高中化学物质检验实验方案的设计试题

某无色废水中可能含有H^＋、NH₄⁺、Fe^3＋、Al^3＋、Mg^2＋、Na^＋、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-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，其操作和有关图像如下所示：

请回答下列问题：
（1）根据上述3组实验可以分析废水中一定不存在的离子有：                 。
（2）写出实验③图像中沉淀溶解阶段发生的离子反应方程式：________________________
（3）分析图像，在原溶液中c(NH₄⁺)与c(Al^3＋)的比值为              。NO是否存在？                   填（“存在”“不存在”或“不确定”）。

在苹果、香蕉等水果的果香中存在着乙酸正丁酯。某化学课外兴趣小组欲以乙酸和正丁醇为原料合成乙酸正丁酯。实验步骤如下：
（一）乙酸正丁酯的制备
①在干燥的50mL圆底烧瓶中，加入13.5mL（0.15mol）正丁醇和7.2mL（0.125mol）冰醋酸，再加入3～4滴浓硫酸，摇匀，投入1～2粒沸石。
按下图所示安装带分水器的回流反应装置，并在分水器中预先加入水，使水面略低于分水器的支管口。

②打开冷凝水，圆底烧瓶在石棉网上用小火加热。在反应过程中，通过分水器下部的旋塞不断分出生成的水，注意保持分水器中水层液面原来的高度，使油层尽量回到圆底烧瓶中。反应达到终点后，停止加热，记录分出的水的体积。
（二）产品的精制
③将分水器分出的酯层和反应液一起倒入分液漏斗中，先用10 mL的水洗涤，
再继续用10 mL10%Na₂CO₃洗涤至中性，再用10 mL 的水洗涤，最后将
有机层转移至锥形瓶中，再用无水硫酸镁干燥。
④将干燥后的乙酸正丁酯滤入50 mL 烧瓶中，常压蒸馏，收集124～126℃的
馏分，得11.6g产品。
（1）写出该制备反应的化学方程式_______________。
（2）冷水应该从冷凝管___________（填a或b）管口通入。
（3）步骤②中不断从分水器下部分出生成的水的目的是__________________。步骤②中判断反应终点的依据是_______。
（4）产品的精制过程步骤③中，洗的目的是______________________。两次洗涤完成后将有机层从分液漏斗的__________置入锥形瓶中。

某溶液可能含有Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺和K⁺。取该溶液200 mL，加入过量NaOH溶液，加热，得到0.02 mol气体，同时产生红褐色沉淀；过滤，洗涤，灼烧，得到1.6 g固体；向上述滤液中加足量BaCl₂溶液，得到4.66 g不溶于盐酸的沉淀。由此可知原溶液中（  ）

A．至少存在5种离子

B．Cl^-一定存在，且c(Cl^-) ≥ 0.2mol/L

C．SO4^2^-、NH4^+、Fe^3+一定存在，Cl^-可能不存在

D．CO3^2^-、Al^3+一定不存在，K^+可能存在

某碳酸钠样品中含有少量氯化钠杂质，为测定该样品中碳酸钠的质量分数，进行了如下实验：

请回答下列问题：
（1）操作A用到的玻璃仪器除烧杯外还必需有               、               ；
（2）在实验过程中加入饱和石灰水后发生反应的离子方程式是                  
（3）为探究上述反应后滤液中的溶质成分，甲同学向滤液中滴加过量稀盐酸，发现无气泡产生，说明滤液中一定不含          （填溶质的化学式）,若有气泡产生，那么测定的样品中碳酸钠的质量分数       （填偏大、偏小、无影响）
（4）在（3）探究中，滴加盐酸前滤液中的溶质除氯化钠外，一定还含有             (填化学式) ；
滴加盐酸的过程中一定发生反应的离子方程式为                       。

有一包白色固体，可能含有CaCO₃、Na₂SO₄、KNO₃、CuSO₄、BaCl₂五种物质中的一种或几种。现进行如下实验：
①取少量固体粉末，加入盛有足量水的烧杯中，充分搅拌静置后，底部白色沉淀，上层为无色溶液；
②继续往烧杯中加入足量稀硝酸，白色沉淀完全消失；并有气泡产生。
③取少量②中溶液滴加Ba（NO₃）₂溶液，有白色沉淀生成，再加入稀硝酸，沉淀不溶解。
（1）根据以上实验现象可知，该白色固体中一定含有             ，（填化学式，下同）一定不含有             ，可能含有          。
（2）若要检验未确定的物质是否存在，请说明如何操作（包括现象和结论）。
_____________________________。

