高中化学物质检验实验方案的设计填空题

(12分)I 选择下列实验方法分离提纯物质，将分离提纯方法的序号填在横线上。

A．萃取分液

B．升华

C．重结晶

D．分液

E．蒸馏 
F．过滤 
G．洗气
（1）              分离饱和食盐水与沙子的混合物。
（2）              从硝酸钾和氯化钠的混合溶液中获得硝酸钾。
（3）              分离水和汽油的混合物。
（4）              分离CCl₄(沸点为76.75℃)和甲苯(沸点为110．6℃)的混合物。
（5）              除去混在乙烷中的乙烯。
（6）              提取碘水中的碘。
Ⅱ 下图是某烃A分子的球棍模型。回答下列问题：

（1）A的名称是________________________；
（2）A能够发生的反应类型有____________（填序号）；
a．氧化反应    b．加成反应  c．消去反应
（3）A与溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式是                  。

为提纯下表所列有机物（括号内为所含的少量杂质），从（I）中选择适宜的试剂，从（II）中选择最佳提纯的方法，将序号填入表中。
（I）试剂：
a．浓硫酸 
b．氢氧化钠 
c．生石灰 
d．碳酸钠 
e．水 
f．浓溴水
（II）方法：

A．过滤

B．分液

C．蒸馏

D．蒸发

要提纯的物质 （少量杂质）	溴乙烷 （乙醇）	乙醇 （水）	乙酸乙酯 （乙酸）	苯 （苯酚）
（1）选用试剂
（2）分离方法

（3）在B的操作中，使用的主要玻璃仪器是____________________________。

用学过的知识回答下列问题
（1）用一种试剂将下列各组物质鉴别开．
①和：
②，CCl₄和乙醇：
（2）二甲苯苯环上的一溴代物有6种同分异构体，这些一溴代物与生成它的对应二甲苯的熔点分别列表如下：

一溴代二甲苯	234°C	206°C	213．8°C	204°C	214．5°C	205°C
对应二甲苯	13°C	－54°C	－27°C	－54°C	－27°C	－54°C

由表内数据可以推断：
①熔点为234°C的一溴代二甲苯的结构简式为               ，
②熔点为－54°C的二甲苯的名称为                         。
（3）有机物X的键线式为：，芳香烃Y是X的同分异构体，Y能使溴水褪色。
①Y的结构简式为：               。
②Y可以用来合成一种聚合物---泡沫塑料，请写出该聚合物的结构简式_              。

根据下列各组溶解度曲线图,判断分离提纯方法。

（1）根据图1中Na₂SO₄和Na₂SO₄·10H₂O的溶解度曲线(g/100 g水),由Na₂SO₄溶液得到Na₂SO₄固体的操作为:将溶液升温结晶、      、用乙醇洗涤后干燥。用乙醇洗涤而不用水洗的原因是      。
（2）根据图2所示相关物质的溶解度曲线。在实验室中提纯过硫酸钾粗产品的实验具体操作依次为:将过硫酸钾粗产品溶于适量水中,          ,干燥。
（3）根据图1中红矾钠(Na₂Cr₂O₇·2H₂O)和Na₂SO₄的溶解度曲线。从Na₂Cr₂O₇和 Na₂SO₄的混合溶液中提取红矾钠的操作为:先将混合溶液蒸发浓缩,趁热过滤。趁热过滤的目的是          ;然后将滤液      ,从而析出红矾钠。

（选考）镍电池广泛应用于混合动力汽车系统，电极材料由Ni（OH）₂、炭粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害，某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究，并设计出相关实验流程图

已知：①NiCl₂易溶于水，Fe³⁺不能氧化Ni²⁺
②某温度下一些金属氢氧化物的K_sp及沉淀析出的理论pH如表所示：

M（OH）n	Ksp	pH
开始沉淀	沉淀完全
Al（OH）3	1．9×10^-33	3．43	4．19
Fe（OH）3	3．8×10^-38	2．53	2．94
Ni（OH）2	1．6×10^-14	7．60	9．75

回答下列问题：
（1）根据表数据判断步骤②依次析出沉淀Ⅱ      和沉淀Ⅲ     （填化学式），则pH₁      pH₂（填填“＞”、“＝”或“＜”），控制两种沉淀析出可利用      。．
A．pH试纸       B．石蕊指示剂      C．pH计
（2）已知溶解度：NiC₂O₄＞NiC₂O₄•H₂O＞NiC₂O₄•2H₂O，则反应③的化学方程式是           。第③步反应后，过滤沉淀时需要的玻璃仪器有    ．若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因                    、                    。
（3）④中阳极反应产生的气体E为             ，验证该气体的试剂为          。
（4）试写出反应⑥的离子方程式_____________________________________________。

