤求混合物中氯化钠的质量分数。
样品中氯化钠的质量分数的计算式是：
2．碳酸氢钠加热可发生如下反应：
xNaHCO3
yNa2CO3＋zCO2＋uH20
（1）上述化学方程式的系数x、y、z、u分别为多少?
（2）NaHCO3和Na2CO3的混合物共3．36克，充分加热后质量减少了0．62克，然后加入过量的盐酸，使之发生反应。
求：
a．混合物中碳酸氢钠的质量分数
b．加盐酸后生成多少克CO2（保留2位小数）
3.
（1）下表列出了NaCl等四种盐在不同温度下的溶解度数据（克）。
0℃
10℃
20℃
30℃
40℃
NaCl
35.7
35.8
36
36.3
36.6
NH4HCO3
11.9
15.8
21.0
27.0
－
NaHCO3
6.9
8.2
9.6
11.1
12．7
NH4Cl
29.4
33.3
37.2
41.4
45．8
（1）往NaCl浓溶液中通入氨气达到饱和，再通入二氧化碳，即有晶粒析出。
试判断这种晶粒是哪一种物质？
写出有关反应的化学方程式。
（2）上面实验中所用食盐需要预先提纯，除去其中的CaCl2、MgCl2杂质。
请写出除去CaCl2杂质的反应的化学方程式。
4.某晶体的分子量为126，它的分子式可用HxCyOz·nH2O表示，取6.3克该晶体，在100℃完全失水后称得固体质量为4.5克。
又测得C、H、O在无水HxCyOz的质量百分比分别为2.2%、26.7%、71.1%。
（1）通过计算确定该晶体的分子式。
（2）上述无水物加入少量浓硫酸共热后生成CO、CO2、H2O，试写出这个反应的化学方程式：
。
（3）实验室可以用上面的反应制取CO。
为了得到较多量的干燥而纯净的CO，应将混合气体先通过溶液除去，再通过除去，最后就剩下纯净的CO。
5.上海天原化工厂以食盐、水为主要原料生产多种化工产品。
（1）以食盐和水为反应物，经过电解获得氯气、氢气和氢氧化钠。
该反应的化学方程式是。
（1）将氯气溶于水时，有一部分氯气跟水发生以下反应：
Cl2+H2OHClO+HCl
（次氯酸）
写出氯气通入消石灰水溶液中发生反应的化学方程式：
。
6.当前发展较快、高效低毒的灭火剂叫“1211”灭火剂，其他学式是CF2lBr，命名方法是按碳、氟、氯、溴的顺序分别以阿拉伯数字表示相应的原子数（末尾的“0”可略去）。
按此命名原则，写出下列几种新型灭火剂的化学式：
1301，122，2402
7.有一种工业废水，已知其中含有大量硫酸亚铁，少量的银离子和钠离子等，以及部分污泥。
试设计一个既经济又合理的方法回收金属银和硫酸亚铁。
分别列出实验步骤并说明每一实验步骤的目的。
8.物质溶于水时，有的放热会使溶液温度升高；有的吸热会使溶液温度降低。
现用广口瓶、试管、弯曲成如图形状的玻璃管，合适的橡皮塞和水为材料，设计一个装置，使它能对物质溶于水时的吸热或放热现象进行研究。
画出装置图，并简述原理。
9.已知硫化铜（CuS）、硫化亚铜（Cu2S）粉末的颜色和氧化铜粉末相似且都不溶于水。
在空气中煅烧，硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫。
试根据上述性质，设计一个不用任何化学试剂，鉴别氧化铜、硫化铜、硫化亚铜三种粉末的简便化学实验方案，填写于下表中。
实验步骤
实验现象
结论及有关化学方程式
（1）
（2）
（3）
10．由实验测知：
取3．5gKMnO4晶体加热到220℃，分解放出的氧气多于按下式计算的理论量。
按下式计算的理论量为放出氧气0．354g
换算成标准状况下的体积为248mL，而实际测得的氧气为308mL（标准状况），超过理论量为：
（308一248）mL＝60mL。
试回答：
（1）怎样用实验证明：
超理论量的氧气不是来自MnO2
（2）怎样用实验证明超理论量的氧气是由K2MnO4分解产生的？
（要求用KMnO4制取氧气后的残渣实验，如图3所示。
）
（3）怎样从“最后残渣”中分离出MnO2？
11．出土木制文物常处于水饱和状态，出土后若任其自然干燥将收缩、变形。
一种保持文物原状的方法是：
