高中化学物质检验实验方案的设计试题

现有一份含Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂的混合物，为测定其中铁元素的含量，进行如下实验：
①称取混合物A g,滴加过量盐酸充分反应后过滤；
②在滤液中滴加过量氢氧化钠溶液充分反应后过滤；
③洗涤②所得沉淀，烘干后称重，质量为B g。
回答下列问题：
（1）步骤①中过滤所用的玻璃仪器有                           ；
（2）步骤①所得滤液中铁元素的存在形式是        （填离子符号），怎样检验它的存在（写出实验操作和现象）                            ；
（3）步骤②中涉及的离子方程式是                  、                 、                ；
（4）该混合物中铁元素的质量分数为                （用含A、B的式子表示）。

有一混合物的水溶液，只可能含以下离子中的若干种：K^＋ 、Al^3＋ 、Fe^3＋ 、Mg^2＋ 、Ba^2＋ 、 NH₄^＋、Cl^－ 、CO₃^2－、SO₄^{2 －}，现取三份100 mL溶液进行如下实验：
①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生。
②第二份加过量NaOH溶液加热后收集到气体0.02 mol，无沉淀生成，同时得到溶液甲。
③在甲溶液中通过量CO₂，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02 g。
④第三份加足量BaCl₂溶液后得白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤干燥后质量为11.65 g。
根据上述实验回答：
（1）一定不存在的离子是___________，不能确定是否存在的离子是_____________。
（2）试确定溶液中肯定存在的阴离子及其浓度(可不填满)：
离子符号______，浓度__________________；
离子符号______，浓度__________________；
（3）试确定K^＋ 是否存在________(填“是”或“否”)，判断的理由是__________。

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                 。

某地煤矸石经预处理后含SiO₂（63%）、Al₂O₃（25%）、Fe₂O₃（5%）及少量钙镁的化合物等，一种综合利用工艺设计如下：

（1）“酸浸”过程中主要反应的离子方程式为：
                        、                                          _。
（2）“酸浸”时，提高浸出速率的具体措施有                        __。（写出两个）
（3）“碱溶”的目的是_                                                ___。
物质X的电子式为_                 。该工艺设计中，过量X参与反应的离子方程式是：                                                                  。
（4）从流程中分离出来的Fe(OH)₃沉淀可在碱性条件下用KClO溶液处理，制备新型水处理剂高铁酸钾（K₂FeO₄)，该反应的离子方程式为：___                               。

A、B、C、D分别是NaNO₃、NaOH、HNO₃和Ba（NO₃）₂四种溶液中的一种，现利用另一种溶液X，用如图所示的方法可将它们依次确定。试确定A、B、C、D、X各代表何种溶液，把对应物质的化学式填入下列空白：

A：_______，B：________，C：_______，D：_______，X：_______。

铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。
（1）所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是 ________（用字母代号填）。
A．Fe       B．FeCl₃     C．FeSO₄      D．Fe₂O₃
（2）向沸水中逐滴滴加1mol/L FeCl₃溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系中粒子直径的范围是  ________nm。
（3）电子工业需要用30%的FeCl₃溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜，制造印刷电路板，请写出FeCl₃溶液与铜反应的离子方程式：___________________。
某校同学为测定FeCl₃腐蚀铜后所得溶液的组成，进行了如下实验：
首先取少量待测溶液，滴入KSCN溶液呈红色，则溶液中含有的金属阳离子是__________，在此基础上，又进行了定量组成的测定：取50.0mL待测溶液，向其中加入足量的AgNO₃溶液，得白色沉淀，过滤、干燥、称量，沉淀质量为43.05 g，溶液中c(Cl^－)＝             mol/L.。
（4）若要验证该溶液中含有Fe²⁺，正确的实验方法是                  。
A．向试管中加入试液，滴入KSCN溶液，若显血红色，证明含有Fe²⁺。
B．向试管中加入试液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，证明含有Fe²⁺。
C．向试管中加入试液，滴入氯水，再滴入KSCN溶液，若显血红色，证明原溶液中含有Fe²⁺
（5）欲从废水中回收铜，并重新获得FeCl₃溶液设计实验方案如下：

A．请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式：
①_____________，②____________，③______________，④________________。
B．请写出通入⑥的化学方程式__________________________________

下图是实验室制备氯气并进行一系列相关实验的装置(夹持设备已略)。

（1）制备氯气选用的药品为：漂粉精固体和浓盐酸，相关的化学反应方程式为：                 。
（2）装置B中饱和食盐水的作用是                       ；同时装置B亦是安全瓶，监测实验进行时C中是否发生堵塞，请写出发生堵塞时B中的现象                              。
（3）装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，为此C中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次放入          。

