高中化学物质检验实验方案的设计试题

根据下图海水综合利用的工业流程图，判断下列说法正确的是

已知：MgCl₂·6H₂O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等。

A．除去粗盐中杂质（Mg^2+、SO4^2^－、Ca^2+），加入的药品顺序为： NaOH溶液→Na2CO3溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸

B．在过程②中将MgCl2·6H2O灼烧即可制得无水MgCl2

C．从能量角度来看，氯碱工业中的电解饱和食盐水是一个将化学能转化为电能的过程

D．从第③步到第④步的目的是为了浓缩富集溴

精制粗盐（杂质是MgCl₂、CaCl₂和Na₂SO₄），选用NaOH溶液、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液作为除杂试剂，最后用盐酸调节溶液pH，得到精制NaCl。下列说法正确的是

A．依次向粗盐溶液中加入NaOH、Na2CO3、BaCl2

B．用HNO3酸化的AgNO3溶液检验SO4^2-是否除尽

C．除去Ca^2+的主要反应是：Ca^2+ + 2OH^‑＝Ca(OH)2↓

D．调节pH后，采用蒸发浓缩结晶的方法获得精制NaCl

在钠离子浓度为0.5mol/L的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子。（已知硅酸为不溶于水的胶状沉淀，加热时易分解为两种氧化物）

阳离子	K^+	Ag^+	Ca^2+	Ba^2+
阴离子	NO3^-	CO3^2-	SiO3^2-	SO4^2-

现取该溶液100mL进行如下实验（气体体积均在标准状况下测定）。

序号	实验内容	实验结果
Ⅰ	向该溶液中加入足量稀HCl	产生白色沉淀并放出0.56L气体
Ⅱ	将Ⅰ的反应混合液过滤，对沉淀洗涤、灼烧至恒重，称量所得固体质量	固体质量为2.4g
Ⅲ	将Ⅰ的反应混合液过滤，对沉淀洗涤、灼烧至恒重，称量所得固体质量	无明显现象

 
请回答下列问题。
（1）实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是         。
（2）实验Ⅰ中生成气体的离子方程式为                 。
（3）通过实验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ必要计算，填写下表中阴离子的浓度（能计算出的，填写计算结果，一定不存在的离子填“0”，不能确定是否存在的离子填“？”）。

阴离子	NO3^-	CO3^2-	SiO3^2-	SO4^2-
c/mol/L

 

一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co₂O₃·CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中。从废料中回收氧化钴（CoO）的工艺流程如下：

（1）过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为               。
（2）过程II中加入稀H₂SO₄酸化后，再加入Na₂S₂O₃溶液浸出钴。则浸出钴的化学反应方程式为（产物中只有一种酸根）           。在实验室模拟工业生产时，也可用盐酸浸出钴，但实际工业生产中不用盐酸，请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因_____  ___。
（3）过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)₃，碳酸钠溶液在产生Al(OH)₃时起重要作用，请写出该反应的离子方程式____________________。
（4）碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同，请写出在过程IV中起的作用是__     __。
（5）在Na₂CO₃溶液中存在多种离子，各种离子的浓度由大到小顺序为_           。
（6）CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl₂溶液。CoCl₂含结晶水数目不同而呈现不同颜色，利用蓝色的无水CoCl₂吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水。下图是粉红色的CoCl₂·6H₂O晶体受热分解时，剩余固体质量随温度变化的曲线，B物质的化学式是___   ___。

Na₂O₂可用作漂白剂和呼吸面具中的供氧剂。
（1）某学习小组发现：在盛有Na₂O₂的试管中加入足量水，固体完全溶解，并立即产生大量气泡，当气泡消失后，向其中滴入1～2滴酚酞溶液，溶液变红；将试管轻轻振荡，红色很快褪去；此时再向试管中加入少量MnO₂粉末，又有气泡产生。
①使酚酞溶液变红是因为__________，红色褪去的可能原因是__________________。
②加入MnO₂反应的化学方程式为________________________________________________。
（2）Na₂O₂有强氧化性，H₂具有还原性，有同学猜想Na₂O₂与H₂能反应。为了验证此猜想，该小组同学进行如下实验，实验步骤和现象如下。

步骤1：按上图组装仪器(图中夹持仪器省略)，检查气密性，装入药品。
步骤2：打开K₁、K₂，产生的氢气流经装有Na₂O₂的硬质玻璃管，一段时间后，没有任何现象。
步骤3：检验H₂的纯度后，开始加热，观察到硬质玻璃管内Na₂O₂开始熔化，淡黄色的粉末变成了白色固体，干燥管内硫酸铜未变蓝色。
步骤4：反应后撤去酒精灯，待硬质玻璃管冷却后关闭K₁。
①添加稀盐酸的仪器名称是____________；B装置的作用是________。
②必须检验氢气纯度的原因是__________________________________________________。
③设置装置D的目的是________________________________________________________。
④你得到的结论是____________(若能反应请用化学方程式表示)。

