高中化学物质检验实验方案的设计填空题

现有五种可溶性物质A、B、C、D、E，它们所含的阴、阳离子互不相同，分别含有五种阳离子Na⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Fe³⁺和五种阴离子Cl^-、OH^-、NO₃^-、CO₃^2-、X中的一种。
(已知Al(OH)₃具有两性，既可与强酸反应，又可与强碱反应Al(OH)₃+NaOH=Na[Al(OH)₄]、CO₃²-与Al³⁺或Fe³⁺在水溶液中不能共存，会相互反应产生相应氢氧化物沉淀及CO₂气体等)
（1）某同学通过比较分析，认为无需检验就可判断其中必有的两种物质是_________和_________(填化学式，且相对分子质量最小的写在第一个空)；
（2）为了确定X，现将（1）中的两种物质记为A和B，含X的物质为记C，当C与B的溶液混合时，产生红褐色沉淀和无色无味气体；当C与A的溶液混合时产生棕黄色沉淀，向该沉淀中滴入稀HNO₃，沉淀部分溶解，最后留有白色沉淀不再溶解．则：X为_________；
A．SO₃^-    B．SO₄^2-    C．CH₃COO^-    D．SiO₃^2-
（3）向B的水溶液中逐滴加入盐酸且边加边振荡，发现基本没有气泡，原因是____________(用离子方程式表示)；
（4）将0.02mol的A与0.01mol的C同时溶解在足量的蒸馏水中，充分反应后，最终所得沉淀的质量为______(保留两位小数)。
（5）将Cu投入到装有D溶液的试管中，Cu不溶解；再滴加稀H₂SO₄，Cu逐渐溶解，管口附近有红棕色气体出现．则物质D一定含有上述离子中的_________(填相应的离子符号)．有关反应的离子方程式为_________；
（6）利用上述已经确定的物质，可以检验出D中的阳离子．请简述实验操作步骤、现象及结论_________；

某固体混合物中，可能含有下列离子中的几种：K⁺、NH₄⁺、Mg²⁺、Ba²⁺、Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-，将该混合物溶于水后得澄清溶液，现取三份各100mL该溶液分别进行如下实验：
（1）在一份溶液中加入AgNO₃溶液，有白色沉淀生成；
（2）在另一份溶液中加入足量的NaOH溶液并加热，收集到1．12L气体（标准状况下）；
（3）在第三份溶液中加入足量的BaCl₂溶液有沉淀生成，经称量其质量为6．27g，在该沉淀中加入足量的盐酸，沉淀部分溶解，剩余固体质量为2．33g。
根据上述实验回答下列问题：
①溶液中一定不存在的离子是____________；
②溶液中一定存在的阴离子有________，其物质的量浓度分别为__________；
③推断K⁺是否存在并说理由：_________。

某种盐可表示为[xFeSO₄·y(NH₄)₂SO₄·6H₂O]（其摩尔质量为392g·mol^-1），可用作标定重铬酸钾、高锰酸钾等溶液的标准物质，也可用于冶金、电镀。为测定其组成，进行下列实验：
①取一定质量的上述盐样品，准确配制100mL的溶液X；
②量取20.00mL的溶液X，加入盐酸酸化的BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤，烘干至恒重，得到白色固体Y 4.660g
③另取20.00mL的X溶液，滴加适量硫酸，用0.1000mol·L^-1的KMnO₄溶液滴定至终点，生成Mn²⁺，消耗KMnO₄溶液20.00mL。
（1）在20.00mL试样溶液中c（SO₄^2-）=             mol·L^-1，n（Fe²⁺）=          mol；
（2）该盐的化学式为               。

在钠离子浓度为0.5mol/L的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子。（已知硅酸为不溶于水的胶状沉淀，加热时易分解为两种氧化物）

阳离子	K^+	Ag^+	Ca^2+	Ba^2+
阴离子	NO3^-	CO3^2-	SiO3^2-	SO4^2-

现取该溶液100mL进行如下实验（气体体积均在标准状况下测定）。

序号	实验内容	实验结果
Ⅰ	向该溶液中加入足量稀HCl	产生白色沉淀并放出0.56L气体
Ⅱ	将Ⅰ的反应混合液过滤，对沉淀洗涤、灼烧至恒重，称量所得固体质量	固体质量为2.4g
Ⅲ	将Ⅰ的反应混合液过滤，对沉淀洗涤、灼烧至恒重，称量所得固体质量	无明显现象

 
请回答下列问题。
（1）实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是         。
（2）实验Ⅰ中生成气体的离子方程式为                 。
（3）通过实验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ必要计算，填写下表中阴离子的浓度（能计算出的，填写计算结果，一定不存在的离子填“0”，不能确定是否存在的离子填“？”）。

阴离子	NO3^-	CO3^2-	SiO3^2-	SO4^2-
c/mol/L

 

