高中化学物质检验实验方案的设计填空题

高锰酸钾在实验室和工农业生产中有广泛的用途．实验室以二氧化锰为主要原料制备高锰酸钾。其部分流程如下：

（1）第①步加热熔融应在          中进行．而不用瓷坩埚的原因是        （用化学程式表示）。
（2）第④步通入CO₂，可以使Mn片发生反应．生成MnO₄^—和MnO₂。反应的离子方程式为           。则完成反应时，转化为KMnO₄的占全部K₂MnO₄的百分率约为        （精确到0．1%）。
（3）第⑤步趁热过滤的是            。
（4）第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时．停止加热．冷却结晶、        、洗涤、干燥。干燥过程中．温度不宜过高．其原因是        （用化学方程式表示）。
（5）H₂O₂和KMnO₄，都是常用的强氧化剂。若向H₂O₂溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液．则酸性高锰酸钾溶液会褪色．写出该反应的离子方程式：        ．该反应说明H₂O₂的氧化性比KMnO₄        （填“强”或“弱”）。

化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究：
查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生。
Ⅰ．摩擦剂中氢氧化铝的定性检验。取适量牙膏样品，加水充分搅拌、过滤。
（1）往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤，滤液中通入过量二氧化碳，请写出通入过量二氧化碳反应的离子方程式是___________，______________。
Ⅱ．牙膏样品中碳酸钙的定量测定。利用如图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验，充分反应后，测定C 中生成的BaCO₃沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。

依据实验过程回答下列问题：
（2）实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有_________________
（3）C中反应生成BaCO₃的化学方程式是_____________________________________
（4）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是________(填标号)。
a．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO₂气体
b．滴加盐酸不宜过快
c．在A～B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d．在B～C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
（5）实验中准确称取8.00 g样品三份，进行三次测定，测得BaCO₃平均质量为3.94 g。则样品中碳酸钙的质量分数为______。
（6）有人认为不必测定C中生成的BaCO₃质量，只要测定装置C在吸收CO₂前后的质量差，就可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是________。

H₂O₂在工业、农业、医药上都有广泛的用途。
（1）H₂O₂是二元弱酸，写出第一步的电离方程式                       ，第二步的电离平衡常数表达式K_a2＝              。
（2）许多物质都可以做H₂O₂分解的催化剂。一种观点认为：在反应过程中催化剂先被H₂O₂氧化（或还原），后又被H₂O₂还原（或氧化）。下列物质都可做H₂O₂分解的催化剂，在反应过程中先被氧化，后被还原的是            。
①I^－            ②Fe^3＋             ③Cu^2＋           ④Fe^2＋
（3）用碱性氢氧燃料电池合成H₂O₂，具有效率高，无污染等特点。电池总反应为：
H₂ + O₂ + OH^－ ＝ H₂O + HO₂^－。写出正极反应式：                  。
（4）H₂O₂是一种环境友好的强氧化剂。电镀废水（主要含Cu^2＋、Ni^2＋，还含少量Fe^3＋、Fe^2＋、Cr^3＋ 等）制备硫酸镍的一种流程如下：

①第（ⅰ）步，加入H₂O₂反应的离子方程式                  。
②第（ⅱ）步，滤渣中的主要成分在医疗上的用途是                。
③为测定NiSO₄·n H₂O的组成，进行如下实验：称取2.627g样品，配制成250.00 mL溶液。准确量取配制的溶液25.00 mL，用0.04000 mol·L^－1的EDTA（Na₂H₂Y）标准溶液滴定Ni²⁺（离子方程式为Ni^2＋+ H₂Y^2－＝NiY^2－+ 2H^＋），消耗EDTA标准溶液25.00 mL。则硫酸镍晶体的化学式为              。

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：                            。

食盐、碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的钠盐。请回答下列问题。
（1）碳酸氢钠的水溶液显__________性。（填“酸”、“碱”或“中”）。除去碳酸钠固体中混有的少量碳酸氢钠，反应的化学方程式为_________________。
（2）等质量的碳酸钠和碳酸氢钠分别与足量盐酸反应时生成的CO₂量，前者________后者（填“>”、“<”或“=”）。
（3）粗盐含有少量杂质（主要为CaCl₂、MgCl₂、Na₂SO₄等）。用粗盐制取“化学纯”级的NaCl，步骤为溶解、加过量a、加过量NaOH、加过量b、过滤、加适量盐酸，蒸发结晶得到“化学纯”级的NaCl固体。试剂a、b分别是________(填序号）
A.Na₂CO₃ BaCl₂   B.BaCl₂ Na₂CO₃     C.BaCl₂  Na₂SO₄
（4）工业上用电解饱和食盐水的方法生产氯气和烧碱。
①某化工厂发生氯气泄漏事件，工作人员喷射NaOH溶液形成液幕，包围并吸收泄漏的氯气，其反应原理_________________________________（用离子方程式表示）。
②工业上可用氨检验输送氯气的管道是否漏气。反应方程式如下：
该反应中，____________元素被还原；该反应中氧化剂和还原剂物质的量之比为__________。

中航工业成都飞机工业（集团）有限责任公司为中国航空事业做出了巨大贡献，先后研制了歼5、歼教5、歼7、歼教7、歼10、枭龙等歼击机和教练机。银铜合金广泛应用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜的化工产品工艺如下：

（注：Al(OH)₃和Cu(OH)₂开始分解的温度分别为450℃和80℃）
（1）电解精炼银时，阴极电极反应式为                                   ；
滤渣A与稀HNO₃反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，将红棕色气体溶于水的化学方程式为                                                   。
（2）固体混合物B的组成为               ；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为                                 。
（3）配平煅烧过程中一个反应的化学方程式：
   CuO ＋     Al₂O₃      CuAlO₂  ＋          ↑
（4）CuSO₄溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是          、         、过滤、洗涤和干燥。
（5）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为CuAlO₂，至少需要1.0mol/L的Al₂(SO₄)₃溶液        L。

(12分) 硫酸锌被广泛应用于工农业生产和医药领域．工业上由氧化锌矿(主要成分为ZnO，另含ZnSiO₃、FeCO₃、CuO等)生产ZnSO₄·7H₂O的一种流程如下：

（1）步骤Ⅰ包括酸浸和过滤两个操作。
①酸浸时，需不断通入高温水蒸气的目的是      。
②过滤时为防堵塞，过滤装置需常用NaOH溶液清洗，其清洗原理是     (用化学方程式表示)。
（2）步骤Ⅱ中，在pH约为5.1的滤液中加入高锰酸钾，生成Fe(OH)₃和MnO(OH)₂两种沉淀，该反应的离子方程式为      。
（3）步骤Ⅲ所得滤渣Z的主要成分是     。
（4）取28.70 g ZnSO₄·7H₂O加热至不同温度，剩余固体的质量变化如下图所示。

①步骤Ⅳ中的烘干操作需在减压条件下进行，其原因是   。
②在图中C点，680 ℃时所得固体的化学式为   (填字母序号)。
a．ZnO        b．ZnSO₄       c．ZnSO₄·H₂O        d．Zn₃O(SO₄)₂

（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__________________________________。