高中化学物质检验实验方案的设计填空题

（共14分）氯化亚铜（CuCl）广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜（主要成分是Cu和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：

回答下列问题：
（1）步骤①中得到的氧化产物是_________，溶解温度应控制在60~ 70℃，原因是________      。
（2）写出步骤③中主要反应的离子方程式___________。若向亚硫酸氢铵溶液中加入过量氢氧化钠溶液，反应的离子方程式为              。
（3）步骤⑤包括用pH=2的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是_________（写名称）。
（4）上述工艺中，步骤⑥不能省略，理由是________      _。
（5）准确称取所制备的氯化亚铜样品mg，将其置于过量的FeCl₃溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用amol/L的K₂Cr₂O₇溶液滴定到终点，消耗K₂Cr₂O₇溶液bmL，反应中Cr₂O₇^2-被还原为Cr³⁺，样品中CuCl的质量分数为__________。

某无色稀溶液X中，可能含有下表所列离子中的某几种。

阴离子	CO3^2^－、SiO3^2^－、AlO2^－、Cl^－
阳离子	Al^3+、Fe^3+、Mg^2+、NH4^+、Na^+

 
现取该溶液适量，向其中加入某试剂Y，产生沉淀物质的量（n）与加入试剂的体积（V）关系如图所示。

（1）若Y是盐酸，所得到的关系图如甲所示，则oa段转化为沉淀的离子（指来源于X溶液的，下同）是        ，ab段发生反应的离子           ，bc段发生反应的离子方程式                 。
（2）若Y是NaOH溶液，所得到的关系图如乙所示，则X中一定含有的离子是        ，假设X溶液只含这几种离子，则溶液各离子物质的量之比为        ，ab段反应的离子方程式为          。

【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      ．

常见的五种盐X、Y、Z、M、N，它们的阴离子可能是SO₄^2-、Cl^－、NO₃^-、CO₃^2-，阳离子可能是Ag^＋、NH₄⁺、Na^＋、Al^3＋、Cu^2＋、Ba^2＋、Fe^3＋，已知：
①M的焰色反应呈黄色。
②五种盐均溶于水，水溶液均为无色。
③X的溶液呈中性，Y、Z、N的溶液呈酸性，M的溶液呈碱性。
④若在这五种盐的溶液中分别加入Ba(NO₃)₂溶液，只有X、Z的溶液不产生沉淀。
⑤若在这五种盐的溶液中，分别加入氨水，N和Z的溶液中生成沉淀，继续加氨水，Z中沉淀消失。
⑥把X的溶液分别加入到Y、Z、N的溶液中，均能生成不溶于稀硝酸的沉淀。
请回答下列问题：
（1）五种盐中，一定不含有的阳离子是________；所含阴离子相同的两种盐的化学式是__________。
（2）M的化学式为_________________，M溶液显碱性的原因是_____________(用离子方程式表示)。
（3）X和Z的溶液反应的离子方程式是________________；
N和氨水反应的离子方程式是____________。
（4）若要检验Y中所含的阳离子，正确的实验方法是__________________。

某待测溶液（阳离子为Na^＋）中可能含有SO₄^2－、SO₃^2－、NO₃^－、S^2-、  Cl^－、Br^－、CO₃^2－、HCO₃^－中的一种或多种，进行如图所示的实验，每次实验所加试剂均过量，回答以下问题：

（1）待测液中是否含有SO₄^2－、SO₃^2－：___________________。
（2）沉淀B的化学式为_________；生成沉淀B的离子方程式为____              __。
（3）根据以上实验，待测液中肯定没有的离子是__________;肯定存在的离子还有________。

过氧化钙（CaO₂）是一种对环境友好的多功能无机化合物，通常有两种制备方法。
已知：温度过高过氧化钙会分解生成氧化物和氧气。
【方法1】由Ca（OH）₂为原料最终制得，其制备流程如下：

