高中化学物质检验实验方案的设计填空题

某物质可能含有炭粉、碳酸钙、氧化铜、氧化铁中的一种或几种，现进行如下实验：
(1)取样品，加热至高温，产生一种能使澄清石灰水变浑浊的无色气体。
(2)往冷却后的固体残渣中加入足量的稀盐酸，固体残渣全部溶解，同时产生一种可燃性气体。根据以上实验推断：该固体一定含有_____________，一定不含有______________，可能含有_____________（以上各空填写化学式）

(12分)（1）现用氯化铜晶体（CuCl₂.2H₂O，含少量FeCl₂杂质）制取纯净的CuCl₂．H₂O先将其制成水溶液，后按如图步骤进行提纯：

已知Cu^2＋、Fe^3＋和Fe^2＋的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表

请回答下列问题：
①请从下列物质中选出第一步中需加入的X
a．NaClO      b．H₂O₂
c．KMnO₄      d．HNO₃
②如何检验溶液Ⅱ中除Cu^2＋外的金属阳离子：________________________________。
③由溶液Ⅲ得到CuCl₂.2H₂O晶体的操作是___________________________________．
（2）某化学兴趣小组取一定量的双氧水，欲准确测定其中H₂O₂的含量：
取双氧水25. 00 mL至锥形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸馏水稀释。用一定浓度的高锰酸钾标准溶液滴定，其反应的离子方程式为：
（1）滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入________（填“酸式”或“碱式”）滴定管中，滴定到达终点的现象是________________________________________________
（2）若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果____（填“偏高”或“偏低”或“不变”）。

已知A、B、C、D分别是AlCl₃、BaCl₂、FeSO₄、NaOH四种化合物中的一种，它们的水溶液之间的一些反应现象如下：
①A + B→白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解
②B + D→白色沉淀，在空气中放置，沉淀由白色转化为红褐色
③C + D→白色沉淀，继续加入D溶液，白色沉淀逐渐消失
（1）试推断A        B         C        D         （化学式）。
（2）写出下列反应的化学方程式或离子方程式：
①实验②中沉淀由白色转化为红褐色的化学方程式                             ，
②C溶液与D溶液反应后生成的白色沉淀溶解于D溶液中的离子方程式             。

已知A、B、C、D分别是AlCl₃、BaCl₂、FeSO₄、NaOH四种化合物中的一种，它们的水溶液之间的一些反应现象如下：
①A+B→白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解。
②B+D→白色沉淀，在空气中放置，沉淀由白色迅速变为灰绿色，最终转化为红褐色。
③C+D→白色沉淀，继续加D溶液，白色沉淀逐渐消失。
（1）则各物质的化学式为：A        、B        、C        、D        。
（2）现象②中所发生的反应的化学方程式为：
                            、                              。
（3）现象③中所发生反应的离子方程式为：
                            、                              。

镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的，从海水制备金属镁的流程如下图所示：

（1）为了节约成本，充分利用滩涂资源，用贝壳经过一系列反应可以制得石灰乳，请写出有关反应的化学方程式：                              、                           。
（2）Mg(OH)₂沉淀中混有的Ca(OH)₂，可通过加入MgCl₂溶液，充分搅拌，过滤，沉淀再用水洗涤而除去。写出反应的化学方程式：                                。
（3）写出电解熔融MgCl₂制得金属镁的化学方程式              。

滴定实验是化学学科中重要的定量实验。请回答下列问题：
Ⅰ．酸碱中和滴定——已知某NaOH试样中含有NaCl杂质，为测定试样中NaOH的质量分数，进行如下步骤实验：
①称量1.00g样品溶于水，配成250 mL溶液； ②准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中；
③滴加几滴酚酞溶液；④用0.10mol／L的标准盐酸滴定三次，每次消耗盐酸的体积记录如下：

滴定序号	待测液体积	所消耗盐酸标准的体积（mL）
滴定前	滴定后
1	25.00	0.50	20.60
2	25.00	6.00	26.00
3	25.00	1.10	21.00

（1）用_____滴定管(填“酸式”或“碱式”)盛装0.10mol/L的盐酸标准液。
（2）试样中NaOH的质量分数为______________________。
（3）若出现下列情况，测定结果偏高的是___________。
a．滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶
b．在振荡锥形瓶时不慎将瓶内溶液溅出
c．若在滴定过程中不慎将数滴酸液滴在锥形瓶外
d．酸式滴定管滴至终点对，俯视读数
e．酸式滴定管用蒸馏水洗后，未用标准液润洗
Ⅱ．氧化还原滴定—取草酸溶液置于锥形瓶中，加入适量稀硫酸，用浓度为0.1mol·L^－1的高锰酸钾溶液滴定，发生的反应为：2KMnO₄+5H₂C₂O₄+3H₂SO₄=K₂SO₄+10CO₂↑+2MnSO₄+8H₂O。
（4）滴定时，KMnO₄溶液应装在酸式滴定管中，滴定终点时滴定现象是________________。
Ⅲ．沉淀滴定――滴定剂和被滴定物的生成物比滴定剂与指示剂的生成物更难溶。
（5）参考下表中的数据，若用AgNO₃滴定NaSCN溶液，可选用的指示剂是     (填选项字母)。