有一包白色固体粉末，可能含有K₂SO₄、Na₂CO₃、NH₄Cl、BaCl₂、CuSO₄中的一种或几种，按以下步骤进行实验：
①取少量固体粉末加到足量水中，得到无色溶液；
②取①中溶液少量继续往其中加入足量稀硫酸，有气泡产生；
③继续向②中的溶液加Ba(NO₃)₂溶液，有白色沉淀生成；
④取①中溶液少量，加入NaOH溶液并加热，产生刺激性气味的气体，并用湿润的红色石蕊试纸检验气体，试纸变蓝。
根据以上事实判断：
（1）肯定存在的是______________。
（2）肯定不存在的是____________。
（3）不能确定是否存在的是_____________。请简述证明该物质是否存在的实验方案（实验方法、现象、结论）__________________________。
（4）写出上述实验④中产生刺激性气味反应的离子方程式：_____________________。

某化学活动小组设计如下图所示（部分夹持装置已略去）实验装置，以探究潮湿的Cl₂与Na₂CO₃反应得到的固体物质。

（1）写出装置A中发生反应的化学方程式：__________________________；
（2）写出试剂Y的名称：__________________________；
（3）已知：通入一定量的氯气后，测得D中只有一种常温下为黄红色的气体，其为含氯氧化物．可以确定的是C中含有的氯盐只有一种，且含有NaHCO₃，现对C成分进行猜想和探究．
①提出合理假设．
假设一：存在两种成分：NaHCO₃和__________；
假设二：存在三种成分：NaHCO₃和___________、_____________；
②设计方案，进行实验．请写出实验步骤以及预期现象和结论（可不填满）．
限选实验试剂和仪器：蒸馏水、稀硝酸、BaCl₂溶液、澄清石灰水、AgNO₃溶液、试管、小烧杯．

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取C中的少量固体样品于试管中，滴加足量蒸馏水至固体溶解，然后将所得溶液分别置于A、B试管中．
步骤2：_________________________	现象：_________________________
步骤3向B试管中滴加过量的稀HNO3溶液，再滴加AgNO3溶液	若溶液变浑浊，结合步骤2中①，则假设1成立，结合步骤2中②，则假设2成立。

（4）已知C中有0.1mol Cl₂参加反应．若假设一成立，可推知C中反应的化学方程式为

某溶液仅含Fe²⁺、Na⁺、Al³⁺、Ba²⁺、SO₄^2﹣、NO₃^﹣、Cl^﹣中的4种离子，所含离子的物质的量均为1mol．若向该溶液中加入过量的稀硫酸，有气泡产生，且溶液中阴离子种类不变（不考虑水的电离和离子的水解）．下列说法不正确的是

A．若向该溶液中加入过量的稀硫酸和KSCN溶液，溶液显血红色

B．若向该溶液中加入过量的稀硫酸，产生的气体遇空气能变成红棕色

C．该溶液中所含的离子是：Fe^2+、Na^+、SO4^2^﹣、NO3^﹣

D．若向该溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反应后，过滤、洗涤、灼烧，最终所得固体的质量为72g

Ⅰ.铁是人体必需的微量元素，绿矾(FeSO₄·7H₂O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。
（1）测定绿矾样品含量的实验步骤:
A．称取5.7 g样品，溶解配成 250 mL溶液
B．量取25 mL待测液于锥形瓶中
C．用硫酸酸化的0.01 mol/L KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积为40 mL。
根据上述步骤回答下列问题：
①用硫酸酸化的KMnO₄溶液滴定终点的标志是____________________。
②计算上述样品中 FeSO₄·7H₂O的质量分数为____________________。
Ⅱ.硫酸亚铁铵[(NH₄)₂Fe(SO₄)₂·6H₂O]较硫酸亚铁不易被氧气氧化，常用于代替硫酸亚铁。
（2） 为检验分解产物的成分，设计如下实验装置进行实验，加热A中硫酸亚铁铵至分解完全。

①A中固体充分加热较长时间后，通入氮气，目的是_________________。
②装置B中BaCl₂溶液的作用是检验分解产物中是否有SO₃气体生成，若含有该气体，观察到的现象为________________。
③实验中观察到C中有白色沉淀生成，则C中发生的反应为______________(用离子方程式表示)。

（1）滑石一种硅酸盐矿物，其化学式为Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂，用氧化物的形式表示为           。
（2）除去下列物质中所含杂质（括号内为杂质），写出除去杂质的试剂。
①Fe₂O₃(Al₂O₃)              ②NO(NO₂)             
③Cl₂ (HCl)                ④FeCl₃ (FeCl₂)            
（3）用铝箔包裹0.1mol金属钠，用针扎若干小孔，放入水中，完全反应后，用排水取气法收集到标准状况下气体的体积是_________（填字母序号）
a．1.12L          b．＞1.12L          c．＜1.12L

