高中化学物质检验实验方案的设计填空题

无水AlCl₃可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业上由铝土矿（主要成分是A1₂O₃和Fe₂O₃）和石油焦（主要成分是C）按下图所示流程进行一系列反应来制备无水AlCl₃。

（1）氯化铝在加热条件下易升华，气态氯化铝的化学式为Al₂Cl₆，每种元素的原子最外层均达到8电子稳定结构，则AlCl₃是：   晶体，其结构式为：   。
（2）氯化炉中Al₂O₃、Cl₂和C反应的化学方程式是        。
（3）冷却器排出的尾气中含有大量CO和少量Cl₂，需用Na₂SO₃溶液除去Cl₂，此反应的离子方程式为：            。
（4）升华器中主要含有AlCl₃和FeCl₃，需加入少量Al，其作用是：   。
（5）AlCl₃产品中Fe元素含量直接影响其品质，为测定产品中Fe元素的含量，现称取16.25g无水AlCl₃产品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重残留固体质量为0.32g。则产品中Fe元素的含量为：   。

(8分)某工业废水中，除H⁺、OH^-外仅含下表离子中的几种。

甲同学欲探究废水的组成，进行了如下实验：
I．取少量废水样品，加入KSCN溶液无明显变化。
II．另取少量废水样品，逐滴加入NaOH溶液，产生沉淀，继续滴加过量的NaOH溶液，沉淀部分溶解。
请回答下列问题：
（1）废水中一定含有的金属阳离子是___________(填离子符号)。
（2）Ⅱ中沉淀部分溶解过程中发生反应的离子方程式是____________________________。
（3）甲同学通过分析最终确定废水中一定不能大量存在上表所列四种阴离子中的________(填离子符号)，其判断理由是_________________________________________。

高纯超微细草酸亚铁可用于合成新型锂电池电极材料，工业上可利用提取钛白粉的副产品绿矾（FeSO₄·7H₂O）通过下列反应制备：
FeSO₄＋2NH₃·H₂O＝Fe(OH)₂↓＋(NH₄)₂SO₄
Fe(OH)₂＋H₂C₂O₄＝FeC₂O₄＋2H₂O
（1）绿矾中含有一定量的TiOSO₄杂质。将绿矾溶于稀硫酸，加入铁粉、搅拌、充分反应并保持一段时间，过滤，可得纯净的FeSO₄溶液。在上述过程中，TiOSO₄能与水反应转化为H₂TiO₃沉淀，写出该反应的化学方程式：   ；加入铁粉的作用有   、   。
（2）由纯净的FeSO₄溶液制取FeC₂O₄时，需在真空环境下进行，原因是   。
FeC₂O₄生成后，为提高产品纯度，还需调节溶液pH＝2，若pH过低，则导致
FeC₂O₄的产率   （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
（3）将含有FeC₂O₄的混合液过滤，将产品先用水洗涤，再用无水乙醇清洗。无水乙醇的作用是   、   。
（4）某研究小组欲从某化工残渣（主要成分为Fe₂O₃、SiO₂、Al₂O₃）出发，先制备较纯净的FeSO₄溶液，再合成FeC₂O₄。请补充完整由该化工残渣制备较纯净的FeSO₄溶液的实验步骤（可选用的试剂：铁粉、稀硫酸和NaOH溶液）：向一定量该化工残渣中加入足量的稀硫酸充分反应，过滤，   ，过滤，得到较纯净的FeSO₄溶液。

（6分)在Na^＋浓度为0.5 mol·L^－1的某澄清溶液中，还可能含有下表中的若干种离子。

阳离子	K^＋Ag^＋Mg^2^＋Ba^2^＋
阴离子	NO CO SiO SO

现取该溶液100 mL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盐酸	产生白色沉淀并放出标准状况下0.56 L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2.4 g
Ⅲ	向Ⅱ的滤液中滴加BaCl2溶液	无明显现象

 请回答下列问题。(相对原子量:Si 28;S 32)
（1）实验Ⅰ能确定一定不存在的离子是____                ____。
（2）实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为___________________________。
（3）通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，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“？”要求写出计算过程)。

阴离子	NO	CO	SiO	SO
c/(mol·L^－1)

（4）判断K^＋是否存在，若存在，求出其最小浓度，若不存在说明理由：____________________，

工业上用某矿渣（含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取铜的操作流程如下：

已知：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O
（1）固体混合物B与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为            。
（2）滤液A中铁元素的存在形式只能为Fe²⁺，理由是               
               。涉及的离子方程式为                   、
                （不必书写Cu₂O与盐酸的反应）。检验滤液A中Fe²⁺的试剂为            （填试剂名称）。
（3）将滤液C中的铝元素以沉淀形式析出，可选用的最佳试剂为  __ （填序号）。

A．氢氧化钠溶液

B．硫酸溶液

C．氨水

D．二氧化碳

金属E与固体F某一成分发生的反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程为            。

工业上常回收冶炼锌废渣中的锌（含有ZnO、FeO、Fe₂O₃、CuO、Al₂O₃等杂质，并用来生产ZnSO₄ ·6H₂O晶体，其工艺流程如下，有关氢氧化物沉淀时的 pH 如下表。

氢氧化物	Al（OH）3	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Zn（OH）2	Cu（OH）2
开始沉淀的 pH	3.3	1.5	6.5	5.4	4.2
沉淀完全的 pH	5.2	3.7	9.7	8.0	6.7

（1）上述工艺流程中多处涉及“过滤”，实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有____________。
（2）在“除杂Ⅰ”步骤中，需再加入适量H₂O₂溶液的目的是______________。为使 Fe（OH）₃、Al（OH）₃沉淀完全，而Zn（OH）₂不沉淀，应控制溶液的pH范围为__________________。为控制上述pH范围可选择加入的试剂或药品是                  。
A．ZnO         B．氨水         C．固体NaOH           D．ZnCO₃
（3）常温下，已知 Ksp[Zn（OH）₂]=5×10^-17，某 ZnSO₄溶液里c（Zn²⁺）=0.5mol/L，如果要生成Zn（OH）₂沉淀，则应调整溶液 pH 大于_______________。
（4）当向含相同浓度Cu^2＋、Fe^3＋、Fe^2＋的溶液中滴加某浓度的NaOH溶液时，________（填离子符号）先沉淀，Ksp[Fe（OH）₂]________Ksp[Cu（OH）₂]（填“＞”、“＝”或“＜”）

（1） 在NaNO₃中N的化合价是___价；在NH₄Cl中N的化合价是___价。
（2）请根据物质的“俗称”写出相应的化学式
大理石__________、纯碱__________、烧碱_________、铜绿__________、胆矾__________、
（3） 请根据物质名称写出相应的化学式
硝酸_________、碳酸氢钙________、高锰酸钾________、 硫酸钡________、硫酸铝_______、
（4） A、B、C、D四个试剂瓶中分别盛碳酸钠、硝酸银、烧碱、稀硫酸四种稀溶液中的一种，取四种溶液各少量，依次滴入物质X的溶液和稀硝酸，发生的现象如下表所示：

	A	B	C	D
X	白色沉淀	白色沉淀	白色沉淀	无现象
稀硝酸	沉淀不消失	沉淀消失 有气体产生	沉淀不消失	无现象

回答：
①物质X的化学式是_________。
②物质B是_______________，加入X后反应的化学方程式是__________________，加稀硝酸后，沉淀消失的反应化学方程式是___________________________。
③为进一步区别A和C，可根据置换反应的原理进行实验，写出其中一个反应的化学方程式___________________________。

（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__________________________________。