高中化学物质检验实验方案的设计试题

今有一混合物的水溶液，可能含有以下离子中的若干种：K⁺、NH₄⁺、Cl^-、Mg²⁺、Ba²⁺、CO₃^2-、SO₄^2-，现取三份100mL溶液进行如下实验：
（1）第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生
(2)第二份加足量NaOH溶液加热后，收集到气体0.04mol
(3)第三份加足量BaCl₂溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g。根据上述实验，以下推测正确的是(   )

A．K^+一定存在	B．100mL溶液中含0.01molCO3^2-
C．Ba^2+一定不存在，Mg^2+可能存在	D．不可能存在Cl^-

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中发生反应的离子方程式：                                    。
（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：向A试管中滴加_________：	①若无明显现象，证明固体中不含碳酸钠； ②若溶液变浑浊，证明固体中含有碳酸钠。
步骤3：向B试管中滴加________：	若溶液变浑浊，结合步骤2中的①，则假设一成立：结合步骤2中的②，则假设二成立。

 
（4）已知C中有0.1 mol 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               。
（5）常温下Na₂CO₃和NaHCO₃均为0.1mol/L的混合溶液中，c(OH^﹣)-c(H⁺)=____   （用含碳元素的粒子浓度表示），在该溶液中滴加稀盐酸至中性时，溶液中溶质的成分有___________。

某矿抽出的废液中含有大量的K⁺、Cl^－、Br^－，还有少量的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2－。某研究性学习小组拟用这种废液来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴（Br₂），他们设计了如下流程：

可供试剂a、b的选择试剂：饱和Na₂CO₃溶液、饱和K₂CO₃溶液、KOH溶液、BaCl₂溶液、Ba(NO₃)₂溶液、H₂O₂、KMnO₄(H⁺)溶液、稀HNO₃。
请根据以上流程，回答相关问题：
⑴试剂a应该选用_______________；
⑵操作①、②、③、④、⑤的名称是_________(填字母)。

A．萃取、过滤、分液、过滤、蒸发结晶	B．萃取、分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶
C．分液、萃取、过滤、过滤、蒸发结晶	D．萃取、分液、分液、过滤、蒸发结晶

⑶欲除去无色液体I中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-离子，选出b所代表的试剂，按滴加顺序依次是                                        （填化学式）。
⑷调节pH的作用是                                                ，操作方法是                   。
⑸操作⑤中用到的瓷质仪器名称是                  。

Ⅰ、现有下列仪器或用品：①铁架台（含铁圈、各种铁夹）；②锥形瓶；③滴定管（酸 式与碱式）；④烧杯（若干个）；⑤玻璃棒；⑥天平（含砝码）；⑦滤纸；⑧量筒；⑨三角漏斗；胶头滴管。有下列药品：①NaOH固体；②0.1000mol/L的标准NaOH溶液；③未知浓度的盐酸；④Na₂CO₃溶液；⑤蒸馏水。试回答以下问题。
（1）做酸碱中和滴定时，还缺少的试剂是
（2）配制250mL0.1000mol/LNaOH溶液时，还缺少的仪器是                 。
（3）过滤时，应选用上述玻璃仪器中的                            （填编号）
Ⅱ、为测定某H₂C₂O₄溶液的浓度，取25.00mL该溶液于锥形瓶中，加入适量稀H₂SO₄后，用浓度为c mol/L KMnO₄标准溶液滴定。滴定原理为：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O
（1）滴定时，KMnO₄溶液应装在           （填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”）中，达到滴定终点的现象为                                                             。
（2）若滴定时，没用标准液洗涤滴定管，会使得草酸溶液的物质的量浓度_             _ (填“偏高”“偏低”“无影响”)
（3）若滴定时，反应前后的两次读数分别为a和b，则实验测得所配草酸溶液的物质的量浓度为   mol/L。

制备水杨酸对正辛基苯基酯（）如下：
步骤一：将水杨酸晶体投入三颈烧瓶中，再加入氯苯，搅拌溶解后，加入无水三氯化铝。
步骤二：按图12所示装置装配好仪器，水浴加热控制温度在20～40℃之间，在搅拌下滴加SOCl₂，反应制得水杨酰氯，该反应为：
（水杨酸）＋SOCl₂→（水杨酰氯）＋HCl↑＋SO₂↑