某工厂的工业废水中含有大量的FeSO₄，较多的CuSO₄和少量Na₂SO₄。为了减少污染并变废为宝，工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜。请根据下列流程图，完成回收硫酸亚铁和铜的实验方案。（可供选择的试剂为铁粉、稀H₂SO₄、NaOH溶液等试剂）
（1）操作a的名称为           ，所需要的玻璃仪器为                        ____。
（2）固体E的成分为             ____，加入的试剂④为              __，
发生的化学方程式为                                          。
（3）加入试剂①的目的是                                          ____________。
（4）从溶液D和溶液G中得到FeSO₄.7H₂O晶体的操作为              、冷却结晶 、         、洗涤、干燥。
（5）若废水中硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸钠组成的混合溶液，其中c(Cu^2＋)＝0.1 mol/L，c(Fe^2＋)＝0.4 mol/L，
c(SO₄^2－)＝ 0.6 mol/L，已知氢离子浓度忽略不计，则c(Na^＋)为________。

全球海水中的溴的藏量丰富，约占地球溴的总藏量的99%，故溴有“海洋元素”之称。海水中溴含量为65mg/L。其工业提取方法有：
（1）空气吹出纯碱吸收法．方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中，使溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到溴单质．该方法涉及到的反应有：
①________________写出离子方程式）；
②Br₂+3CO₃^2-=BrO₃^-+5Br^-+3CO₂↑；
③BrO₃^-+5Br^-+6H⁺=3Br₂+3H₂O。
其中反应②中的氧化剂是___________；还原剂是_________；
（2）空气吹出SO₂吸收法．该方法基本同（1），只是将溴吹出后是用SO₂来吸收的，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴．写出溴与二氧化硫反应的化学方程式：___________；
（3）溶剂萃取法．该法是利用单质溴在水中和溶剂中溶解度的不同的原理来进行的．实验室中萃取用到的实验仪器名称是_________；下列可以用于海水中溴的萃取试剂的是_______；
①乙醇   ②四氯化碳  ③硝酸        ④裂化汽油

粗盐中含有CaCl₂、MgCl₂、Na₂SO₄以及泥沙等杂质，请回答粗盐提纯的有关问题：
（1）NaCl既属于_______（填酸、碱或盐），也属于______（填强电解质或弱电解质），该分类方法称为_______，NaCl溶液中共含有________种微粒（包含分子和离子）
（2）为了除去可溶性杂质，可以按以下实验步骤进行提纯：①加过量BaCl₂溶液；②加过量NaOH溶液；③加过量Na₂CO₃溶液；④过滤；⑤加适量盐酸．
其中，在步骤②中主要涉及的离子反应方程式是____________________________；步骤①和③能否交换顺序_______（填能或不能）。
（3）将ag粗盐样品溶于水，经过以上一系列提纯操作之后，实验完毕得到bg精盐（不考虑实验过程中操作引起的损耗），下列说法正确的是___________。（N_A表示阿伏加德罗常数）

A．粗盐中Na^+数目为aNA/58.5	B．精盐中NaCl物质的量为b/58.5mol
C．粗盐中NaCl的质量分数为b/a×100%	D．粗盐中关于NaCl的量无法确定

（4）某已滤去泥沙的粗盐经检验不含Na₂SO₄。该粗盐溶于水配成100mL溶液，加入过量稀NaOH溶液后，过滤得到沉淀Mg(OH)₂5.8g，滤液中通入CO₂，得到如下图（横坐标表示通 入CO₂标准状况下的体积，纵坐标表示沉淀的物质的量），回答下列问题：
①b段表示的离子方程式为__________
②100mL溶液中Ca²⁺的物质的量与所加NaOH的物质的量之比为__________
③P点表示的CO₂的体积为__________（标准状况下）。

常温下，pH＝1的某溶液A中含有NH₄⁺、K⁺、Na⁺、Fe²⁺、Al³⁺、Fe³⁺、CO₃^2－、NO₃^-、Cl^-、I^-、SO₄^2-中的几种，现取该溶液进行有关实验，实验结果如下图所示：

回答下列问题：
（1）溶液A中一定不存在的阴离子有___________________
（2）生成沉淀甲和沉淀乙的离子方程式分别为___________________
（3）气体乙的结构式为_________________
（4）生成气体丙的离子方程式为__________________
若实验消耗Cu144g，则最多生成气体丁的体积（标准状况下）为__________。

