1．下图是某化学研究性学习小组设计的铜与稀硝酸反应的两个实验装置图。其中装置Ⅰ为甲同学设计。

请回答下列问题：

(1)铜与稀硝酸反应的离子方程式为________________________________________________________________________。

(2)乙同学认为装置Ⅰ中收集的气体不能确定铜与稀硝酸反应生成的是NO气体，理由是________________________________________________________________________。

于是他设计装置Ⅱ，其中装铜片的是气球。

(3)如何检验装置Ⅱ的气密性？________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(4)该化学研究性学习小组的其他同学对上述实验进行了研究，认为装置Ⅱ虽然作了改进，但如果按装置Ⅱ进行实验，还是会出现三个问题，需要作相应改进措施。请你帮助他们填写相关内容。

问题一：____________________________________________________________。

措施：加热或_________________________________________________________。

问题二：试管中的气体是淡红棕色，而不是无色。

措施：________________________________________________________________

(填具体操作，不能增加装置)。

问题三：______________________________________________________________。

措施：________________________________________________________________。

解析：(4)问题一：反应速率较慢。相应改进措施为加热或将铜片改为Cu粉。问题二：试管中的气体是淡红棕色，而不是无色，原因是装置中含有空气，空气中的氧气与NO作用生成了NO₂。相应改进措施为先将少量碳酸盐倒入试管，然后迅速系上装有铜片的小气球。

答案：(1)3Cu+8H⁺+2NO===3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O　(2)因为NO₂与水反应也可产生NO：3NO₂+H₂O===2HNO₃+NO，故不能证明生成的NO气体是来自于铜与稀硝酸反应　(3)夹紧夹子，用酒精灯稍加热试管，气球鼓起，撤掉酒精灯后，气球恢复原貌，表明装置不漏气(或其他合理答案)　(4)反应速率较慢　将铜片改为Cu粉　先将少量碳酸盐倒入试管，然后迅速系上装有铜片的小气球　实验会造成空气污染　连接导管，将导管插入装有NaOH溶液的试管，并向试管中持续通入空气(其他合理答案只要问题与措施一致即可)

步骤1：铁屑的处理。把从工厂取来的约100 g铁屑放入250 mL烧杯中，加入适量的Na₂CO₃溶液浸泡两天，然后把铁屑取出用水洗涤。　

步骤2：制取硫酸亚铁溶液。把8 g铁屑放入50 mL烧杯中，加入20 mL~30 mL稀硫酸，以使稀硫酸浸没所有铁屑。加热、搅拌，用温度计测量温度，控制反应温度在50℃~80℃，不要煮沸。趁热过滤，得浅绿色溶液。