用湿法制磷酸副产品氟硅酸（H₂SiF₆ ）生产无水氟化氢的工艺如下图所示：

已知：氟硅酸钾（K₂SiF₆）微酸性，有吸湿性，微溶于水，不溶于醇。在热水中水解成氟化钾、氟化氢及硅酸。
（1）写出反应器中的化学方程式：
（2）在实验室过滤操作中所用的玻璃仪器有：                           ；
在洗涤氟硅酸钾（K₂SiF₆）时常用酒精洗涤，其目的是：                    ；
（3）该流程中哪些物质可以循环使用：                          (用化学式表达)
（4）氟化氢可以腐蚀刻画玻璃，在刻蚀玻璃过程中也会生成H₂SiF₆ ，试写出该反应方程式：        ；
（5）为了测定无水氟化氢的纯度，取标况下的气体产物2.24L，测得质量为3.1g，并将气体通入含足量的Ca(OH)₂ 溶液中，得到5.85gCaF₂沉淀，则无水氢氟酸质量分数为：       。（保留2位有效数字）通过计算结果，试解释，为什么标况下2.24L产物的质量远远大于2.0g，               。

【化学—选修2化学与技术】实验室里用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO₂等）制备硫酸、聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（FeSO₄·7H₂O），其过程如下：

请回答下列问题：
（1）过程①中，加快反应速率的方法有           。FeS和O₂、H₂SO₄反应的化学方程式是____________。
（2）过程②中产生的气体可用于氧化产生硫酸，为使SO₂尽快、尽多的转化为SO₃，可采取的措施是_____（填字母）
A．高温、高压    B．适当温度、催化剂   
C．通入过量的氧气    D．低温、低压
产生的尾气会对大气造成污染，可选用下列试剂中的_________吸收（填字母）。
A．浓H₂SO₄      B．蒸馏水     C．NaOH溶液       D．浓硝酸
（3）过程③中，需要加入的物质名称是_______。反应的离子方程式是________。
（4）过程④中的实验操作是__________________________。
（5）过程⑥中，将溶液Z加热到70~80℃，目的是__________________________。
（6）实验室为测定所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验：①用天平称取样品5．35g；②将样品溶于足量硝酸酸化后，再加入足量的氯化钡溶液；③过滤、洗涤、干燥，称量，得固体质量为6．99g。若该聚铁主要成分为[Fe(OH) SO₄]_n，则该聚铁中铁元素的质量分数为_____________（精确至0．01%）。

铜工业上回收利用某合金废料（主要含Fe、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活泼金属）的工艺流程如下：

（1）金属M为           ，操作1中需要的主要玻璃仪器是玻璃棒、______、______。
（2）加入新制氯水的的作用是（用离子方程式表示）      __________              。滤渣D的主要成分是         （填化学式）。
（3）充分焙烧的化学方程式为              。如下图所示，焙烧操作中的一处错误是_________。

（4）已知Li₂CO₃微溶于水，其饱和溶液的浓度与温度关系见下表。则操作2中得到固体C的实验操作是：蒸发浓缩、            ，洗涤、干燥。90℃时Ksp（Li₂CO₃）的值为            。

温度/℃	10	30	60	90
浓度/mol・L^－1	0．21	0．17	0．14	0．10

 

工业上回收利用某合金废料（主要含Fe、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活泼金属）的工艺流程如下：

（1）金属M为            ，操作1为               。

（2）加入H₂O₂的作用是（用离子方程式表示）                ，加入氨水的作用是               。
（3）充分焙烧的化学方程式为                                                      。
（4）已知Li₂CO₃微溶于水，其饱和溶液的浓度与温度关系见下表。90℃时Ksp（Li₂CO₃）的值为                   。

温度/℃	10	30	60	90
浓度/mol・L^－1	0.21	0.17	0.14	0.10

（5）用惰性电极电解熔融Li₂CO₃制取锂，阳极生成两种气体，则阳极的电极反应式为                。

工业上回收利用某合金废料（主要含Fe、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活泼金属）的工艺流程如下：

（1）金属M为           ，操作1为            。
（2）加入H₂O₂的作用是（用离子方程式表示）                               ，加入氨水的作用是                                                。
（3）由CoC₂O₄·2H₂O转化为Co₂O₃的化学方程式是                             。
（4）知Li₂CO₃微溶于水，且水溶液呈碱性。其饱和溶液的浓度与温度关系见下表。操作2中，蒸发浓缩后必须趁热过滤，其原因是             ，在常温条件下，饱和Li₂CO₃ 溶液中离子浓度由大到小的排列顺序为                       。

