高中化学物质检验实验方案的设计填空题

(本题共12分)聚合氯化铝（PAC）的化学式为[Al₂(OH)nCl₆-n·xH₂O]m，它是一种新兴的高效净水剂。
某兴趣小组尝试以工业废弃物铝灰为原料，利用酸溶法制备聚合氯化铝，主要流程如下：

完成下列填空：
40．用37.5%的浓盐酸配置100 mL 6 mol/L盐酸，所需的玻璃仪器有量筒、烧杯、_______。
41．步骤III调节pH至4.0~4.5，其目的是___________________________。为使得到的PAC晶体较纯净，所用的X物质可以是_______（填编号）。
a．氨水      b．铝      c．氢氧化铝       d．偏铝酸钠
42．步骤IV需要保持温度在85℃，可采用的加热方法是_____________。
43．为测定PAC样品中n的值，可以采用如下方法：
①称取一定质量样品，充分研碎后在_________（填仪器名称）中加热、灼烧至质量不再变化，得到1.020g固体，其成分是_________（填化学式）。
②另称取相同质量的样品，用_________（填化学式）溶解后，加入足量AgNO₃溶液，得到3.157 g白色沉淀。
由上可知，该PAC样品中n的值为___________。
44．也可用烧碱溶解铝灰，再用稀盐酸调节pH至4.0~4.5，该法称为“碱溶法”。与“酸溶法”相比，“碱溶法”的缺点是______________________________（任写一点）。

某化学小组以苯甲酸为原料，制取苯甲酸甲酯，已知有关物质的沸点如表：

物质	甲醇	苯甲酸	苯甲酸甲酯
沸点/℃	64.7	249	199.6

Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品
在圆底烧瓶中加入12.2 g苯甲酸和20 mL甲醇(密度约为0.79 g·cm^-3)，再小心加入3mL浓硫酸，混匀后，投入几块碎瓷片，小心加热使反应完全，得苯甲酸甲酯粗产品。
⑴浓硫酸的作用是________________________________________        _________；
若反应产物水分子中有同位素¹⁸O，写出能表示反应前后¹⁸O位置的化学方程式
___________________________________________________。
⑵甲和乙两位同学分别设计了如图所示的两套实验室合成苯甲酸甲 酯的装置  (夹持仪器和加热仪器均已略去)。

根据有机物的沸点，最好采用______(填“甲”或“乙”)装置。
理由是______________________________________________。
⑶若要提高苯甲酸甲酯的产率，可采取的措施_      
______                                 _。（任写一条）
Ⅱ.粗产品的精制
⑷苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等，现拟用下列流程图进行精制，请在流程图中方括号内填入操作方法的名称。

⑸通过计算，苯甲酸甲酯的产率为__________________________________。

分工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe₂O₄，还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物)制取金属锌的流程如图所示。回答下列问题：

（1）酸浸时ZnFe₂O₄会生成两种盐，该反应的化学方程式为___________。
（2）净化Ⅰ操作分为两步：第一步是将溶液中少量的Fe^2＋氧化；第二步是控制溶液pH，使Fe^3＋转化为Fe(OH)₃沉淀。
①写出酸性条件下H₂O₂与Fe^2＋反应的离子方程式：___________。
②25 ℃时，pH＝3的溶液中，c(Fe^3＋)＝___________mol·L^－1（已知25 ℃，K_sp[Fe( OH)₃]＝4.0×10^－38）。
③净化Ⅰ生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质，溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是_______________。
（3）若没有净化Ⅱ操作，则对锌的制备带来的影响是_________________。
（4）本流程中可以循环利用的物质除锌外还有________________。

(10分)(I) 海带中含有碘元素，某校研究性学习小组设计了如下实验步骤来提取碘：
①在滤液中，滴加几滴硫酸和适量的双氧水 ②将海带烧成灰，向灰中加水，加热搅拌 
③加CC1₄振荡、静置 ④过滤  ⑤分液。  
（1）合理的操作顺序为                      。
（2）步骤③中要用到的玻璃仪器为                  ，该步分离I₂的操作叫         。
(II)向某含有Fe²⁺、I^—、Br^—的溶液中缓缓通入适量氯气，溶液中各种离子的物质的量变化如图所示。
（3）AB段表示       离子的减少。
（4）n(Cl₂)=2mol时，溶液中反应的离子方程式为                   。