步骤3：制取硫酸亚铁晶体。自然冷却，过滤(滤液保留)，用少量水洗涤、干燥。　

步骤4：保存。制得的浅绿色的硫酸亚铁晶体放入一个小广口瓶中，密封保存。　

请回答下列问题：　

(1)步骤1中用Na₂CO₃溶液洗涤铁屑的目的是　　　　　　　　 。　

为了快速达到该目的，可以采取的措施是　　　　　　　　 。　

(2)步骤2中需要鉴别溶液中是否含有Fe³⁺,鉴别方法是　　　　　　　　 ；　

用离子方程式表示产生Fe³⁺的原因：　　　　　　　　　　　　 。　

为了制备纯净的FeSO₄溶液，可以采取的简单措施是　　　　　　　　　 。　

(3)步骤2和步骤3的过滤操作的目的是否相同：　　　　　　　　　 。　

(4)该实验小组的同学在实验中发现硫酸浓度的大小对硫酸亚铁晶体的析出有很大影

响，下面表格是他们用不同浓度的硫酸与铁屑反应制备硫酸亚铁晶体的现象记录：　

分析实验记录，用硫酸与铁屑制备硫酸亚铁晶体时，硫酸的适宜浓度为　　　　　 。

玻璃棒与烧杯内壁摩擦的目的是　　　　　　　　　 。　

解析：(1)Na₂CO₃溶液水解显碱性，用来除去铁屑表面的油污，加热可促进

Na₂CO₃的水解，碱性增强，加快除油污速度。　

(2)铁屑表面可能被氧化，故溶液中可能存在Fe³⁺，可用KSCN与Fe³⁺显色反应检

验，可利用Fe³⁺的氧化性和过量的铁粉除去Fe³⁺,制得纯净的FeSO₄。　

(3)步骤2过滤的目的是除去未反应的铁屑，步骤3过滤的目的是收集析出的

FeSO₄晶体。　

(4)硫酸的浓度过大，得不到FeSO₄溶液或FeSO₄晶体析出过快，与未反应的铁屑

混杂在一起，不易分离，浓度太小，溶液中析出FeSO₄晶体，综合分析1∶8的硫酸，

晶体析出快且纯净。

答案：(1)除去铁屑表面的油污　　 加热

(2)取少量反应液放入试管，滴入几滴KSCN溶液，若溶液变红,则反应液中含Fe³⁺

?Fe₂O₃+6H⁺ 2Fe³⁺+3H₂O　　 加入过量铁粉

(3)不同　

(4)1∶8的硫酸　　 震动，使晶体在小烧杯内壁上析出

试剂：铁屑、稀硫酸溶液、Na₂CO₃溶液、硫氰化钾溶液。　

仪器：烧杯(250 mL\,50 mL)\,玻璃棒、漏斗、滤纸、温度计、酒精灯、镊子、带铁圈的铁架台、石棉网、试管、胶头滴管、托盘天平。　

11.0℃，它可以看作是亚氯酸(HClO₂)和氯

酸(HClO₃)的混合酸酐，少量的ClO₂可用饱和草酸(H₂C₂O₄)

溶液与KClO₃粉末在60℃时反应制得。甲、乙、丙三位同学分别设计了三套制备ClO₂的

实验装置。

(1)从甲、乙、丙三套装置中选出合理部分(按气流从左向右的方向)组成一套较为完善的实

验装置(填所选部分的编号)________。

(2)为了能使反应在适宜条件下进行，在组装的装置中还应添加某一仪器，该仪器的名称是

________。

(3)在组装后的装置中尾气吸收剂与尾气(含ClO₂等气体)发生反应，生成的主要物质(除水

外)是________、________和________(写化学式)。

(4)文献报道，等质量时，ClO₂的消毒效果是Cl₂的2.63倍，由此可判断ClO₂的最终还原

产物是________(用离子符号或化学式表示)。

解析：解答本题时应结合题给信息从反应条件、反应物、收集、尾气处理四个方面进行

分析。

(1)由题意“少量的ClO₂可用饱和草酸(H₂C₂O₄)溶液与KClO₃粉末在60℃时反应制得”，

因此反应宜采用水浴加热以控制温度，应选A₃或A₂，其中A₃较A₂易于控制反应速率，

故A₃最佳；ClO₂的沸点；11.0℃，可通过冰水浴冷却获得，选B₁；为防止ClO₂污染空气，

应用碱液吸收，选C₂。

(2)为使水浴温度控制在60℃，需要温度计。

(3)ClO₂可看作(Cl₂O₃与Cl₂O₅)的混合酸酐，与NaOH溶液会发生反应：2ClO₂+

2NaOH===NaClO₃+NaClO₂+H₂O，而且2KClO₃+H₂C₂O₄===K₂CO₃+2ClO₂↑+CO₂↑

+H₂O，CO₂+2NaOH===Na₂CO₃+H₂O故产物中有NaClO₂、NaClO₃和Na₂CO₃。

(4)设ClO₂被还原产物中，氯化合价为x　×(4－x)＝2.63××2　x＝－1，故ClO₂

还原产物为Cl^－。

答案：(1)A₃　B₁　C₂　(2)温度计　(3)NaClO₂　NaClO₃　Na₂CO₃　(4)Cl^－

22．世界环保联盟将全面禁止在自来水中加氯

气，取而代之的是安全高效的杀菌消毒剂

ClO₂。ClO₂在常温下是一种黄绿色、有刺

激性气味的气体，熔点：－59℃，沸点：

21．从固体物质A开始，可以发生如下框图所示的一系列变化：

回答下面问题：

(1)在实验室中收集气体B的方法是

________________________________________________________________________。

(2)操作①的名称是________。在操作①中所使用的玻璃仪器的名称是________。

　(3)写出反应②和反应③的化学方程式：

②________________________________________________________________________；

③________________。

(4)A的化学式是　　。

(5)在实验室中，如要获得干燥纯净的气体D，可以将他通过如右图所示的装置，其中瓶Ⅰ

中盛放的试剂是　　。瓶Ⅱ中盛放的试剂是　　。收集干燥气体D的方法是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：突破口：C能发生加聚反应，说明C中含不饱和键，而C又是由B与HCl反应得

到的，说明B中含碳碳叁键，再由B是A与水反应得到的，说明B为乙炔，A为CaC₂，

再进一步推出其他物质。

答案：(1)排水集气法　(2)过滤　漏斗、玻璃棒、烧杯　(3)Ca(OH)2+CO₂===CaCO₃↓+H₂O

Ca(OH)₂+Ca(HCO₃)₂===2CaCO₃↓+2H₂O　(4)CaC₂　(5)饱和碳酸氢钠溶液(答水也可)　