将95份（质量）K2SO4·A12（SO4）3·24H2O（明矾）和5份H2O混合加热到90℃制成饱和溶液，并继续加热到92oC～95oC，将木制文物浸渍其中。
待明矾充分渗入，使明矾溶液取代木材中的水分后，趁热将文物从明矾溶液中取出，冷却至室温。
明矾在文物中结晶，再在文物外部涂一层亚麻油。
求90℃时明矾的溶解度（回答大于某值即可，但要写出计算过程。
已知明矾溶解度随着温度升高显著变化）。
12．超氧化钾（KO2）是一种黄色固体，它能与二氧化碳反应生成氧气，在潜水艇中用它作制氧剂，供人们呼吸之用。
它与二氧化碳反应的化学方程式为：
4KO2＋2CO2=2K2CO3＋3O2
某学生为了验证这一实验，以大理石、足量的盐酸和超氧化钾为原料制取O2，设计出如下实验装置：
（1）A是制取CO2的装置，应从下列图1、图2、图3中选择。
B装置的作用是吸收A装置中产生的盐酸酸雾，C装置内可能出现的现象是。
为了检验E中收集到的气体，可以在取出集气瓶后，用的木条伸入集气瓶内，木条会。
（2）若E中的石灰水出现少量的白色沉淀，这是因为。
（3）表明D中的超氧化钾样品接近反应完毕时的现象是。
13．实验室制得的氢气中常含有水蒸气和少量酸雾，为了获得纯净的氢气可选用下图中的第套装置来净化。
其中左瓶中应盛以除去；右瓶中应盛以除去；
实验完成后，如果回收的废液中含有少量硫酸亚铁，怎样利用废液再回收较纯的硫酸锌晶体？
。
14、（4分）新型材料纳米级Fe粉具有超强的磁性能，用作高密度磁记录的介质以及高效催化剂等。
实验室采用气相还原法制备纳米Fe，方法是：
将固体粉料FeCl2，nH2O脱水、真空干燥，然后在高温条件下通人高纯氮气（作保护气）和氢气（作还原剂）的混合
气体，生成纳米—Fe。
请回答以下问题：
（1）写出生成纳米—Fe的化学方程式；
（2）反应中保护气的作用是。
15、（11分）“化学多米诺实验”是利用化学反应中气体产生的压力，使多个化学反应依次发生（整个反应只需要第一个反应发生，就好像多米诺骨牌游戏一样）。
以下就是一个“化学多米诺实验”，已知H2O2在MnO2的催化作用下可分解产生O2和H2O。
如图所示的A—H各装置中分别盛放的物质为：
A、稀硫酸；B、锌粒；C、3％H2O2溶液；D、MnO2；E、某溶液；F、某块状固体；G、滴有紫色石蕊的蒸馏水；H、足量澄清石灰水。
请回答以下问题：
（1）实验开始前必须进行的操作是；
（2）反应开始后，若G中出现红色，H中有白色沉淀生成，判断E、F中的物质可能分别是，；
（3）按基本反应类型写出该实验中有关反应的化学方程式（装置用字母表示）：
化合反应，发生在装置中；
分解反应，发生在装置中；
置换反应，发生在装置中；
复分解反应，发生在装置中。
16．（4分）测定人体血液循环量的一种方法是：
吸取6.0mL含放射性元素131I—人血清白蛋白溶液，每1.0mL含放射性元素碘2.0×10-6Ci（居里，一种放射性强度的单位），快速注入静脉中，10min时抽取1.0mL静脉血液，测定其中含放射性元素碘为0.0030×10-6Gi（10min内碘的放射性的强度改变可忽略不计）。
人的血液循环量为L。
又知碘是甲状腺素的主要成分，健康成人每天适宜摄人量为100μg～200μg（1μg为1×10-6g）。
为使上述测定结果可靠，从测定人体血液循环量24h前，连续5d服用碘化钠（不含放射性碘）50mg／（5mL·d），原因是。
17、（3分）阅读下面材料，并回答问题。
二氧化硫是酸性氧化物，易溶于水，且跟水化合生成亚硫酸：
SO2十H2O==H2SO3。
亚硫酸很不稳定，容易分解生成二氧化硫和水：
H2SO3==SO2+H2O。
二氧化硫能漂白某些有色物质，如将二氧化硫通入品红溶液中，能使品红溶液褪色。
二氧化硫的漂白作用是由于它能跟某些有色物质反应而生成不稳定的无色物质。
这种无色物质容易分解而使有色物质恢复原来的颜色。
某学生课外活动小组利用右图所示装置，分别做如下实验：
（1）在试管中注入某无色溶液，加热试管，溶液变为红色，L气球冷却后恢复无色，则此溶液可能是溶液。