(14分)普通钢中加入少量的钒(V))能极大地改善钢的弹性和强度，使钢材既耐高温又抗奇寒，因此它有“合金维生素”之称。'T业上回收废钒催化剂(含有V₂O₅、VOSO₄、K₂SO₄、SiO₂) 中钒的主要流程如下：

回答下列问题：
（1）滤渣l的主要成分是              。
（2）步骤②中发生反应的离子方程式为                                                 。
（3）步骤③的变化过程可简化为(HA表示有机萃取剂)：VOSO4 (水层)十2HAc（有机层)VOA₂(有机层) 十H₂SO₄ (水层)，则步骤④中可选择硫酸作萃取剂的原因是                    。萃取和反萃取在实验室里用到的玻璃仪器有       和               。
（4）该工艺流程中，可以循环利用的物质除了氨气以外，还有                     。
（5）调节溶液pH，可将(VO₂)SO₄转变成NH₄VO₃沉淀。25℃时，当pH 为1. 7～1. 8 时，钒沉淀率为98. 8%，假设其它各步反应都完全进行，已知KC1O₃的还原产物是KCl，若每消耗1 mol KC1O₃，理论上可回收金属钒       g(计算结果保留一位小数)。

（2014届山东省青岛市高三3月第一次模拟考试（第二套）理综化学试卷）
用菱锰矿（MnCO₃）常含有Fe₂O₃、FeO、HgCO₃·2HgO等杂质，工业常用菱锰矿制取锰，工艺流程如下：

请回答下列问题：
（1）向粗液1中加入的水最后需要           方法才能达到技术要求。
（2）流程中用的空气是用膜分离法制备的富氧空气，该方法的原理是            。
（3）净化剂主要成分为(NH₄)₂S，粗液2中发生主要反应的离子方程式为         。
（4）写出阳极的电极反应式           。说明电解液循环的原因               。
（5）写出铝热法炼锰的化学方程式                              。

【化学——选修2：化学与技术】丙酮和苯酚都是重要的化工原料，工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮，其反应和工艺流程示意图如下：

相关化合物的物理常数

物质	相对分子质量	密度（g/cm^﹣3）	沸点/℃
苯酚	94	1.0722	182
丙酮	58	0.7898	56.5
异丙苯	120	0.8640	153

回答下列问题：
（1）反应①和②分别在装置      和      中进行（填装置符号）．
（2）反应②为      （填“放热”或“吸热”）反应．反应温度控制在50﹣60℃，温度过高的安全隐患是      ．
（3）在反应器A中通入的X是      ．
（4）在分解釜C中加入的Y为少量浓硫酸，其作用是     ，优点是用量少，缺点是      ．
（5）中和釜D中加入的Z最适宜的是      （填编号．已知苯酚是一种弱酸）
a．NaOH         b．CaCO₃        c．NaHCO₃       d．CaO
（6）蒸馏塔F中的馏出物T和P分别为      和      ，判断的依据是      ．
（7）用该方法合成苯酚和丙酮的优点是      ．

（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）

榴石矿石可以看作由CaO、FeO、Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂组成。工业上对其进行综合利用的流程如下：

（1）溶液Ⅰ中除了Ca²⁺外，还可能含有的金属阳离子有__________________；
（2）步骤③中NaOH参加反应的离子方程式____________________________，鼓入空气并充分搅拌的目的是(用化学方程式表示)____________________；
（3）在工业生产中，步骤④通入过量CO₂而不加入盐酸的原因是_____________________。

《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_______________、____________________。

某强酸性溶液X中含有Ba²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe^2＋、Fe³⁺、CO₃^2—、SO₃^2—、SO₄^2—、Cl^—、NO₃^—中的一种或几种，取该溶液进行连续实验，实验过程如下：

