高中化学物质检验实验方案的设计试题

明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料，明矾石的组成和明矾相似，此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示：

根据上述图示，完成下列填空：
（1）明矾石焙烧后用稀氨水浸出。
配制500mL稀氨水（每升含有39．20g氨）需要取浓氨水（每升含有251．28g氨）__________mL，用规格为___________mL量筒量取。
（2）氨水浸出后得到固体混合体系，过滤，滤液中除K^＋、SO₄^2－外，还有大量的NH₄^＋。检验NH₄^＋的方法是：                             。
（3）写出沉淀物中所有物质的化学式                      。
（4）滤液I的成分是水和______________。
（5）为测定混合肥料K₂SO₄、(NH₄)₂SO₄中钾的含量，请完善下列步骤：
①称取钾氮肥试样并溶于水，加入足量               溶液，产生白色沉淀。
②___________、__________、_________(依次填写实验操作名称)。
③冷却、称重。
（6）若试样为mg，沉淀的物质的量为n mol，则试样中K₂SO₄的物质的量为：          mol（用含有m、n的代数式表示）。

某溶液中可能存在Mg^2＋、Na^＋、K^＋、Al^3＋、Br^－、CO₃^2－、SO₃^2－、Cl^－等8种离子中的某几种。现取该溶液进行实验，得到如下现象：
①用铂丝蘸取溶液在无色火焰上灼烧，火焰呈黄色；
②向溶液中滴加足量氯水后，溶液变橙色，且有无色气泡冒出；
③将②所得溶液分为2份，一份加入足量BaCl₂溶液，有白色沉淀生成，另一份加入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成。
据此可以推断：该溶液肯定存在的离子是______________________________。

已知草酸镍晶体（NiC₂O₄·2H₂O）难溶于水，工业上从废镍催化剂（成分主要为Ni，含有一定量的Al₂O₃、Fe、SiO₂、CaO等）制备草酸镍晶体的流程如图所示：

已知：①相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表：

②K_SP（CaF₂） =1.46×10^-10    ③当某物质浓度小于1.0×10^-5 mol/L时，视为完全沉淀
（1）请写出一种能提高酸浸速率的措施________________。
（2）试剂a是一种绿色氧化剂，写出“氧化”时反应的离子方程式               。
（3）pH的调控范围为              ，试用化学反应原理的相关知识解释滤渣Ⅱ的生成
（4）写出“沉镍”时反应的离子方程式          ，证明Ni^2＋已经沉淀完全的实验步骤及现象是          ，当Ca²⁺沉淀完全时，溶液中c（F^－）>_____________（写出计算式即可）。
（5）操作a的内容是             。

下列说法正确的是

A．某溶液中滴加硝酸酸化的Ba(NO3)2溶液有白色沉淀，该溶液一定有SO4^2^－

B．某溶液中滴加盐酸，产生无色无味的气体，将该气体通入澄清的石灰水中产生白色沉淀，则该溶液一定有CO3^2^－

C．某溶液中滴加NaOH溶液并加热，产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则该溶液中一定有NH4^＋

D．某溶液中滴加AgNO3溶液，生成白色沉淀，加稀盐酸沉淀不消失，则该溶液中一定有Cl^－

分某实验小组用0.50 mol·L^－1 NaOH溶液和0.50 mol·L^－1硫酸进行中和热的测定。
Ⅰ.配制0.50 mol·L^－1 NaOH溶液
若实验中大约要使用245mL NaOH溶液，至少需要称量NaOH固体__________g。
Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠溶液中和热的实验。
（1）写出该反应的热化学方程式(中和热为57.3 kJ·mol^－1)：                    。
（2）取50mL NaOH溶液和30mL硫酸进行实验，实验数据如下表。
①请填写下表中的空白：已知：反应后混合溶液的比热容c=4.2×10^—3 kJ/(g·℃)

温度 实验 次数	起始温度t1/℃	终止温度 t2/℃	温度差平均值 (t2－t1)/℃
H2SO4	NaOH	平均值
1	26.2	26.0	26.1	30.1	℃
2	25.9	25.9	25.9	29.8
3	26.4	26.2	26.3	30.4

②用上述实验数值计算中和热            kJ·mol^－1（小数点后保留两位数字）。
③能引起中和热偏高的原因是                。
A．实验装置保温、隔热效果差
B．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
C．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
D．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H₂SO₄溶液的温度

某无色混合气体可能含有CO₂、CO、H₂O（g）、H₂中的一种或几种，依次进行如下连续处理（每步处理均反应完全）：①通过碱石灰时，气体体积变小；②通过赤热的氧化铜时，固体变为红色；③通过白色硫酸铜粉末时，粉末变为蓝色；④通过澄清的石灰水时，溶液变得浑浊．由此可以确定原混和气体中

A．一定含有CO2、H2O，至少含有H2、CO中的一种

B．一定含有H2O、CO，至少含有CO2、H2中的一种

C．一定含有CO、CO2，至少含有H2O、H2中的一种

D．一定含有CO、H2，至少含有H2O、CO2中的一种

实验室用MnO₂、KOH及KClO₃为原料制取高锰酸钾的实验流程如下：

（1）熔融时需用铁坩埚和铁制搅拌棒而不能用玻璃仪器，其原因是                   。
（2）熔融时，MnO₂转化为K₂MnO₄，KClO₃转化为KCl，其反应的化学方程式为                 。
（3）几种物质的溶解度曲线如图所示。

①歧化时，通入CO₂至pH为10～11，K₂MnO₄绿色溶液转化为KMnO₄和MnO₂。其反应的离子方程式为          。
②歧化时不能通入过量CO₂的原因是                。
③通入CO₂后，用玻璃棒蘸取溶液点于滤纸上，观察到              ，证明歧化反应已发生。
④歧化后得到KMnO₄晶体的操作依次为过滤、             、              及干燥。
（4）在此实验流程中可循环使用的物质的化学式为               。

某化学小组拟采用如下装置(夹持和加热仪器已略去)来电解饱和食盐水，并用电解产生的H₂还原CuO粉末来测定Cu元素的相对原子质量，同时检验氯气的氧化性。

（1）为完成上述实验，正确的连接顺序为A连        ；B连        (填写连接的字母)。
（2）对硬质玻璃管里的氧化铜粉末加热前，需要的操作为                            。
（3）若检验氯气的氧化性，则乙装置的a瓶中溶液可以是            ，对应的现象为         。
（4）丙装置的c瓶中盛放的试剂为        ，作用是                                  。
（5）为测定Cu的相对原子质量，设计了如下甲、乙两个实验方案，精确测量硬质玻璃管的质量为a g， 放入CuO后，精确测量硬质玻璃管和CuO的总质量为b g ，充分反应完全后。
甲方案：通过精确测定生成水的质量d g，进而确定Cu的相对原子质量。
乙方案：通过精确测量硬质玻璃管和Cu粉的总质量为c g， 进而确定Cu的相对原子质量。
①请你分析并回答：        方案测得结果更准确。你认为不合理的方案的不足之处在              。
②按测得结果更准确的方案进行计算，Cu的相对原子质量是                 。

（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