高中化学物质检验实验方案的设计试题

大多数非金属元素有含氧酸根离子，某些金属元素也有含氧酸根离子：
MnO₄^－、MnO₄^2－、Cr₂O₇^2－等。某无机盐M是一种优良的氧化剂，为确定其化学式，某小组设计并完成了如下实验：

已知：
①无机盐M仅由钾离子和一种含氧酸根组成，其原子个数比为2：1：4
②如图中，将1.98g该无机盐溶于水，滴加适量稀硫酸后，再加入1.12g还原铁粉，整个过程无气体生成，恰好完全反应得混合溶液N．
③该小组同学将溶液N分为二等份，分别按路线Ⅰ、路线Ⅱ进行实验．
④在路线Ⅱ中，首先向溶液N中滴加适量KOH至元素X刚好沉淀完全，过滤后将沉淀在空气中充分灼烧得纯净的Fe₂O₃粉末1.20g；再将滤液在一定条件下蒸干，只得到3.48g纯净的不含结晶水的正盐W．
请按要求回答下列问题：
（1）由路线Ⅰ的现象可知，溶液N中含有的阳离子是                ．
（2）由实验流程图可推得，含氧酸盐W的化学式是              ；由路线Ⅱ可知，1.98g无机盐M中所含钾元素的质量为           g．
（3）无机盐M与1.12g还原铁粉恰好完全反应生成溶液N的化学反应方程为         ．

某工厂的工业废水中含有大量的FeSO₄、较多的Cu²⁺和少量的Na⁺。为了减少污染并变废为宝，工厂计划从废水中回收硫酸亚铁和金属铜。请根据流程图回答下列问题，完成回收的简单实验方案。

（1）操作a的名称为__________。
（2）加入的甲、乙物质分别为________、_________。
A．浓H₂SO₄          B．稀H₂SO₄       C．Fe粉         D．稀HCl
（3）操作c过程中用到的仪器是_______________。
A．坩埚         B．蒸发皿           C．玻璃棒        D．酒精灯
（4）Fe²⁺具有较强的还原性，易变质，检验产品FeSO₄∙7H₂O变质的方法是_____________________。
（5）为方便处理废液，检测人员取废水样10mL，做相应如图流程处理。加入加入甲物质质量为4.2g，最终得到FeSO₄∙7H₂O27.8g（不考虑处理过程中的损失），则原试样中c(Fe²⁺)=__________。

某溶液中可能存在下列离子：NH₄⁺、Fe²⁺、Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-中的一种或几种，某同学为了检验它们的存在，进行了如下实验：
①取少量该溶液加入过量的Ba(NO₃)₂溶液，产生白色沉淀，过滤，得沉淀和滤液；
②向①的沉淀中加入足量的稀硝酸，发现沉淀不溶解；
③向①的滤液中加入硝酸银溶液，未见白色沉淀；
④再取少量原溶液加入2滴KSCN溶液，无明显现象，继续加入氯水，溶液立即变为血红色。
（1）则原溶液中一定存在的离子是______________；
（2）一定不存在的离子是______________；
（3）可能存在的离子是_________，为进一步确定该离子是否存在，该同学还应补做的实验是___________。

某工厂的废液经测定其主要含有乙醇，此外还有丙酮、乙酸和乙酸乙酯。以上各物质的沸点如下：

物质	丙酮	乙酸乙酯	乙醇	乙酸
沸点／℃	56.2	77.06	78	117.9

现拟通过下列步骤回收乙醇和乙酸：
①向废液中加入甲溶液；②将混合液放入蒸馏器中缓缓加热；③收集温度在70℃~85℃之间的馏出物；④排出蒸馏器中的残液，冷却后向其中加入乙溶液(过量)，然后再放入蒸馏器中进行蒸馏，收集馏出物.
可选用试剂:A. 烧碱溶液    B. 浓硫酸     C.饱和食盐水    D. 浓盐酸
请回答下列问题：
(l)乙醇的沸点比丙酮沸点高的主要原因是                  
（2）加入甲溶液是_________,(填A B C D序号)，涉及到的反应方程式:
（3）在70℃~85℃时馏出物的主要成分为________________________。
（4）在步骤④中加入过量的乙溶液是_________。(填A B C D序号),
（5）最后蒸馏的温度控制在____________。
（6）在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是：__________(填标号)