加热时，溶液山无色变为红色的原因是
（2）在试管中注入某红色溶液，加热试管，溶液颜色逐渐变浅，冷却后恢复红色，则原溶液可能是溶液。
18、（5分）已知Cu2O是一种红色固体物质，在酸性溶液中，可发生反应生成Cu2+和Cu。
请用已学过的知识设计一个最简便的实验方案，来检验CuO经氢气还原所得到的红色产物中是否有Cu2O。
实验步骤
实验现象与与结论
化学方程式
19．（8分）若从H2SO4、Na2CO3、Na2SO4、NaCl、NaNO3、Cu（NO3）2、HNO3七种溶液中取出其中的两种，进行混合及有关实验，所观察到的现象记录如下表。
试根据各步实验及其现象先进行分步推断，再推断所取的两种溶液的可能组合。
步骤
实验操作
实验现象
推断（或结论）
（1）
将取出的两种溶液混合
混合溶液无色、澄清
混合液中肯定不合：
Cu（NO3）2
无明显现象
混合溶液肯定不是下列组合：
（2）
用pH试纸测定混合溶液的pH
测定结果：
pH=2
（3）
向混合溶液中滴入足量
Ba（NO3）2溶液
有白色沉淀出现
（4）
向上述过滤所得的滤液中滴加AgNO3溶液
无明显现象
混合溶液的可能组合（写出溶
质的化学式，有几组写几组）
①______________________________________________
②______________________________________________
③_____________________________________________
④________________________________________________
20．（6分）生产、生活中的废物、污水未经处理就直接排放，是造成水体富营养化、河水被污染的重要原因。
下图是长江中游某水质监测站在2004年8月的某天DO（溶解氧）的实测数据，下表为不同温度下DO（溶解氧）饱和值表：
水温／℃
25
26
27
29
31
32
34
DO饱和值／mg·L－1
8.15
8.00
7.85
7.65
7.43
7.30
7.20
仔细观察实测数据和上表，回答问题：
（1）在凌晨零点时，河水中的DO（溶解氧）仅为该温度下的DO饱和值的75％～80％；但在午后，DO出现过饱和，如在15时，DO饱和度可高达110％，造成上述现象的主要原因：
_____________________________________
_____________________________________
____________________________________。
（2）河水里的微生物使有机物（化学式以C6H10O5为代表）与溶解在水中的氧气作用而
转化为CO2和H2O的过程中所需的O2的量叫做BOD（生化需氧量），BOD是衡量水体质量的一个指标。
当天该水质监测站测得河水中所含有机物的质量折合成C6H10O5为0.010g·L－1，通过计算回答：
①该河段水体的BOD（生化需氧量）为______________mg·L－1；
②该河段适合鱼类生存吗（设水温为25℃）?
结论及理由是：
_______________________
______________________________________________________________________
21．（6分）根据右图及描述，回答下列问题：
（1）关闭图A装置中的弹簧夹a后，从长颈漏斗向试管口注入一定量的水，静置后如图所示。
试判断：
A装置是否漏气?
（填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”）_______。
判断理由：
_______________________________________________
_________________________________________________。
（2）关闭图B装置中弹簧夹a后，开启分液漏斗的活塞b，水不断往下滴，直至全部流入烧瓶。
试判断：
B装置是否漏气?