浓硫酸　向上排空气法

20．某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验装置进行实验(图中a、b、c表示止水夹)。

请按要求填空：

(1)利用B装置可制取的气体有________(写出两种即可)。

(2)A、C、E相连后的装置可用于制取Cl₂并进行相关的性质实验。

①若在丙中加入适量水，即可制得氯水。将所得氯水分成两份，进行Ⅰ、Ⅱ两个实验，实

验操作、现象结论如下：

请你评价实验Ⅰ、Ⅱ的结论是否合理？若不合理，请说明理由：

________________________________________________________________________。

②请利用上述装置设计一个简单的实验，验证Cl^－和Br^－的还原性强弱(分别指出甲、乙、

丙中盛装的试剂、实验现象及结论)

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)B、D、E装置相连后，在B中盛装浓硝酸和铜片(放在有孔塑料板上)，可制得NO₂并进

行有关实验。①B中发生反应的化学方程式为

________________________________________________________________________。

②　　 欲用D装置验证NO₂与水的反应，其操作步骤为：先关闭止水夹________，再打开止水

夹__________，使烧杯中的水进入试管丁的操作是 ________________________________________________________________________。

③　　 试管丁中的NO₂与水充分反应后，若向试管内缓缓通入一定量的O₂，直至试管全部充满水，

④　　 则所得溶液中溶质的物质的量浓度是________(气体按标准状况计算)。

解析：(1)B装置为一个简易的启普发生器。可用来制备H₂、CO₂，H₂S等。

　(2)①实验Ⅱ中有HCl会干扰实验。②可以将Cl₂通入含Br^－的盐溶液中，来证明Cl₂的氧化能

力强于Br₂，也就证明Cl^－的还原能力弱于Br^－。可以用MnO₂和浓盐酸来制备Cl₂，在C中装

入NaBr溶液。

(3)当关闭a、b，打开c后，再加热丁试管使NO₂与水接触，发生反应3NO₂+H₂O===2HNO₃+NO，会使丁中压强减小，D中水被压入丁中。设丁试管体积为V L，原来充满V L NO₂，最后水充满试管，溶液体积为V L。

根据c＝＝＝ mol·L^－1＝0.045 mol·L^－1。

答案：(1)H₂、CO₂等　(2)①实验Ⅰ结论合理，实验Ⅱ结论不合理，因为制取的氯气中含有HCl

气体，HCl溶于水后能与NaHCO₃粉末反应产生气泡　②在甲、乙、丙中分别装入浓盐酸、

MnO₂、NaBr溶液，烧瓶中有黄绿色气体生成，试管中溶液由无色变为橙色，可证明Cl₂的氧

化性强于Br₂，则证明Br^－的还原性强于Cl^－　(3)①Cu+4HNO₃(浓)===Cu(NO₃)₂+2NO₂↑+

2H₂O　②a、b　c　双手紧握(或微热)试管丁使试管中气体逸出，NO₂与水接触后即可引发烧杯

中的水倒流入试管丁　③0.045 mol·L^－1

27.4

19．某学生用托盘天平称量一只小烧杯的质量，称量前把游码放在标尺的零刻度处，天平静止时发现指针在刻度盘的偏右位置，此时左边的托盘将________(填“高于”或“低于”)右边的托盘，欲使天平平衡，所进行的操作应为____________。假定最终称得小烧杯的质量为________(填“32.6 g”或“32.61 g”)，请用“↓”表示在托盘上放上砝码，“↑”表示从托盘上取下砝码的称量过程，并在标尺上画出游码位置(画表示图)。

假使砝码与物体放错位置，得物质为________g。

解析：本题考查天平的使用。中间指针偏向右边，则左边托盘高于右边托盘，若要使左边托盘下降，应向左边调节平衡螺母。由于天平称量质量的精确度为0.1 g，则数据为32.6 g。根据游码标尺和砝码种类，游码为2.6 g，砝码可为一个20 g和一个10 g的组合。假设放错位置，则有关系：m_砝码＝m_物+m_游砝，物质的质量为：30 g－2.6 g＝27.4 g。

答案：高于　向左边调节平衡螺母　32.6 g

18. 实验室有下列装置和试剂

①　　 一定浓度的氢氧化钠溶液　②37%盐酸　③40%硫酸　④14%盐酸　⑤大理石　

⑥碳酸钾固体

按下列要求填空：

(1)若要制取二氧化碳气体，应选用哪种装置________(填符号)，选用哪些试剂________(填代号)，有关反应的方程式为：________________________________________________________________________。

(2)欲制备碳酸钠的纯溶液，应选择的试剂为________(填代号)，简述实验步骤：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：实验室中制取CO₂，用碳酸盐与酸反应且不需加热，为了降低原料的成本，应用价廉的大理石，则酸不能选②③，制纯Na₂CO₃通CO₂的量不容易控制，应用NaOH和NaHCO₃反应制备。

答案：(1)A　④⑤　CaCO₃+2HCl===CaCl₂+H₂O+CO₂↑

(2)①④⑤　量取NaOH溶液适量，均分为两份，向其中一份中通入足量CO₂并微热驱赶过量的CO₂后与另一份混合至完全反应即得Na₂CO₃的纯溶液