高中化学物质检验实验方案的设计填空题

有一已磨成粉末的混合物试样，是由下列六种物质中的若干种等量组成﹕
(A) NaCl 　(B) KCl 　(C) CaCl₂　(D) CuSO₄( 无水)　 (E) Na₂SO₄　 (F) Na₂CO₃
为了要确定该粉末试样的成分，某研究性学习小组先查了资料后，研拟了一个检验粉末试样的流程图，并在老师的指导下在化学实验室中进行实验。以下是该小组实验报告的一部份：
实验一：用烧杯取粉末试样约2g，加蒸馏水约100mL，搅拌后形成无色的透明溶液X。
实验二：在溶液X中加了盐酸，观察到在溶液中陆续产生气泡，至溶液不再冒气泡，溶液仍为无色透明（贴上卷标Y）。
实验三：在无色透明的溶液Y中，滴加BaCl₂溶液，即见白色沉淀。
实验四：继续滴加BaCl₂溶液，至白色沉淀不再产生后，过滤分离出白色沉淀，得到透明的无色滤液Z。
实验五：在滤液Z中，滴入AgNO₃溶液，则见白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解。
（1）根据上述实验报告，原粉末中一定没有哪两种物质         ﹖（从(A) -(F)中选两项，填字母）
（2）原粉末中，一定含有哪两种物质       ﹖（从(A) -(F)中选两项）
（3）若只需回答上述（1）（2）的问题，你认为该小组同学不需要做哪两个实
验          
(A) 实验一　 (B) 实验二　 (C) 实验三　 (D) 实验四　 (E) 实验五

电子级钴的氧化物用于半导体工业和电子陶瓷等领域，是一种纯度很高的氧化物。其工业制取流程如下：

（1）实验室过滤所需的仪器有铁架台、铁圈、烧杯、          和漏斗。
（2）滤渣A的成分除过量的Co₃（PO₄）₃和Fe(OH)₃外还有          （填化学式），加入CO₃(PO₄)₂的目的是                。
（3）Co与稀硝酸反应生成 Co²⁺的离子方程式为：               。
（4）滤渣B经过反复洗涤、干燥后，进行灼烧，其热重分析图如下：写出下列化学反应方程式：

①AB段：                      ；
②BC段                    。

茶是我国人民喜爱的饮品。某校化学兴趣小组的同学设计以下实验来定性检验茶叶中含有钙、铁、铝三种金属元素。
[查阅部分资料]：草酸铵[(NH₄)₂C₂O₄]属于弱电解质；草酸钙（CaC₂O₄）难溶于水；Ca²⁺、A1³⁺、Fe³⁺完全沉淀的pH：Ca(OH)₂：pH≥13；A1(OH)₃：pH≥5.5；Fe(OH)₃：pH≥4.1。
试根据上述过程及信息填空：
（1）步骤②加盐酸的作用是  _________________________________________ ；
（2）写出检验Ca²⁺的离子方程式 ___________________________；
（3）写出沉淀C所含主要物质的化学式  _____________________________；
（4）写出步骤⑧用A试剂生成红色溶液的离子方程式_____________________________；
（5）步骤⑨的作用是                                      ；
（6）猜测步骤⑩的目的是 _________________________________ ；
（7）已知：2Fe (s)+ 3/2O₂ (g)= Fe₂O₃(s)，△H = — Q₁ kJ·mol^－1
2Al(s) + 3/2O₂ (g)= Al ₂O₃(s)，△H = — Q₂  kJ·mol^－1
则Q₁ ___________Q₂（填“＞”，“＜”或“=”）    

已知H₂O₂、KMnO₄、NaClO、K₂Cr₂O₇均具有强氧化性。从溶液中将Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺沉淀为氢氧化物所需pH分别为6.4，6.4，3.7。现有某氯化铜晶体中含有FeCl₂杂质，为制取纯净的CuCl₂·2H₂O，首先将其制成水溶液，然后按如图所示步骤进行提纯。

回答下列问题：
（1）最适合本实验的氧化剂是_____________。（填序号）
a．K₂Cr₂O₇     b．H₂O₂    c．NaClO     d．KMnO₄
加入氧化剂对应的离子方程式为：_____________________________。
（2）物质Y是______________（填名称）。
（3）本实验加碱沉淀法能不能达到目的？______________原因是_________________________。
（4）最后能否直接蒸发结晶?若不能，应如何操作? _________________。
（5）加氧化剂的目的是__________________________。
（6）除去Fe³⁺的有关离子方程式_______________________________。

某强酸性溶液X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，实验内容如下：

根据以上信息，回答下列问题：
(1)上述离子中，溶液X中除H^＋外还肯定含有的离子是                                ，不能确定是否含有的离子(Q)是              ，若要确定该Q(若不止一种，可任选一种)不存在，最可靠的化学方法是                                  。
(2)沉淀G的化学式为            。
(3)写出有关离子方程式：①中生成A                            。
②                                                       。
(4)假设测定A、F、I均为0.01mol，10mL X溶液中n(H^＋)＝0.04mol，当沉淀C物质的量(填“＜”、“＝”或“＞”某个值)                 ，表明Q离子一定是        。(若不止一种可能，填对一种情况即可)

过氧化钙晶体[CaO₂·8H₂O]较稳定，呈白色，微溶于水，能溶于酸性溶液。广泛应用于环境杀菌、消毒等领域。
★过氧化钙晶体的制备
工业上生产CaO₂·8H₂O的主要流程如下：

（1）用上述方法制取CaO₂·8H₂O的化学方程式是                            。
（2）沉淀时常用冰水控制温度在10℃以下和通入过量的NH₃，其可能原因分别是
①                         ；②                       。
★过氧化钙晶体含量的测定
准确称取0.3000g产品于锥形瓶中，加入30 mL蒸馏水和10 mL 2.000 mol·L^－1 H₂SO₄，用0.0200mol·L^—1 KMnO₄标准溶液滴定至终点。重复上述操作两次。H₂O₂和KMnO₄反应的离子方程式为2MnO₄^－＋5 H₂O₂＋6H⁺＝2Mn²⁺＋5O₂↑＋8H₂O
（3）滴定终点观察到的现象为                               。
（4）根据表1数据计算产品中CaO₂·8H₂O的质量分数（写出计算过程）：

滴定次数	样品的质量/g	KMnO4溶液的体积/mL
滴定前刻度/mL	滴定后刻度/mL
1	0.3000	1.02	24.04
2	0.3000	2.00	25.03
3	0.3000	0.20	23.24

 
表1. KMnO₄标准溶液滴定数据

（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__________________________________。

已知在含HNO₃的溶液中放入Al不生成H₂；某无色溶液里，只含有下列11种离子中的几种：Mg^2＋、Fe³⁺、H^＋、Ag^＋、Ba^2＋、SO₄^2－、HCO₃^－、OH^－、MnO₄^－、NO₃^－、CO₃^2－。已知该溶液能跟金属铝反应，且放出的气体只有氢气。试回答：
（1）若溶液跟铝反应只有AlO₂^－生成，则原溶液一定含有的大量的物质是________(填化学式)，发生反应的离子方程式是_____________________________________________________，还可能含有的较多的物质是__________________(填化学式)。
（2）若溶液跟铝反应后有Al^3＋生成，则原溶液中可能（包括一定能）大量存在的离子是_____________。