	A	B	C	D
Ⅰ	干燥的有色布条	干燥的有色布条	湿润的有色布条	湿润的有色布条
Ⅱ	碱石灰	硅胶	浓硫酸	无水氯化钙
Ⅲ	湿润的有色布条	湿润的有色布条	干燥的有色布条	干燥的有色布条

（4）设计装置D、E的目的是                                    。打开活塞，将装置D中少量溶液加入装置E中，振荡。观察到的现象是                                    。
（5）某同学建议将装置F中的药品改用足量的NaHSO₃溶液吸收余氯，老师认为不妥，用总反应的离子方程式解释原因                                    。

某工业废水中含有CN^-和Cr₂O₇^2-等离子，需经污水处理达标后才能排放，污水处理厂拟用下列流程进行处理：

回答下列问题：
（1）上述处理废水流程中主要采用的方法是               。
（2）流程②中，反应后无气体放出，该反应的离子方程式为                         。
（3）反应③中，每消耗0.4 mol Cr₂O₇^2-转移2.4 mol e^-，该反应离子方程式为：               。
（4）取少量待测水样于试管中，加入NaOH溶液观察到有蓝色沉淀生成，继续加至不再产生蓝色沉淀为止，再向溶液中加入足量Na₂S溶液，蓝色沉淀转化成黑色沉淀，解释产生该现象的原因：（用化学用语表示）                                                     

下图所示是用于气体制备、干燥、性质验证、尾气处理的部分仪器装置（加热及夹持固定装置均已略去）。请根据下列要求回答问题。

（1）若锥形瓶中盛装Na₂O₂固体，分液漏斗中盛装浓氨水，慢慢打开分液漏斗的活塞：
① 锥形瓶内产生的气体主要有（写化学式）                 。
② 用产生的气体做氨的催化氧化实验，各仪器装置按气流方向从左到右连接顺序是（填字母）（  ）→（  ）→（  ）→E 
③试管B中的现象为             ，反应方程式为                       。
（2）若锥形瓶中盛装锌片，分液漏斗中盛装稀硫酸，当仪器连接顺序为A→C→B→B→D时，两次使用B装置，其中所盛的药品依次是CuO、无水CuSO₄粉末。
①此实验的目的是                                             ，
D装置的作用是                                             。
②为了使B中CuO反应充分，在不改变现有药品的条件下，可采取的方法有                     。（写出一种即可）
③加热前必须进行的操作是                                    。

海洋中有丰富的食品、矿产、能源、药物和水产资源等（如下图所示）

下列有关说法不正确的是（  ）

A．从能量转换角度来看，框图中的氯碱工业是一个将电能转化为化学能量的过程

B．过程②中结晶出的MgCl2·6H2O要在HCl氛围中加热脱水制得无水MgCl2

C．在过程③⑤中溴元素均被氧化

D．过程①中除去粗盐中的SO4^2-、Ca^2+、Mg^2+、Fe^3+ 等杂质，加入的药品顺序为：Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸

向某二价金属M的M(OH)₂溶液中加入过量的NaHCO₃溶液，生成了MCO₃沉淀，过滤，将沉淀置于足量的稀盐酸中，充分反应后，在标准状况下收集到V L气体，如果计算金属M的相对原子质量，你认为还必需提供下列哪项数据（  ）

A．M(OH)2溶液的物质的量浓度

B．与M CO3反应的盐酸的物质的量浓度

C．MCO3的质量

D．题给条件充足，不需要再补充数据

某钠盐溶液中可能含有NO₂^-、SO₄^2-、SO₃^2-、CO₃^2-、Cl^-、I^-等阴离子。某同学取5份此溶液样品，分别进行了如下实验：
①用pH计测得溶液pH大于7
②加入盐酸，产生有色刺激性气体
③加入硝酸酸化的AgNO₃溶液产生白色沉淀，且放出有色刺激性气体
④加足量BaCl₂溶液，产生白色沉淀，该沉淀溶于稀硝酸且放出气体，将气体通入品红溶液，溶液不褪色。
⑤加足量BaCl₂溶液，产生白色沉淀，在滤液中加入酸化的(NH₄)₂Fe(SO₄)溶液，再滴加KSCN溶液，显红色。
该同学最终确定在上述六种离子中公含NO₂^-、CO₃^2-、Cl^-三种阴离子。
请分析，该同学只需要完成上述哪几个实验，即可得出此结论。

