高中化学物质检验实验方案的设计试题

（共17分）．Ⅰ、一无色透明的溶液做如下实验：
ⅰ取少量溶液滴加盐酸酸化的BaCl₂溶液，只观察到有白色沉淀生成。
ⅱ另取部分溶液加入Na₂O₂，有无色无味气体放出且有白色沉淀生成，加入Na₂O₂的量与生成沉淀的量的关系如图所示：
试问：
（1）Cu²⁺、NH₄⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Na⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、K⁺、SO₄^2-等离子中一定存在的离子是____、____、______；可能存在的离子是_______、_____；一定不存在的是______、____、_____、____。
（2）上述溶液至少由__________、_________等物质混合成。(填化学式)
Ⅱ、甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为：CH₄(g)＋H₂O(g)＝CO(g)＋3H₂(g)。部分物质的燃烧热数据如下表：

物 质	燃烧热（kJ·mol^－1）
H2(g)	－285.8
CO(g)	－283.0
CH4(g)	－890.3

已知1mol H₂O(g)转变为1mol H₂O(l)时放出44.0 kJ热量。
⑴写出CO燃烧的热化学方程式                                        。
⑵ 2H₂(g) + O₂(g)="=" 2H₂O(g)  △H=      kJ/mol

MnO₂是一种重要的功能无机材料，粗MnO₂的提纯是工业生产的重要环节。某研究性学习小组设计了将粗MnO₂（只含有较多的MnO和MnCO₃）样品转化为纯MnO₂的实验，其流程如下：

（1）第①步加稀H₂SO₄时，将粗MnO₂样品中▲ ，▲ （写化学式）转化为可溶性物质。
（2）第②步反应的离子方程式是（补充完整并配平）：   Mn²⁺＋  ClO₃^—＋           ＝  MnO₂↓＋  Cl₂↑＋             ；
（3）第③步蒸发操作必需的仪器有铁架台（含铁圈）、   ▲  、   ▲   、玻璃棒。
（4）若粗MnO₂样品的质量为12.69g，第①步反应后，经过滤得到8.7g MnO₂，并收集到0.224LCO₂（标准状况下），则在第①步反应中至少需要▲    mol H₂SO₄。写出计算过程 （已知摩尔质量：MnO₂ -87g/mol；  MnO-71g/mol；   MnCO₃-115 g/mol）
（5）已知2H₂O₂（l）＝2H₂O（l）＋O₂（g）△H＝a kJ·mol^-1反应过程的能量变化如图所示。则
①该反应为  ▲   反应（填“吸热”或“放热”）。
②请用虚线在右图中画出使用MnO₂作催化剂的情况下反应过程中体系能量变化示意图。

某固体混合物可能由Al、(NH₄)₂SO₄、MgCl₂、AlCl₃、CuCl₂中的一种或几种组成，现对该混合物作如下实验，所得现象和有关数据如图所示（气体体积数据已换算成标准状况下的体积）：

回答下列问题：
⑴混合物中是否存在CuCl₂            （填“是”或“否”）；
⑵混合物中是否存在(NH₄)₂SO₄        （填“是”或“否”），你的判断依据是                                                                       。
⑶写出反应③中的离子方程式
                                                                          。
(4)请根据计算结果判断混合物中是否含有AlCl₃（说出你的计算依据，不要求写计算过程）。                                                                  
                                                                          
___________________________________________________________________________。

照相用的废定影液中含有Na^＋、[Ag(S₂O₃)₂]^3－、Br^－等离子.某研究性学习小组拟通过下列实验程序，对某照相公司的废定影液进行实验处理，回收其中的银和溴.
（已知：4H^＋+2 [Ag(S₂O₃)₂]^3－ = Ag₂S↓+3S↓+3SO₂↑+SO₄^2－+2H₂O）

（1）操作Ⅲ的名称是         ；操作Ⅱ需要的主要玻璃仪器有            .
（2）加入锌粉的目的是将少量溴化银中的银还原出来，该反应的离子反应方程式为                                                         .
（3）液体B中除含有Br^－，还有SO₄^2－，检验溶液中存在SO₄^2－的操作是     
                                                                     .
（4）步骤③实验操作时，也常采用加入适量硝酸钾加盖后再灼热的方法，推测加硝酸钾的目的可能是                                                             .
（5）上述回收银的流程中，从绿色化学的要求看，存在的不足是                                .