氯化钠是日常生活的必需品，也是重要的化工原料。粗盐除含NaCl外，还含有少量MgCl₂、CaCl₂、Na₂SO₄以及泥沙等杂质。以下是粗盐提纯的操作流程。

限选试剂：Na₂CO₃溶液、K₂CO₃溶液、NaOH溶液、BaCl₂溶液、Ba(NO₃)₂溶液、饱和NaCl溶液。
（1）欲除去溶液I中的MgCl₂、CaCl₂、Na₂SO₄，从提供的试剂中选出a所代表的试剂，按滴加顺序依次为：过量的NaOH溶液、_________、________；生成的沉淀含有的成分为泥沙、________。
（2）在滤液中加盐酸发生反应的离子方程式是____________________________________；
（3）对溶液II处理得到晶体时，所必须使用到的玻璃仪器有_________种。
（4）得到的NaCl纯品经测定发现其含有的NaCl与粗盐中NaCl的质量一致，某同学认为此次实验非常成功没有误差，你是否同意他的观点？_______（填“是”或“否”），并给出你的理由_______。

某无色溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、NH₄⁺、Cl^﹣、CO₃^2﹣和SO₄^2﹣。现每次取100 mL进行实验：
①第一份加入AgNO₃溶液有沉淀产生；
②第二份加入足量NaOH溶液，整个过程没有沉淀产生，加热，收集到气体1.12L（标准状况）
③第三份加入足量BaCl₂溶液后得干燥沉淀4.30 g，沉淀经足量盐酸洗涤，干燥后剩余2.33g。
根据以上实验，肯定存在的离子有               ，肯定不存在的离子有              ，还有一种离子不能确定是否存在，要检验这种离子的实验操作方法是                。

（1）自然界Cr主要以+3价和+6价存在。+6价的Cr能引起细胞的突变，可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的铬。完成并配平下列离子方程式：
__Cr₂O₇^2－+__SO₃^2－+__=__Cr³⁺+__SO₄^2－+ __H₂O
（2）为测定NiSO₄·xH₂O晶体中x的值，称取26．3 g晶体加热至完全失去结晶水，剩余固体15．5 g，列式计算x的值等于                 。
（3）某无色废水中可能含有H⁺、NH₄⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Na⁺、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-中的几种，为分析其成分，分别取废水样品100mL，进行了三组实验，其操作和有关图象如图所示：

请回答下列问题：
①实验中需配制1.0mol/L的NaOH溶液100mL，所需仪器除了玻璃棒、托盘天平、量筒、药匙、烧杯、胶头滴管，还缺少的仪器为
②实验③中沉淀量由A→B过程中所发生反应的离子方程式为
③根据上述3组实验可以分析废水中一定不存在的离子有：             ．
④分析图象，在原溶液中c（NH₄⁺）与c（Al³⁺）的比值为                 试确定NO₃^-是否存在？        （填“存在”、“不存在”或“不确定”），若存在，试计算c（NO₃^-）=           （若不存在，此问不必作答）．

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”）。

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）。
_____________________________。

某废液中含有大量的K⁺ 、Cl^- 、Br^-，还有少量的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-。某研究性学习小组利用这种废液来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴（Br₂），设计了如下流程图：

可供试剂 a、试剂 b（试剂 b代表一组试剂）选择的试剂：饱和 Na₂CO₃溶液、饱和K₂CO₃溶液、KOH溶液、BaCl₂溶液、Ba(NO₃)₂溶液、H₂O溶液(H^＋)、KMnO₄溶液(H^＋)、稀盐酸。
请根据流程图，回答相关问题：
（1）操作⑤中用到的瓷质仪器名称是_____。
（2）操作①②③④⑤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

（3）试剂a应该选用__________，反应的离子方程式为_______________。
（4）除去无色液体Ⅰ中的Ca ²⁺、Mg²⁺ 、SO4^2-，选出试剂b所代表的试剂，按滴加顺序依次是_____（填化学式）。
（5）调节pH的作用是__________，涉及的化学方程式有_______________、_______________。

以食盐为原料进行生产并综合利用的某些过程如下图所示。

（1）除去粗盐中的Ca²⁺、Mg²⁺和SO₄^2-离子，加入下列沉淀剂的顺序是（填字母）            。
a．Na₂CO₃         b．NaOH        c．BaCl₂
（2）将滤液的pH调至酸性除去的离子是             。
（3）电解饱和食盐水可得到H₂和另外两种产物，这两种物质相互反应的离子方程式为              ，欲从饱和食盐水中获得食盐晶体，可采用的实验方法是              。
（4）气体X可增大饱和食盐水吸收CO₂的量，有利于NaHCO₃晶体的生成和析出，X的化学式是          。
（5）下列有关NaHCO₃和纯碱的说法正确的是          (填字母)

A．NaHCO3属于盐类，纯碱属于碱

B．分别往同浓度的NaHCO3溶液和纯碱溶液中滴加稀盐酸，产生气泡的速率相同

C．常温下在水中的溶解度，NaHCO3大于纯碱

D．除去NaHCO3溶液中的纯碱，应往溶液中通入足量的CO2