《科学》曾评出10大科技突破，其中“火星上‘找’到水的影子”名列第一。水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。海洋是化学资源宝库，海洋资源的综合利用具有广阔的前景。人类把海水淡化，就可以得到大量的饮用水，常规蒸馏法，技术和工艺比较完备，但也存在较大缺陷，大量推广离子交换法和电渗析法。
（1）天然水在净化处理过程中加入明矾做混凝剂，其净水作用的原理是_________(用离子方程式表示)
（2）家庭用水可以用肥皂水检验其硬度，因为               。家用净水器中装有活性炭和阳离子交换树脂(NaR)，用过的阳离子交换树脂放入          中可再生。
（3）电渗析法淡化海水的示意图如图所示，其中阴(阳)离子交换膜仅允许阴(阳)离子通过。阳极的主要电极反应式是________________。在阴极附近加入无色酚酞，看到的现象是__________________。淡水的出口为________(填“a”“b”或“c”)。

（4）利用海水制得的食盐，制取纯碱的简要过程如下：向饱和食盐水中先通入气体A，后通入气体B，充分反应后过滤得到晶体C和滤液D，将晶体C灼烧即可制得纯碱。
①滤出晶体C后，从滤液D中提取氯化铵有两种方法：
方法一、通入氨，冷却、加食盐，过滤；
方法二、不通氨，冷却、加食盐，过滤。
对两种方法的评价正确的是(选填编号)_____________。
a．方法一析出的氯化铵纯度更高          b．方法二析出的氯化铵纯度更高
c．方法一的滤液可直接循环使用          d．方法二的滤液可直接循环使用
②提取的NH₄Cl中含有少量Fe^2＋、SO₄^2―。将产品溶解，加入H₂O₂，加热至沸，再加入BaCl₂溶液，过滤，蒸发结晶，得到工业氯化铵。加热至沸的目的是___________。滤渣的主要成分是_______________、____________________。

用中和滴定法测定烧碱的纯度，若烧碱中不含有与酸反应的杂质，试根据实验回答：
（1）准确称取烧碱样2.50g，将样品配成250mL的待测液。
（2）滴定管使用前除洗涤外，还应             。
（3）取10.00mL待测液，用             量取注入锥形瓶中。(填仪器)
（4）用0.2000mol/L标准盐酸溶液滴定待测烧碱溶液，滴定时左手旋转酸式滴定管的玻璃活塞，右手不停地摇动锥形瓶，两眼注视          直到滴定终点。
（5）根据下列测定数据，分析得到合理数据，计算待测烧碱溶液的浓度：              。

滴定次数	待测液体积/mL	标准盐酸体积/mL
滴定前读数（mL）	滴定后读数（mL）
第一次	10.00	0.50	10.40
第二次	10.00	4.00	14.10
第三次	10.00	4.20	15.70

（6）根据上述测定数据，分析得到合理数据，计算烧碱的纯度            。

某混合物的水溶液中可能含有以下离子中的若干种：Na^＋、Al^3＋、Fe^3＋、Mg^2＋、Ba^2＋、NH₄^＋、Cl^－、SO₄^2－，现分别取100 mL的两份溶液进行如下实验。
①第一份加过量NaOH溶液后加热，收集到0.03 mol气体，无沉淀生成，同时得到溶液甲。
②向甲溶液中通入过量CO₂，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧后，得到1.02 g固体。
③第二份加足量BaCl₂溶液后，生成白色沉淀，过滤后的沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，得到23.3g固体，向滤液中加入AgNO₃溶液又有白色沉淀产生。下列有关叙述正确的是

A．由①可知原溶液存在离子为NH4^＋，其浓度为0.03mol/L

B．原溶液肯定没有Fe^3^＋、Mg^2^＋，一定含有Na^＋

C．n(NH4^＋)：n(Al^3^＋)：n(SO4^2^－)＝3：1：10

D．原溶液一定存在Cl^－

（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