【方法2】由鸡蛋壳（含CaCO₃高达90％）为原料最终反应制得，其制备流程如下：

（1）方法1中搅拌的目的是      ；请将搅拌过程中发生反应的化学方程式补充完整：CaCl₂ + H₂O₂
+ 2NH₃·H₂O + 6   = CaO₂·8H₂O↓+ 2NH₄Cl；制备过程中除水外可循环使用的物质是   （填化学式）。
（2）方法2中气体X是       ，实验室常用       溶液来检验；煅烧后的反应是化合反应，也能生成CaO₂·8H₂O，反应的化学方程式为                  ；该反应需控制温度在0~ 2℃，可将反应器放置在        中，获得CaO₂产品中主要含有的固体杂质是           （填化学式）。
（3）这两种制法均要求在低温下进行（除煅烧外），温度过高除了防止氨水挥发外，还能       。
（4）“绿色化学”一般是指反应物的原子全部转化为期望的最终产物，则上述两种方法中生成CaO₂·8H₂O的反应符合“绿色化学”的是       （填“方法1”或“方法2”）。

磷酸铁（FePO₄）为难溶于水的米白色固体，可用于制备药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料。实验室利用钛铁矿（主要成分为FeTiO₃，含有少量MgO、CaO、SiO₂等杂质）制备磷酸铁和锂离子电池正极材料(LiFePO₄)的部分工业流程如图所示：

（1）富钛渣中的主要成分为TiO₂和      (填化学式)。煅烧得到LiFePO₄的化学方程式为     。
（2）在共沉淀步骤中加入H₂O₂的目的是让滤液中的Fe^2＋完全被H₂O₂氧化。
①反应的离子方程式为               。
②下列实验条件控制正确的是    (填序号)。

A．加入适当过量的H2O2溶液	B．缓慢滴加H2O2溶液并搅拌
C．加热，使反应在较高温度下进行	D．用氨水调节pH=7

（3）已知Ca²⁺、Mg²⁺和Fe³⁺离子形成磷酸盐的Ksp分别为2.0×10^-29、1.0×10^-24和9.9×10^-16，若溶液中三种金属阳离子的浓度均为0.1 mol·L^-1，则加入H₃PO₄时首先生成沉淀的化学式为    。
（4）制备LiFePO₄的过程中，理论上所需  17%双氧水与H₂C₂O₄·2H₂O的质量比为    。
（5）钛铁矿中钛含量的测定步骤为：
①还原。将含钛试样溶解于强酸溶液中，再加入铝片将TiO²⁺还原为Ti³⁺，并将Fe³⁺还原。反应装置如图所示，使用封闭漏斗的目的是    。

②滴定。取下封闭漏斗，向锥形瓶中加入2~3滴KSCN溶液，立即用FeCl₃标准溶液滴定至终点，记录读数。
③计算。下列操作会导致测定结果偏低的是    。
a．还原操作结束后铝片有剩余
b．还原操作结束后，反应液仍呈黄色
c．缓慢滴定，且剧烈振荡锥形瓶，但无溶液溅出

高铁酸钾（K₂FeO₄）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺流程如下：

请同答下列问题：
（1）写出向KOH溶液中通入足量Cl₂发生反应的离子方程式_______ 。
（2）在溶液I中加入KOH固体的目的是______（填编号）。

A．为下一步反应提供碱性的环境

B．使KClO3转化为KClO

C．与溶液I中过量的Cl2继续反应，生成更多的KClO

D．KOH固体溶解时会放出较多的热量，有利于提高反应速率

（3）从溶液Ⅱ中分离出K₂FeO₄后，还会有副产品KNO₃，KCl,则反应③中发生的离子反应方程式为_______。每制得59.4克K₂FeO₄，理论上消耗氧化剂的物质的量为____ mol。
（4）高铁酸钾（K₂FeO₄）作为水处理剂的一个优点是能与水反应生成胶体吸附杂质，配平该反应的离子方程式：___ FeO₄^2－+___ H₂O="___" Fe（OH）₃（胶体）+_____O₂↑+___OH^－。

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，该气体变色的化学方程式为              。
（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）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：
   CuO ＋    Al₂O₃      Cu AlO₂  ＋          ↑
（4）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______mol CuAlO₂，至少需要1.0mol·L^－1的Al₂（SO₄）₃溶液       L。
（5）CuSO₄溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是           、         、过滤、洗涤和干燥。