温度/℃	10	30	60	90
浓度/mol・L^－1	0.21	0.17	0.14	0.10

（5）用惰性电极电解熔融Li₂CO₃制取锂，阳极生成两种气体，则阳极的电极反应式为            。

【改编】下图是某研究性学习小组设计的对一种废旧合金的各成分（含有Cu、Fe、Si 三种成分）进行分离、回收再利用的工业流程，通过该流程将各成分转化为常用的单质及化合物。

已知：298K时，Ksp[Cu(OH)₂]=2.2×10^-20，Ksp[Fe(OH)₃]=4.0×10^-38， Ksp[Mn(OH)₂] =1.9×10^-13，
根据上面流程回答有关问题：
（1）操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ需要的玻璃仪器有                                      。
（2）加入过量FeCl₃溶液过程中可能涉及的离子方程式：                     。
（3）过量的还原剂应是                                                         。
（4）①向溶液b中加入酸性KMnO₄溶液发生反应的离子方程式为                      。
②若用X mol/L KMnO₄溶液处理溶液b，当恰好将溶液中的阳离子完全氧化时消耗KMnO₄溶液YmL，则最后所得沉淀M的质量为                  g（用含X、Y的代数式表示）。
（5）常温下,若溶液c中所含的金属阳离子浓度相等，向溶液c中逐滴加入KOH溶液，则三种金属阳离子沉淀的先后顺序为：             ﹥           ﹥            。(填金属阳离子)
（6）最后一步电解若用惰性电极电解一段时间后，析出固体B的质量为Z g，同时测得阴阳两极收集到的气体体积相等，则混合气体的成分是           ，标况下阳极生成的最后一种气体体积为      L（用含Z的代数式表示）。

MnO₂是重要化学物质，某学习小组设计了将粗MnO₂（含有较多的MnO、MnCO₃和Fe₂O₃）样品转化为纯MnO₂实验，其流程如下：

按要求回答下列问题
（1） 第②步操作中，氧化性强弱顺序：ClO₃^－______ MnO₂ (填“＞”“＜”)，当NaClO₃转移2mol电子时，生成的氧化产物的物质的量为________mol。NaClO₃在常温下能够与盐酸反应生成氯气，该反应的离子方程式为___________________。
（2）第④步操作中，最终得到的固体除NaClO₃外，还一定含有下列物质中的_________
a．NaCl         b．NaClO         c．NaClO₄         d．NaOH
（3）MnO₂是碱性锌锰电池的正极材料，则碱性锌锰电池放电时，正极的电极反应式是：__________。
（4）为得到纯净的MnO₂，须将过滤后的MnO₂合并后进行洗涤，判断是否洗涤干净可选用的试剂是______(填写一组即可)。工业上可以以石墨为电极电解酸化的硫酸锰制取二氧化锰，该反应的阳极反应式为_____________。

（10 分）已知甲酸铜遇水易水解而具有还原性。实验室制备甲酸铜晶体［Cu(HCOO)₂·4H₂O］的流程如下：

回答下列问题：
（1）研磨时应该将固体原料放在（填仪器名称）        中；制备 Cu₂(OH)₂CO₃时需要用到70℃～80℃的热水溶解小苏打和胆矾的混合物，其目的是      。
（2）写出用小苏打、胆矾制备 Cu₂(OH)₂CO₃的离子方程式    ；实际操作中的小苏打与胆矾 的物质的量之比大于 2∶1，原因是       。
（3）操作a 的名称是     。
（4）证明Cu₂(OH)₂CO₃沉淀已经洗涤干净的实验方法是      。
（5）实验中用无水乙醇洗涤产物的目的是      。

某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液（富含K^＋、Mg^2＋、Br^－、SO₄^2-、Cl^－等）来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴（Br₂），他们设计了如下流程：

请根据以上流程，回答相关问题：
（1）操作①是_________；操作②是_________；操作⑤是_________。（填操作名称）
（2）操作②需要的主要玻璃仪器除烧杯外，还需要_________。
（3）加入足量的X、Y、Z是为了除去溶液中的杂质，它们依次是BaCl₂溶液 、KOH溶液和  _____溶液。
（4）检验无色溶液B中是否含有SO₄^2－的方法是_________。

由Fe₂O₃、CuO、C组成的混合粉末，取样品进行下列实验(部分产物略去)：

（1）将Y过滤：
①滤渣中两种固体为_____________、_____________。（填元素符号）
②若向滤液中通入氯气，反应的离子方程式是_____________________________。
③若向滤液中加入NaOH溶液，搅拌，反应的方程式有两个。（是离子反应的写离子方程式）分别为：________________________、____________________；
（2）Z为一种或两种气体：
①若Z只为一种气体，试剂a为饱和NaHCO₃溶液，则反应I中能同时生成两种气体的化学方程式是_______________________________________________；
②若Z为两种气体，试剂a为适量水，则Z中两种气体的化学式是________、_______。