（1）纳米材料二氧化钛（TiO₂)可做优良的催化剂.
据报道：“生态马路”是在铺设时加入一定量的TiO₂,  TiO₂受太阳光照射后，产生的电子被空气或水中的氧获得，生成H₂O₂,其过程大致如下：

①b中破坏的是__________ (填“极性共价键”或“非极性共价键”）.
②H₂O₂能清除路面空气中的等，其主要是利用了H₂O₂的作用是_____________________________________________ (填“氧化性”或“还原性”）.
（2）某固体混合物中含有Na⁺、K⁺、Mg²⁺和Cl^-、Br^-五种微粒.
I．欲将钠、钾、镁三元素大致分离开来，并将氯、溴两元素大致分离开来，有以下方法和操作步骤可供选择（其中有的步骤可选两次）.
①溶于水制成稀溶液；②溶于水制成浓溶液；③通入足量CO₂；④加入足量氯水；
⑤通入足量氨气；       ⑥过滤；           ⑦用四氯化碳萃取.
选取最合理的方法和步骤：（按顺序先后填写编号）                           .
II．分离后剩余的水溶液中所含的主要物质是                                .
III．在上述分离过程中分离出一种化合物晶体.欲得到干燥的该化合物固体，有两种方法可供选择：①.加热蒸发掉水分；②.将过滤得到的固体物质自然风干.正确的方法应选择______________________________________________.

将一定量氯气通入刚吸收过少量SO₂的NaOH溶液，所得溶液仍显强碱性。
(1) 请完成SO₂与过量NaOH溶液反应的化学方程式                  
(2) 所得溶液中一定存在的阴离子为SO₄^2—和                       
(3) 设计实验方案，探究所得溶液中是否含有SO₃^2-或ClO^—。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂：3 mol·L^-1H₂SO₄、1 mol·L^-1NaOH、0.01 mol·L^-1KMnO₄、淀粉-KI溶液、紫色石蕊试液．

某溶液中可能含有下列6种离子中的某几种：Cl^－、SO₄^2－、CO₃^2－、NH₄⁺、Na⁺、K⁺。为确认溶液组成进行如下实验：（1）200 mL上述溶液，加入足量BaCl2溶液，反应后将沉淀过滤、洗涤、干燥，得沉淀4.30 g，向沉淀中加入过量的盐酸，有2.33 g沉淀不溶。（2）向（1）的滤液中加入足量的NaOH溶液，加热，产生能使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体1.12 L（已换算成标准状况，假定产生的气体全部逸出）。由此可以得出关于原溶液组成的正确结论是

A．一定存在SO4^2^－、CO3^2^－、NH4^+，可能存在Cl^－、Na^+、K^+

B．一定存在SO4^2^－、CO3^2^－、NH4^+、Cl^－，一定不存在Na^+、K^+

C．n(CO3^2^－)＝0.01 mol，c(NH4^+) = 5c(SO4^2^－)

D．如果上述6种离子都存在，则c(Cl^－)＞c(SO4^2^－)

有一包白色固体粉末，其中可能含有NaCl、BaCl₂、Cu(NO₃)₂、Na₂CO₃中的。一种或几种，现做以下实验：
①将部分粉末加入水中，振荡，有白色沉淀生成，过滤，溶液呈无色：
②向①的沉淀物中加入足量稀硝酸，固体完全溶解，并有气泡产生；
③取少量②的溶液，滴入稀硫酸，有白色沉淀产生；
④另取①中过滤后的溶液加入足量AgNO₃溶液，产生白色沉淀。
试根据上述实验事实，回答下列问题：
(1)写出原白色粉末中一定含有的物质的化学式                   
(2)写出原白色粉末中一定不含的物质的电离方程式
                                                         
(3)写出下列各步变化的离子方程式：
②                                                    
④                                                    

实验室有一瓶白色粉末，经元素分析证明它由钾、硫、氧三种元素组成，钾和硫的质量比为39：16，（已知BaSO₃是不溶于水的白色物质，可与酸反应，K₂S易溶于水），下列结论不正确的是：                                                      