（1）上述离子中，溶液X中除H^＋外还一定含有的离子是                       ，不能确定的阴离子是             ，若要用实验证明该离子存在，其化学方法是                           ；
（2）写出下列反应的离子方程式：
①中生成气体A：                                                  ，
②生成沉淀I：                                                  。
（3）假设测定A、F、I均为0.01mol，10mL X溶液中n（H^＋）＝0.06mol，且不能确定含有的离子只有一种。当X溶液中不能确定离子是_________，沉淀C物质的量___________。

某溶液仅含下表中的某些离子，且各种离子的物质的量浓度相等，均为0.1 mol/L(此数值忽略水的电离及离子的水解)。

阳离子	K^＋Ag^＋Mg^2^＋Cu^2^＋Al^3^＋NH4^+
阴离子	Cl^－CO3^2- NO3^- SO4^2^－I^－

甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：
Ⅰ.取该无色溶液5 mL，滴加一滴氨水有沉淀生成，且离子种类增加。
Ⅱ.用铂丝蘸取溶液，在火焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察，无紫色火焰。
Ⅲ.另取溶液加入过量盐酸，有无色气体生成，该无色气体遇空气变成红棕色。
Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl₂溶液，有白色沉淀生成。
请推断：
（1）由Ⅰ、Ⅱ判断，溶液中一定不含有的阳离子是________________。
（2）Ⅲ中加入盐酸生成无色气体的离子方程式是________________。
（3）甲同学最终确定原溶液中所含阳离子有_______，阴离子有______；并据此推测原溶液应该呈______性，原因是________________(用离子方程式说明)。
（4）另取100 mL原溶液，加入足量的NaOH溶液，此过程中涉及的离子方程式为__________。充分反应后过滤，洗涤，灼烧沉淀至恒重，得到的固体质量为________g。

过碳酸钠（2Na₂CO₃·3H₂O₂）俗称固体双氧水，是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂。某兴趣小组制备过碳酸钠的制备流程如下：
（注：BC-1、BC-2均为稳定剂，其中BC-1是由异丙醇和三乙醇胺按一定比例混合而成）
（1）结晶过程中加入氯化钠、搅拌，作用是      。
（2）加入BC-2稳定剂与工业纯碱中含有的Fe³⁺ 杂质生成稳定的配合物的目的是   。
（3）洗涤抽滤产品，应选用合适的洗涤试剂是      （填写序号）。

A．饱和氯化钠溶液

B．水

C．异丙醇

D．碳酸钠饱和溶液

（4）工业上常以活性氧的质量分数[ω(活性氧)＝16 n(H₂O₂) / m(样品) ×100﹪]来衡量过碳酸钠产品的优劣，ω≥13﹪为优等品。现将0.2000g某厂家生产的过碳酸钠样品（所含杂质不参与后面的反应）溶于水配成溶液，加入适量稀硫酸酸化，再加入足量KI，摇匀后静置于暗处，充分反应后加入少量淀粉试剂，用0.1000mol/LNa₂S₂O₃溶液滴定到终点，消耗Na₂S₂O₃溶液33.00mL。（已知：2Na₂S₂O₃＋I₂=Na₂S₄O₆＋2NaI），通过计算判断样品是否为优等品(写出计算过程)。

某无色溶液中含有K⁺、Cl^-、OH^-、SO₃^2-、SO₄^2-，为检验溶液中所含的各种阴离子，限用的试剂有：盐酸、硝酸、硝酸银溶液、硝酸钡溶液、溴水和酚酞试液。检验其中OH^-的实验方法从略，检验其他阴离子的过程如下图所示。

请回答下列问题：
（1）白色沉淀A与试剂②反应的离子方程式是__________________________________。
（2）无色溶液C中加入试剂③的主要目的是____________________________________。
（3）试验中若只加试剂③而不加试剂②，对实验的影响是_______________________。
（4）气体E通入试剂④发生反应的离子方程式是__________________________________。