（填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”）_______。
判断理由：
_______________________________________________
_________________________________________________。
22．（7分）
（1）根据初中化学知识，硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应可得到蓝色沉淀，进一步将沉淀加热可生成黑色物质，请写出有关反应的化学方程式
①____________________________________，②__________________________________。
（2）小明做了这个实验。
他在试管中倒入2mLCuSO4溶液，再加入一定量NaOH溶液，结果得到的沉淀并不是蓝色的，而是浅绿色的；将此浊液加热直至沸腾，观察不到有分解变黑生成CuO的迹象。
这是为什么呢?
小明通过查找资料得知，该浅绿色沉淀物可能是溶解度极小的碱式硫酸铜，其化学式为Cu4（OH）6SO4
①请帮小明写出生成浅绿色沉淀的有关反应的化学方程式
________________________________________________。
②请帮小明设计一个实验，证明该浅绿色沉淀中含有硫酸根。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
23．（5分）小明按右图装好了实验装置（两胶头滴管中的稀盐酸浓度和体积都相
等），实验时，同时完全捏扁两滴管的胶头，并观察实验现象。
（1）小明的实验目的是：
___________
________________________________。
（2）装置中长玻璃导管的作用是：
________________________________
_______________________；红墨水的
作用是___________________________
_____________________。
（3）你估计两根玻璃导管中的实验现象是______________________________________；
理由是________________________________________________。
参考答案
1．①右。
②右；a＋b左 继续加入样品。
③碳酸钠溶液；静置后向上层清液滴加1～2滴碳酸钠溶液不再出现浑浊时，证明碳酸钠溶液已过量。
①稀盐酸；除去过量的碳酸根，以得到纯净的氯化钠；氯化钠。
碳酸钙；CaCl2、H2O、CO2。
⑤[b—d×（111／100）]/b×100％
2．
（1）x=2，y=l，z=l，u=l
（2）a：
在混合物中NaHCO3的质量分数是50％。
b：
加盐酸后生成1．14克CO2。
3．
（1）NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3；
NaCl＋NH·HCO3=NaHCO3＋NH4Cl，NaHCO3晶体析出
（2）CaCl2＋Na22CO3=CaCO3↓＋2NaCl
Na2CO3＋2HCl==2NaCl＋CO2↑＋H20
NaOH＋HCl==NaCl＋H20
4．
（1）C2H2O4·2H2O；
（2）H2C2O4
CO↑＋CO2↑＋H20
（3）Na0H；CO2；浓H2SO4；水蒸气
5．
（1）2NaCl＋2H2O
2NaOH＋H2↑＋Cl2↑
（2）2Cl2＋2Ca（OH）2=CaCl2＋Ca（ClO）2＋2H2O
6．CF3Br；CF2Cl；C2F4Br2
7．①过滤除去污泥。
②向滤液中加入过量的铁粉，使Ag还原为Ag。
⑧过滤，将Ag和过量的铁粉从溶液中分离出来。
④将混有Fe粉的Ag用稀H2SO4处理，使Fe溶解。
⑤过滤，分离出银。
⑥将③、⑤两步的滤液合并，蒸发浓缩，冷却结晶。
⑦过滤，得硫酸亚铁晶体。
加热晶体使其失去结晶水得到FeSO4
8．如右图，在玻璃管中加水，在试管中加水，照图连接好装置后，向试管中加入NH4NO3晶体，可观察到弯曲玻璃管左边液面上升，右边液面下降,说明物质溶于水时有吸热现象发生。
产生上述现象的原因是NH4NO3溶于水时扩散（物理）过程吸收的热量大于水合（化学）过程放出的热量，敌表现为溶液温度降低，广口瓶内气压减小，故左边液面上升，右边液面下降.
9.