A．根据元素分析的结果推测该粉末有可能是纯净物

B．将粉末溶于水，加入BaCl2溶液，观察有白色的沉淀生成，证明原来的粉末是K2SO4

C．将粉末溶于水，加入BaCl2溶液和盐酸，观察到有白色沉淀和气泡产生，则原粉末可能是K2SO4和K2SO3的混合物

D．该粉末不可能是K2S、K2SO4和K2SO3的混合物

粗食盐常含有少量K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等杂质离子，实验室提纯NaCl的流程如下：

提供的试剂：饱和Na₂CO₃溶液、 饱和K₂CO₃溶液 、NaOH溶液、 KOH溶液、  BaCl₂溶液 、Ba（NO₃）₂溶液
（1）欲除去溶液中的Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、SO₄^2-离子，选出a所代表的各种试剂，按滴加顺序依次为            （填化学式）；
（2）蒸发浓缩溶液Ⅱ得到的糊状物的化学成分最多的是（填化学式）；
（3）用提纯过的NaCl固体来配制480 mL 0．4 mol·L^-1NaCl溶液时，所用仪器除烧杯、药匙、玻璃棒、天平、胶头滴管外还有 （填仪器名称）；需NaCl g。
（4）电解饱和食盐水的装置如图所示：

若收集到的H₂为2 L，则同样条件下收集到的Cl₂体积  （填“>”、“=”或“<”）2 L，其原因是：         （文字描述）；若将此装置的b口密封住，则电解一段时间后，U型管中可以获得一种消毒液，写出获得此消毒液的一个总反应方程式：              。

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^-

有A、B、C、D、E五种常见化合物，都是由下表中的离子形成的：

阳离子	K^+            Na^+             Cu^2+        Al^3+
阴离子	SO4^2^－        HCO3^－          NO3^－        OH^－

为了鉴别上述化合物，分别完成以下实验，其结果是：
①将它们溶于水后，D为蓝色溶液，其他均为无色溶液；
②将E溶液滴入到C溶液中出现白色沉淀，继续滴加，沉淀溶解；
③进行焰色反应，只有B、C为紫色（透过蓝色钻玻璃）；
④在各溶液中加入硝酸钡溶液，再加过量稀硝酸，只有A中放出无色气体，只有C、D中产生白色沉淀；
⑤将B、D两溶液混合，未见沉淀或气体生成．
根据上述实验填空：
（1）写出B、D的化学式：B          ，D               。
（2）将含1 mol A的溶液与含1 molE的溶液反应后蒸干，仅得到一种化合物，该化合物为         。
（3）C常用作净水剂，用离子方程式表示其净水原理                              。
（4）在A溶液中加人少量澄清石灰水，其离子方程式为                        。
（5）向20mL 2mol/L C溶液中加入30mLE 溶液，充分反应后得到0.78g沉淀，则C溶液的物质的量浓度是                  mol/L

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                  。

某无色溶液，其中可能存在如下离子：Na^＋、Ag^＋、Ba^2＋、Al^3＋、AlO₂^―、S^2―、CO₃^2―、SO₃^2―、SO₄^2―，现取该溶液进行有关实验，结果与下图所示。

试回答下列问题：
（1）生成沉淀甲的离子方程式为                                   
（2）由溶液甲生成沉淀乙的离子方程式                                  
（3）沉淀丙可能是                                         ；
如何用一化学实验来确定其成分                                 
（4）综合上述信息，可以肯定存在的离子有                              
一定不存在的离子是                                            

在一含Na⁺的澄清溶液中，可能还存在NH₄⁺、Fe²⁺、I^—、Br^—、CO₃^2—、SO₃^2—六种离子中的几种。①在原溶液中滴加足量的饱和氯水后，有气泡生成，溶液呈橙黄色；②向呈橙黄色的溶液中加入BaCl₂溶液时无沉淀生成；③橙黄色溶液不能使淀粉溶液变蓝色。根据上述实验事实推断，下列说法不正确的是

A．溶液中一定存在Br^—、CO3^2^—

B．溶液中可能存在NH4^+

C．溶液中一定不存在Fe^2+、I^—、SO3^2—

D．溶液一定呈酸性