今有化合物：

（1）请写出丙中含氧官能团的名称：             。
（2）请判别上述哪些化合物互为同分异构体：                      。
（3）请分别写出鉴别甲、乙、丙化合物的方法。（指明所选试剂及主要现象即可）
鉴别甲的方法：                         ；
鉴别乙的方法：                         ；
鉴别丙的方法：                         。
（4）请按酸性由强至弱排列甲、乙、丙的顺序：               。

（1）小苏打是某种治疗胃酸过多的胃药的主要成分，请写出该反应的离子方程式：                   。
（2）在海水提溴过程中，吸收塔中用SO₂和H₂O将Br₂转化成氢溴酸以达到富集的目的，请写出化学方程式：                  。
（3）(NH₄)₂Fe(SO₄)₂属于盐类，溶于水后会电离出NH₄⁺和Fe²⁺，写出检验的操作和现象：
a:检验Fe²⁺：取少量样品于试管中，                   ；
b:检验NH₄⁺ ：取适量样品于试管中，                   。

（1）下列实验操作可以达到实验目的的是     （填序号，多填扣分）

A．用铝片与四氧化三铁粉末混合加热进行铝热反应。

B．向蔗糖溶液中加入稀硫酸，加热，冷却后加入新制Cu(OH)2检验水解产物。

C．用酸性高锰酸钾溶液能鉴别乙烷与乙烯。

D．用饱和Na2CO3溶液除去乙酸乙酯中的少量乙酸。

E．利用燃烧的方法可以鉴别出羊毛和棉花织品。
（2）请将下列物质的转化或分离方法的序号填在横线上（每一项只填写一种方法）。
a、蒸馏 
b、裂解 
c、过滤 
d、裂化 
e、干馏  
f、分馏  
g、电解 
h、皂化
①把煤转化为焦炉气、煤焦油和焦炭等                ；
②从原油中分离出汽油、煤油、柴油等                ；
③将重油转化为汽油                ；
④将海水淡化                ；
⑤从海水得到的无水MgCl₂中制取金属镁                ；
⑥用油脂制取肥皂_________________。

(每空2分，共8分)选择下列实验方法分离物质，将分离方法的序号填在横线上。
A、萃取法  
B、加热分解 
C、重结晶法 
D、分液法 
E、蒸馏法 
F、过滤法
（1）               分离饱和食盐水和沙子的混合物；
（2）              从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾；
（3）            从溴水中提取溴；
（4）              分离四氯化碳（沸点为76．75°C）和甲苯（沸点为110．6°C）的混合物，已知四氯化碳和甲苯互溶。

除去下列物质中含有的少量杂质,请选择合适的所给试剂、操作方法填入下表中（只填序号）
试剂：

A．溴水

B．NaOH溶液

C．CaO

D．酸性KMnO4溶液

E．饱和Na₂CO₃溶液
操作方法: 
a．蒸馏   
b．分液  
c．洗气  
d．过滤   
e．干馏 
f．分馏  
g．裂化

组别	物质	杂质	试剂	操作方法
1	乙烷	乙烯
2	溴苯	溴
3	乙酸乙酯	乙酸
4	乙醇	水
5	将重油转化为汽油
6	把煤转化为焦炉气、煤焦油和焦炭等

 

聚合硫酸铝铁[Al_aFe_b(OH)_m(SO₄)_n·xH₂O] 是一种新型高效净水剂，广泛应用于工业污染水的处理。
（1）聚合硫酸铝铁能够净水的原因是                         。
（2）Al_aFe_b(OH)_m(SO₄)_n·xH₂O中a、b、m、n的代数关系式为          。
（3）为了测定聚合硫酸铝铁的组成，进行如下实验：
步骤一：准确称取8.810 g样品溶于150mL 0.100mol·L^－1稀硫酸，恰好完全反应后，加入BaCl₂溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体10.485g；
步骤二：另取相同质量的样品，溶于过量的氢碘酸，以磁力搅拌机搅拌，充分反应后，以0.500 mol·L^－1Na₂S₂O₃溶液滴定至浅黄色，滴入几滴淀粉溶液，再滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL。（已知：I₂+2Na₂S₂O₃＝2NaI+Na₂S₄O₆）
①步骤二中使用磁力搅拌器进行搅拌的目的是             。
②通过计算确定聚合硫酸铝铁的化学式（写出计算过程）。