步骤三：将三颈烧瓶中的混合液升温至80℃，再加入对正辛苯酚（），温度控制在100℃左右，不断搅拌。
步骤四：过滤、蒸馏、减压过滤；酒精洗涤、干燥。
（1）步骤一中加入三氯化铝的作用是       。
（2）实验时，冷凝管中的水应从    进      出（选填“a”或“b”）；装置c的作用是       。
（3）步骤三��发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。
（4）步骤四减压过滤操作中，除烧杯、玻璃棒外，还必须使用的硅酸盐材料的仪器有　　　　。
（5）步骤四减压过滤时，有时滤纸会穿孔，避免滤纸穿孔的措施是       。

（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_______。

某强酸性溶液中可能存在Al³⁺、Fe²⁺、NH₄⁺、Ba²⁺、Cl^﹣、CO₃^2﹣、SO₄^2﹣、NO₃^﹣中的若干种，现取适量溶液进行如下实验

下列有关判断正确的是
A．原溶液中一定有Fe²⁺、SO₄^2﹣、H⁺、NH₄⁺、Al³⁺
B．原溶液中一定没有Ba²⁺、CO₃^2﹣、NO₃^﹣
C．步骤③中反应的离子方程式为2AlO₂^﹣+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2﹣
D．气体A、B之间肯定不能发生反应

ZrO₂常用作陶瓷材料，可由锆英砂（主要成分为ZrSiO₄，也可表示为ZrO₂·SiO₂，还含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂等杂质）通过如下方法制取：

已知：①ZrO₂能与烧碱反应生成可溶于水的Na₂ZrO₃，Na₂ZrO₃与酸反应生成ZrO²⁺。
②部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表。

金属离子	Fe^3+	Al^3+	ZrO^2+
开始沉淀时pH	1.9	3.3	6.2
沉淀完全时pH	3.2	5.2	8.0

（1）熔融时ZrSiO₄发生反应的化学方程式为               ，滤渣I的化学式为       。
（2）为使滤液I的杂质离子沉淀完全，需用氨水调pH=a，则a的范围是        ；继续加氨水至pH=b时，所发生反应的离子方程式为              。
（3）向过滤III所得滤液中加入CaCO₃粉末并加热，得到两种气体。该反应的离子方程式为          。
（4）为得到纯净的ZrO₂，Zr（OH)₄需要洗涤，检验Zr（OH)₄是否洗涤干净的方法是        。

（1）浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应的化学方程式为___________。
（2）试用下图中所列各装置设计一个实验，验证上述反应所产生的各种产物。这些装置的连接顺序（按产物气流从左至右的方向）是（填装置的编号）：________→______→_______→_________。

（3）实验室可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。A瓶溶液的作用是________，B瓶溶液的作用是__________，C瓶溶液的作用是___________。
（4）装置②中所加的固体药品是________，可确证的产物是_________，确定装置②在整套装置中位置的理由是__________。
（5）装置③中所盛溶液是__________，可验证的产物是____________。

2012年3月21 日是第二十届“世界水日”，保护水资源，从我做起！
(1)ClO₂和Cl₂(还原产物都为Cl^－)是生活中常用的消毒剂。当消耗等物质的量的两种物质时，ClO₂的消毒效率是Cl₂的________倍。
(2)某无色废水中可能含有Fe^3＋、Al^3＋、Mg^2＋、Na^＋、NO₃^—、CO₃^2—、SO₄^2—离子中的几种，为分析其成分，分别取废水样品100 mL，进行了三组实验，其操作和有关现象如下图所示：


请根据上图回答下列问题：
①实验中需配制1.0 mol/L的NaOH溶液100 mL，所需仪器除了玻璃棒、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、胶头滴管，还缺少的仪器为_________________________________________。
②实验③中沉淀量由A→B过程中所发生反应的离子方程式为____________________。
③试确定NO₃^—是否存在？________(填“存在”、“不存在”或“不确定”)，若存在，试计算c(NO₃^—)＝________(若不存在，此问不必作答)。