以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度：

难溶电解质	Mg(OH) 2	Cu(OH) 2	Fe(OH) 2	Fe(OH) 3
溶解度/g	9×10^－4	1.7×10^－6	1.5×10^－4	3.0×10^－9

在无机化合物的提纯中，常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些杂质离子，例如：
①为了除去氯化铵中的杂质Fe^3＋，先将混合物溶于水，再加入一定量的试剂反应，过滤结晶即可；
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe^3＋，先将混合物溶于水，加入足量的氢氧化镁，充分反应，过滤结晶即可；
③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe^2＋，先将混合物溶于水，加入一定量的H₂O₂，将Fe^2＋氧化成Fe^3＋，调节溶液的pH＝4，过滤结晶即可．
请回答下列问题：
（1）上述三个除杂方案都能够达到很好效果，Fe^3＋、Fe^2＋都被转化为____________(填化学式)而除去．
（2）①中加入的试剂应该选择________为宜，其原因是_________________．
（3）②中除去Fe^3＋所发生的总反应的离子方程式为_____________________．
（4）下列与方案③相关的叙述中，正确的是________(填字母)．
A．H₂O₂是绿色氧化剂，在氧化过程中不引进杂质，不产生污染
B．将Fe^2＋氧化为Fe^3＋的主要原因是Fe(OH)₂沉淀比Fe(OH)₃沉淀较难过滤
C．调节溶液pH＝4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D．Cu^2＋可以大量存在于pH＝4的溶液中
E．在pH＞4的溶液中Fe^3＋一定不能大量存在

某地煤矸石经预处理后含SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃，一种综合利用煤矸石制取绿矾(FeSO₄·7H₂O)的工艺流程如下图所示。

（1）过滤操作需要用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒还有_____________。
（2）写出所选试剂X、Y的化学式：X_______________，Y_____________。
（3）滤液B中含的阴离子有_____________(写离子符号)。
（4）滤渣SiO₂可制取木材防火剂，该防火剂的化学式为______________。
（5）由溶液D转化为溶液E的离子方程式为：______________。
（6）根据图中数据，计算出原40g煤矸石中Fe₂O₃的质量分数为_____________。（假设适量均为恰好反应）

现有一包白色粉末，其中可能含有Ba(NO₃)₂、CaCl₂、K₂CO₃、Na₂SO₄现做以下实验：
①将部分粉末加入水中，振荡，有白色沉淀产生：
②向①的悬浊液中加入过量稀盐酸，白色沉淀部分溶解，并有气泡放出：
③取少量②的上层清液滴入硝酸银溶液，有白色沉淀生成。
根据上述实验现象，回答下列问题：
（1）判断原白色粉末中肯定含有，                ，可能含有                 。
（2）写出上述实验中一定发生的有关反应的离子反应方程式：                            。

Ⅰ．现有Al³⁺、NH₄⁺、CO₃^2—、HCO₃^— 等离子，回答下例问题：
①在强酸性条件下能够存在的离子是                   ；
②在强碱性条件下能够存在的离子是                    ；
③在强酸性和强碱性条件下都不能存在的离子是            。
Ⅱ．由Na⁺、NH₄⁺、 Ba²⁺、 Cu²⁺、 OH^—、 Fe³⁺、 SO₄^2—、 Cl^— 等八种离子中的六种两两组成的A、B、C三种化合物(它们不含有共同离子，已知NH₄⁺与OH^— 反应有碱性气体生成)。
A．A、B、C均易溶于水，形成无色溶液；
B．将A、B、C三种物质的溶液相互作用时，发现A与B混合后产生有刺激性气味的气体，此气体使湿润红色石蕊试纸变蓝，B与C混合产生白色沉淀，则：
①A、B、C的化学式为：
A、                                       ；
B、                                       ；
C、                                       。
②B+C反应的离子方程式为：                                          。

三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料。现有一红色粉末可能含有Fe₂O₃和Cu₂O中的一种或两种，设计合理的实验探究样品中Fe₂O₃、Cu₂O的存在。
查阅数据知：Cu₂O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，在空气中加热生成CuO。
请完成以下实验探究过程：
（一）提出假设
假设1：红色粉末是Fe₂O₃；
假设2：红色粉末是__________________；
假设3：红色粉末是___________________。
(二)设计实验方案
取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加 KSCN 试剂．
（1）若假设1成立，则实验现象是_________________________。
（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三氧化二铁．你认为这种说法合理吗？______________。简述你的理由________________________。
（3）若固体粉末完全溶解，向所得溶液中滴加KSCN 试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是_______________。写出实验过程中发生反应的离子方程式________________、_______________、__________________。
（4）若经实验分析，确定红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物．欲用加热法测定Cu₂O的质量分数．取a g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_______。