A．①②④⑤

B．③④

C．③④⑤

D．②③⑤

甲乙两同学对保存已久的Na₂SO₃试剂进行试验探究。取适量Na₂SO₃样品于洁净烧杯中，加入适量蒸馏水，充分搅拌全部溶解。
（1）测上述溶液的PH值，其PH值＞7，原因是（用离子方程式表示）                       
（2）取少量上述溶液于试管中，加入硝酸钡溶液生成白色沉淀，再加入盐酸，白色沉淀不溶解，甲认为已变质，乙认为他的结论不科学，理由是                    
（3）假设试剂由Na₂SO₃和Na₂SO₄组成，设计试验方案，进行成分检验，他们决定继续探究，请在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。限选试剂及仪器：稀盐酸、稀硝酸、氯化钡溶液，品红溶液，酸性高锰酸溶液，NaOH溶液、澄清石灰水、pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置。
步骤2：取适量步骤1所得溶液于试管中，加入少量的                    溶液。	若溶液褪色，说明其有         若溶液不褪色，说明其中没有
步骤3： 再取适量步骤1所得溶液于另一试管中，先加入足量的稀盐酸，再滴加           溶液。	如果有白色沉淀生成，则说明其中有             ，已经变质。 如果没有白色沉淀生成，则说明其中没有

（4）经实验检验后，确实已变质，现准确测定其中Na₂SO₃的含量。实验如下：
①配制250ml 约0.2mol•L^-1 Na₂SO₃溶液：准确称取w克试样，置于烧杯中，加适量蒸馏水溶解，将溶液转入            ，洗涤，定容，摇匀。
②滴定：准确量取25.00ml Na₂SO₃所配制溶液于锥形瓶中，将 0.05mol•L^-1酸性高锰酸钾装入50ml          （填酸式或碱式）滴定管，滴定至终点，记录数据。重复滴定2次。平均消耗KMnO₄VmL。
③计算Na₂SO₃的质量分数=              （只列出计算式，不要求算出结果）

某校化学小组学生利用下图所列装置进行“铁与水反应”的实验，并利用产物进一步制取FeCl₃·6H₂O 晶体。（图中夹持及尾气处理装置均已略去）
 
（1）烧瓶底部放置了几片碎瓷片，碎瓷片的作用是                           。
装置B中发生反应的化学方程式是 ____________________________
（2）如果要在C处玻璃管处点燃该气体，则必须对该气体进行                     ，装置E中的现象是                         
（3）停止反应，待B管冷却后，取其中的固体，加入过量稀盐酸充分反应，过滤。简述检验滤液中Fe³⁺的操作方法 __________________________。
（4）该小组学生利用上述滤液制取FeCl₃·6H₂O晶体，设计流程如下：
 
① 步骤I中通入Cl₂的作用是____________________________。
② 步骤II从FeCl₃稀溶液中得到FeCl₃·6H₂O晶体的主要操作包括：                    

工业上常回收冶炼锌废渣中的锌（含有ZnO、FeO、Fe₂O₃、CuO、Al₂O₃等杂质，并用来生产ZnSO₄ ·6H₂O晶体，其工艺流程如下，有关氢氧化物沉淀时的 pH 如下表。

氢氧化物	Al（OH）3	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Zn（OH）2	Cu（OH）2
开始沉淀的 pH	3.3	1.5	6.5	5.4	4.2
沉淀完全的 pH	5.2	3.7	9.7	8.0	6.7

（1）上述工艺流程中多处涉及“过滤”，实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有____________。
（2）在“除杂Ⅰ”步骤中，需再加入适量H₂O₂溶液的目的是______________。为使 Fe（OH）₃、Al（OH）₃沉淀完全，而Zn（OH）₂不沉淀，应控制溶液的pH范围为__________________。为控制上述pH范围可选择加入的试剂或药品是                  。
A．ZnO         B．氨水         C．固体NaOH           D．ZnCO₃
（3）常温下，已知 Ksp[Zn（OH）₂]=5×10^-17，某 ZnSO₄溶液里c（Zn²⁺）=0.5mol/L，如果要生成Zn（OH）₂沉淀，则应调整溶液 pH 大于_______________。
（4）当向含相同浓度Cu^2＋、Fe^3＋、Fe^2＋的溶液中滴加某浓度的NaOH溶液时，________（填离子符号）先沉淀，Ksp[Fe（OH）₂]________Ksp[Cu（OH）₂]（填“＞”、“＝”或“＜”）