实验大题
1.【2024年全国I卷】为验证不同化合价铁的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题：
(1) 由FeSO4·7H2O固体配制0.10 mol·L?1 FeSO4溶液，需要的仪器有药匙、玻璃棒、_________
(从下列图中选择，写出名称)。
(2)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应，并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择_________作为电解质。 阳离子 Li+ Na+ Ca2+ K+ u∞×108/(m2·s?1·V?1) 4.07 5.19 6.59 7.62 阴离子 ?HCO3 u∞×108/(m2·s?1·V?1) 4.61 7.40 7.91 8.27 ?NO3 Cl? ?SO24 (3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知，盐桥中的阳离子进入________电极溶液中。 (4)电池反应一段时间后，测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02 mol·L?1。石墨电极上未见Fe析出。可知，石墨电极溶液中c(Fe2+)=________。
(5)根据(3)、(4)实验结果，可知石墨电极的电极反应式为_______，铁电极的电极反应式为_______。因此，验证了Fe2+氧化性小于________，还原性小于________。
(6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液，将铁电极浸泡一段时间，铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是_______。
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2. 【2024年全国II卷】苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸，
反应原理简示如下：
+KMnO4→+ MnO2 +HCl→+KCl
名称 甲苯 苯甲酸 实验步骤：
相对分 子质量 92 122 熔点/℃ ?95 122.4（100℃左右开始升华） 沸点/℃ 110.6 248 密度/(g·mL?1) 0.867 —— 溶解性 不溶于水，易溶于乙醇 微溶于冷水，易溶于乙醇、热水 （1）在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和
4.8 g（约0.03 mol）高锰酸钾，慢慢开启搅拌器，并加热回流至回流液不再出现油珠。 （2） 停止加热，继续搅拌，冷却片刻后，从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液，
并将反应混合物趁热过滤，用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液，于冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤，用少量冷水洗涤，放在沸水浴上干燥。称量，粗产品为1.0 g。
（3）纯度测定：称取0. 122 g粗产品，配成乙醇溶液，于100 mL容量瓶中定容。每次移取
25. 00 mL溶液，用0.01000 mol·L?1的KOH标准溶液滴定，三次滴定平均消耗21. 50 mL的KOH标准溶液。 回答下列问题：
（1）根据上述实验药品的用量，三颈烧瓶的最适宜规格为______（填标号）。
A．100 mL B．250 mL C．500 mL D．1000 mL
（2）在反应装置中应选用______冷凝管（填“直形”或“球形”），当回流液不再出现油珠即可
判断反应已完成，其判断理由是______。
（3）加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液的目的是___________；该步骤亦可用草酸在酸性条件下处
理，请用反应的离子方程式表达其原理__________。 （4）“用少量热水洗涤滤渣”一步中滤渣的主要成分是_______。 （5）干燥苯甲酸晶体时，若温度过高，可能出现的结果是_______。
（6）本实验制备的苯甲酸的纯度为_______；据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于_______
（填标号）。 A．70% B．60% C．50% D．40% （7）若要得到纯度更高的苯甲酸，可通过在水中__________的方法提纯。
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3．【2024年全国III卷】氯可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室
中利用下图装置（部分装置省略）制备KClO3和NaClO，探究其氧化还原性质。
回答下列问题：
（1）盛放MnO2粉末的仪器名称是 ，a中的试剂为 。
（2）b中采用的加热方式是 ，c中化学反应的离子方程式是 ，
采用冰水浴冷却的目的是 。
（3）d的作用是 ，可选用试剂 （填标号）。
A．Na2S
B．NaCl
C．Ca(OH)2
D．H2SO4
（4）反应结束后，取出b中试管，经冷却结晶， ， ，干燥，得到KClO3晶体。 （5）取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中，滴加中性KI溶液。1号试管溶
液颜色不变。2号试管溶液变为棕色，加入CCl4振荡，静置后CCl4层显____色。可知该条件下KClO3的氧化能力____NaClO(填“大于”或“小于\。
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化学反应原理
1.【2024年全国I卷】硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2
1钒催化剂O2(g)?????SO3(g) ΔH=?98 kJ·mol?1。回答下列问题： 2(1) 钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的
热化学方程式为：_________。
的催化氧化：SO2(g)+
(2) 当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、
2.5MPa和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的变化如图所示。550℃反应在5.0MPa、时的α=__________，判断的依据是__________。影响α的因素有__________。
m% O2(g)和q% N2(g)的气体通入反应器，(3) 将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、在温度t、
压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为α，则SO3压强为___________， 平衡常数Kp=___________(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
α(4) 研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v=k(′?1)0.8(1?nα')。式中：k为反应速率常
α数，随温度t升高而增大；α为SO2平衡转化率，α'为某时刻SO2转化率，n为常数。 在α'=0.90时，将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程，得到v~t曲线，如图所示。
曲线上v最大值所对应温度称为该α'下反应的最适宜温度tm。t
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2.【2024年全国II卷】化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。氯的许多化合物既是
重要化工原料，又是高效、广谱的灭菌消毒剂。回答下列问题：
（1）氯气是制备系列含氯化合物的主要原料，可采用如图(a)所示的装置来制取。装置中的离
子膜只允许______离子通过，氯气的逸出口是_______（填标号）。
（2）次氯酸为一元弱酸，具有漂白和杀菌作用，其电离平衡体系中各成分的组成分数
δ[δ(X)=
，X为HClO或ClO?]与pH的关系如图(b)所示。
（cHClO）+（cClO）?（cX）HClO的电离常数Ka值为______。
（3） Cl2O为淡棕黄色气体，是次氯酸的酸酐，可由新制的HgO和Cl2反应来制备，该反应为
歧化反应（氧化剂和还原剂为同一种物质的反应）。上述制备Cl2O的化学方程式为______。 （4）ClO2常温下为黄色气体，易溶于水，其水溶液是一种广谱杀菌剂。一种有效成分为NaClO2、
NaHSO4、NaHCO3的“二氧化氯泡腾片”，能快速溶于水，溢出大量气泡，得到ClO2溶液。上述过程中，生成ClO2的反应属于歧化反应，每生成1 mol ClO2消耗NaClO2的量为_____mol；产生“气泡”的化学方程式为____________。
（5）“84消毒液”的有效成分为NaClO，不可与酸性清洁剂混用的原因是______（用离子方程
式表示）。工业上是将氯气通入到30%的NaOH溶液中来制备NaClO溶液，若NaClO溶液中NaOH的质量分数为1%，则生产1000 kg该溶液需消耗氯气的质量为____kg（保留整数）。
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2024年高考全国卷分类汇编