如果蒸馏前忘记加沸石，液体温度已接近沸点时，应该如何处理？___________________

在某澄清溶液中，可能存在下列几种离子：H⁺、K⁺、Ba²⁺、SO₄^2-、I^-、CO₃^2-。取该溶液进行下列实验：①用pH试纸检验，该溶液呈强酸性；②取200mL溶液加入少量氯水和少量CCl₄，振荡后静置，CCl₄层呈紫色；③另取部分溶液逐滴加入NaOH溶液，当溶液呈碱性时，再加入Na₂CO₃溶液，有白色沉淀生成。
（1）根据上述实验现象，推断原溶液中肯定存在的离子是_____________，肯定不存在的离子是_______，可能存在的离子是____________。
（2）若步骤②中消耗0.1molCl₂，则溶液中与Cl₂反应的离子的物质的量浓度为________________。
（3）写出实验③中生成白色沉淀的离子方程式：____________________。

草木灰中富含钾盐，主要成分是碳酸钾，还含有少量氯化钾和硫酸钾等。现从某草木灰样品中提取钾盐，并检验其中的CO₃^2－、SO₄^2－和Cl^－。
（1）从草木灰中提取钾盐的实验操作步骤如下，请补充完整：
①                       ②过滤 ③蒸发浓缩 ④冷却结晶 ⑤过滤。
（2）上述操作中需要用到玻璃棒的是                   （填序号）。
（3）将制得的少量晶体加水溶解后，分别置于三支试管中。
①向第一支试管中加入少量稀盐酸，可观察到               ，说明溶液中存在          离子。
②向第二支试管中加入                          ，可观察到               ，说明溶液中存在SO₄^2－。③向第三支试管中先加入足量Ba(NO₃)₂溶液，过滤后，再向滤液中加入足量             溶液，可观察到白色沉淀，说明溶液中存在Cl^－。其中，加入足量Ba(NO₃)₂溶液的目的是                   。

有一包白色固体粉末，可能含有K₂SO₄、Na₂CO₃、NH₄Cl、BaCl₂、CuSO₄中的一种或几种，按以下步骤进行实验：
①取少量固体粉末加到足量水中，得到无色溶液；
②取①中溶液少量继续往其中加入足量稀硫酸，有气泡产生；
③继续向②中的溶液加Ba(NO₃)₂溶液，有白色沉淀生成；
④取①中溶液少量，加入NaOH溶液并加热，产生刺激性气味的气体，并用湿润的红色石蕊试纸检验气体，试纸变蓝。
根据以上事实判断：
（1）肯定存在的是______________。
（2）肯定不存在的是____________。
（3）不能确定是否存在的是_____________。请简述证明该物质是否存在的实验方案（实验方法、现象、结论）__________________________。
（4）写出上述实验④中产生刺激性气味反应的离子方程式：_____________________。

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^－

实验是研究化学的基础，下图中所示的实验方法、装置或操作均正确的是

某溶液由Na⁺、Cu²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺、AlO₂^-、CO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-中的若干种离子组成，取适量该溶液进行如下实验：

下列说法正确的是（   ）

A．原溶液中一定存在AlO2^-、CO3^2-、SO4^2-、Cl^-四种离子

B．原溶液中是否存在Na^+无法判断

C．原溶液中一定不存在的离子是Cu^2+、Ba^2+、Fe^3+

D．生成沉淀B的离子方程式为：Al^3++3OH^-=Al(OH)3↓

（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

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                        。

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：                            。