高中化学物质检验实验方案的设计试题

海水中蕴藏着丰富的资源。海水综合利用的流程图如下。

（1）粗盐中含Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2—及泥沙等杂质，需要提纯后才能综合利用。粗盐提纯的步骤有：①加入过量的Na₂CO₃溶液；②加入过量的BaCl₂溶液；③加入过量的NaOH溶液；④调节溶液的pH等于7；⑤溶解；⑥过滤； ⑦蒸发。正确的操作顺序是              （填写序号字母）。

A．⑤①③②④⑥⑦	B．⑤①②③⑥④⑦
C．⑤③①②⑥④⑦	D．⑤③②①⑥④⑦

（2）NaCl做原料可以得到多种产品。
①工业上由金属钠制备过氧化钠的方法是：将金属钠迅速升温至熔化，并控制温度在300–400℃，通入经处理过的空气可制得过氧化钠，处理空气的目的是                              。工业生产中因温度过低而得不到纯净的过氧化钠，你认为可能含有的杂质是             (填化学式)。
② 实验室用惰性电极电解100 mL0.1 mol/LNaCl溶液，若阴阳两极均得到112 mL气体（标准状况），则所得溶液的pH为（常温下）         （忽略反应前后溶液的体积变化）。
③ 电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”，通电时氯气被溶液完全吸收，若所得消毒液仅含一种溶质，写出相应的化学方程式：                     。
（3）分离出粗盐后的卤水中蕴含着丰富的镁资源，经转化后可获得MgCl₂粗产品。
① 粗产品的溶液中含有Na⁺、Fe²⁺、Fe³⁺和Mn²⁺，需将Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺转化为沉淀除去。因此先向溶液中加入一种上述（1）中得到的物质NaClO，然后控制溶液的pH为                。

② 由MgCl₂·6H₂O晶体制备无水MgCl₂的方法是                     。

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KCl样品中含有少量K₂CO₃、K₂SO₄和不溶于水的杂质，为了提纯KCl，先将样品溶于适量水中，搅拌、过滤，再将滤液按下图所示步骤进行提纯（过滤操作已略去）．下列说法的是（   ）

A．起始滤液常温下pH=7	B．试剂Ⅰ为Ba(NO3)2溶液
C．上图过程须经2次过滤	D．步骤③目的是除去CO3^2-

查阅资料知：Br₂的沸点为59℃，微溶于水，有毒性。某化学小组模拟工业流程从浓缩的海水中提取液溴，主要实验装置（夹持装置略去）及操作步骤如下：

①连接A与B，关闭活塞b、d，打开活塞a、c，向三颈瓶A中缓慢通Cl₂至反应完全；
②关闭a、c，打开b、d，向A中鼓入足量热空气；
③进行步骤②的同时，向B中通入足量SO₂；
④关闭b，打开a，再通过A向B中缓慢通入足量Cl₂，完全反应；
⑤将B中所得液体进行蒸馏，收集液溴。
请回答：
（1）可以判断步骤①中反应已经完全的现象是                           。
（2）步骤②中鼓入热空气的作用为                                     。
（3）步骤③中B容器里反应的化学方程式为                             。
（4）本实验多次涉及尾气处理，可吸收处理B中尾气的是____________（填选项）。

A．浓硫酸

B．饱和NaCl溶液

C．NaOH溶液

D．水

（5）用C代替B，进行步骤①和②，此时C中有NaBr、NaBrO₃等物质生成，该反应的化学方程式为                   。
（6）继续向锥形瓶中滴加稀硫酸，经步骤⑤，也能制得液溴。与B装置相比，采用C装置的优点为                     。

Ⅰ.羰基硫（COS）可作为一种熏蒸剂，能防止某些昆虫的危害，其分子结构和CO₂相似。
（1）羰基硫（COS）的电子式为：______________。
（2）羰基硫（COS）用氢氧化钠溶液处理及利用的过程如下：

已知A是一种正盐，则A的化学式为______________；若气体a为单质，
反应II的离子方程式为________________________________________________。
Ⅱ.海水中含有丰富的镁资源。锂（Li）与镁元素性质相似。
（1）物质的量为0.10 mol的锂在只含有N₂和O₂混合气体的容器中燃烧，反应后容器内固体物质的质量m克，m的取值范围是                 ；
（2）锂电池是新一代高能电池，目前已研究成功多种锂电池。某离子电池正极材料是含锂的二氧化钴（LiCoO₂），充电时LiCoO₂中Li被氧化，Li^＋迁移并以原子形式嵌入电池负极材料碳（C₆）中，以LiC₆表示。电池反应为LiCoO₂＋C₆CoO₂＋LiC₆，则放电时电池的正极反应为                                。
（3）为了回收废旧锂离子电池的正极材料试样（主要含有LiCoO₂及少量Al、Fe等）可通过下列实验方法回收钴、锂。

①在上述溶解过程中，S₂O₃^2－被氧化成SO₄^2－，LiCoO₂在溶解过程中的化学反应方程式为           。
②调整pH=5-6的目的是                                                       。

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）

某溶液可能含有Cl^－、SO₄^2－、CO₃^2－、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺和K⁺。取该溶液100mL，加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02mol气体，同时产生红褐色沉淀；过滤，洗涤，灼烧，得到1.6g固体；向上述滤液中加足量BaCl₂溶液，得到4.66g不溶于盐酸的沉淀。由此可知有关原溶液中离子的说法不正确是（   ）

A．SO4^2^－、NH4^+一定存在

B．CO3^2^－、Al^3+、K^+一定不存在

C．Cl^－一定存在，且c（Cl^－）≥0.4mol/L

D．至少存在4种离子

某待测液中可能含有Ag⁺、Fe³⁺、K⁺、Ba²⁺、NH₄⁺ 5种离子，现进行如下实验：
（1）加入过量的稀盐酸，有白色沉淀生成。
（2）过滤，在滤液中加入过量的稀硫酸，又有白色沉淀生成。
（3）过滤，取少量滤液，滴入2滴KSCN溶液，没有明显的现象出现。
（4）另取少量步骤（3）中的滤液，加入NaOH溶液至使溶液呈碱性，加热，可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体。
根据实验现象回答：待测液中一定含有的离子是          ，一定不含的离子是__________，还有一种离子不能确定是否存在，要检验这种离子的实验方法是                        。

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“＜”）

（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_______。