（1）分别称取样品各若干克
（2）在空气中分别煅烧三种样品
①有一种无明显变化;②有两种产生刺激性气味之气体
①此为CuO
②此为CuS和Cu2S
2CuS＋3O2
2Cu0＋SO2
Cu2S＋2O2
2CuO＋SO2
（3）分别称量CuS,Cu2S煅烧后固态产物的质量
①有一种比原样品轻
②有一种与原样品质量相等
①此为CuS，2CuS～2CuO
192160
②此为Cu2S，Cu2S～2Cu0
160160
10．
（1）另取少量的MnO2，在酒精灯火焰上加热，插入带火星的小木条，木条不复燃。
（2）用酒精灯火焰集中加热“残渣”，又收集到一定体积的氧气。
（3）将“最后残渣”加入适量的水溶液，过滤，即可分离出MnO2
11．95g明矾和5g水混合的溶液中含水的质量为：
95×
+5.0g=48.3g
含K2SO4·Al2（SO4）3的质量为：
100g-48.3g=51.7g
设95份明矾和5份水混合的溶液中每100g水中含K2SO4·Al2（SO4）3的质量为x。
48.3g：
51.7g=100g：
xx=107g
即90℃时明矾的溶解度>107g
12．
（1）图2（1分）
变蓝，带火星，复燃（每空1分，共3分）
（2）D中有少量CO2未参加反应并随气体进入E中生成CaCO3（2分）
（3）E中浑浊明显增加
13．C、氢氧化钠溶液、酸；浓硫酸、水蒸气（各1分，共5分）
向废液中加入足量锌粉，充分反应后过滤，将滤液蒸发、冷却、结晶即可得较纯的硫酸锌晶体。
（2分）
14、
（1）H2+FeCl2高温Fe+2HCI
（2）防止生成的纳米Fe被氧化
15、
（1）检查装置的气密性
（2）稀盐酸，石灰石（其他合理答案也可得分）
（3）化合反应CO2+H2OH2CO3G
分解反应2H2O22H2O+O2↑D
置换反应Zn十H2SO4ZnSO4+H2↑B
复分解反应CaCO3+2HCICaCl2+H2CO3F
16、4.0L减少注入的放射性元素碘被甲状腺吸收。
17、（每空1分）
（1）溶有SO2的品红溶液；SO2气体逸出。
品红溶液恢复红色；
（2）稀氨水和酚酞
18、取少量该红色物质放入盛有稀硫酸（或稀盐酸）的试管中，振荡。
（1分）
若溶液变为蓝色，说明产物中有Cu2O；若溶液不变色，说明产物中无Cu2O（2分）
有关反应的化学方程式为：
Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O
19．（8分）（每空1分）
步骤
实验操作
实验现象
推断（或结论）
（1）
将取出的两种溶液混合
混合溶液无色、澄清
混合液中肯定不含：
Cu（N03）2
无明显现象
混合溶液肯定不是下列组
合：
H2S04与Na2C03或
HN03与Na2C03
（2）
用pH试纸测定混合溶
液的pH
测定结果：
pH=2
溶液呈酸性，所以一定有酸
性物质存在，如H2S04或
HN03
（3）
向混合溶液中滴入足
量Ba（N03）2溶液
有白色溶液出现
H2S04或Na2S04（或H2S04
和Na2S04同时共存）
（4）
向上述溶液过滤所的
滤液中滴加AgN03溶
液
无明显现象
不含NaCl
混合溶液的可能组合（写出溶
质的化学式，有几组写几组）
①HN03H2g04
②HN03Na2S04
③H2804Na2S04
④H2SO4NaN03
20．（6分）（每空2分）
（1）水温升高，DO饱和值下降：
光照增强，水生植物光合作用加强，产氧
量增加（2分）
（2）①11.85mg-L-1（2分）
②不适合鱼类生存。
因为25℃饱和DO值为8.15mg．L-1，小于BOD的
11.85mg．L-1，会造成鱼类缺氧（2分）
21．（6分）
（1）不漏气（1分）由于不漏气，加水后试管内气体体积减小，导致压
强增大，长颈漏斗内的水面高出试管内的水面。
（2分）
（2）无法确定（1分）由于分液漏斗和烧瓶间有橡皮管相连，使分液漏斗
中液面上方和烧瓶中液面上方的压强相同，无论装置是否漏气，都不
影响分液漏斗中的水滴入烧瓶。
（2分）
22．（7分）
（1）CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2S04（1分）
Cu（OH）2=CuO+H2O（1分）
（2）①4CUS04+6NaOH=Cu4（OH）6S04↓+3Na2S04（2分）
②将浅绿色的浊液过滤，并把得到的绿色沉淀用蒸馏水多次洗涤，至洗涤液中用BaCl2溶液检验不出S042-后，用稀盐酸溶解绿色沉淀，此时再用BaCl2溶液检验，溶解液中有大量白色BaS04生成，表示浅绿色沉淀中有S042-。
（2分）
23．（5分）
（1）比较粉末状和块状的碳酸钙和同浓度、同体积盐
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