难溶物	AgCl	AgBr	AgCN	Ag2CrO4	AgSCN
颜色	白	浅黄	白	砖红	白
Ksp	1.77×10^－10	5.35×10^－13	1.21×10^－16	1.12×10^－12	1.0×10^－12

A．NaCl             B．NaBr            C．NaCN          D．Na₂CrO₄

(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

(15分)氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿（主要成分为MgCO₃，含少量FeCO₃）为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下：

（1）试剂X为_________（填化学式），发生反应的离子反应方程式为_________。
（2）滤渣2的成分是_________（填化学式）。
（3）操作3包括_________、冷却结晶、_________、洗涤、干燥等一系列操作，在此过程中玻璃棒的作用是_________（填代号）
①引流   ②搅拌加速溶解    ③搅拌使溶液受热均匀，防止暴沸
（4）煅烧过程存在以下反应：2MgSO₄+C2MgO+2SO₂↑+CO₂↑
MgSO₄+CMgO+SO₂↑+CO↑            MgSO₄+3CMgO+S↑+3CO↑
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。

①D中收集的气体是_________（填化学式）。
②B中盛放的溶液可以是_________（填字母）。
A．NaOH溶液     b．Na₂CO₃溶液       c．KMnO₄溶液       d．稀硝酸
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为+4，写出该反应的离子方程式：_________。

某工业废水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0.1mol/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-   SiO3^2-   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            （请用离子方程式说明）。
（4）在100mlHNO₃和H₂SO₄的混合溶液中，两种酸的物质的量浓度之和为0.6mol/L。向该溶液中加入足量的铜粉，加热，充分反应后，所得溶液中Cu²⁺的物质的量浓度最大（反应前后溶液体积变化忽略不计)，则H₂SO₄和HNO₃两种酸的物质的量浓度之比为           。

硅酸钠被国家列为“我国优先发展的精细化学品”和“今后我国无机化工产品发展重点”之一。下图是用海边的石英砂（含氯化钠、氧化铁等杂质）制备硅酸钠的工艺流程示意简图：

（1）要将洗出液中的溶质析出，采用的方法是       （填：“蒸发”、“降温”）结晶；蒸发时用到的硅酸盐仪器有           、             、              。
（2）上流程中加入NaOH溶液，反应的离子方程式为                              。
（3）用上述残渣中的氧化铁焊接铁轨，其铝热反应的化学方程式为（并在方程式中用“单线桥”标出电子转移方向和数目）                                  。

CuCl₂常用于颜料、木材防腐等工业，并用作消毒剂、媒染剂、催化剂。工业上用粗制的氧化铜粉末（含杂质FeO和SiO₂）来制取无水CuCl₂的流程如下：

已知：Fe³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺ 转化为相应的氢氧化物，开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表：

离子符号	Fe^3+	Fe^2+	Cu^2+
氢氧化物开始沉淀时的pH	2.5	7.0	4.7
氢氧化物完全沉淀时的pH	3.2	9.7	6.7

（1）第②步反应的离子方程式为                                             。
（2）滤渣A的成分有        （填化学式），检验滤液C中的Fe³⁺ 离子是否除尽的方法是      。
（3）第④步蒸发操作必要的仪器有铁架台（含铁圈）、坩埚钳、石棉网、             。需要在氯化氢气流中蒸干制取无水氯化铜的原因是                            。
（4）称取30.250g已制得的无水CuCl₂产品（含少量FeCl₃杂质），溶于水中，加入过量的铁粉充分反应后过滤，得250mL滤液，量取25.00mL滤液于锥形瓶中，用0.100mol∙L^-1酸性KMnO₄溶液滴定至终点，消耗KMnO₄溶液体积平均为46.00mL，则该无水CuCl₂产品中CuCl₂的质量分数为      （用小数表示，计算结果保留2位小数）。

某种盐溶解后得到的溶液中可能含有Fe^2＋、Fe^3＋、SO₄^2－、NH₄^＋、Ba^2＋、CO₃^2－离子中的某几种。
（1）甲同学做如下实验：
①取少量溶液于试管中．逐滴加人浓氢氧化钠溶液，发现先生成白色沉淀．迅速变为灰绿色，最后变为红揭色，并有刺激性气体生成;
②另取少量溶液于试管中，加人少量盐酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成。该溶液中一定含有的离子是_____；
写出①中白色沉淀转化为红褐色沉淀的化学方程式：                                         ；
（2）乙同学做如下实验：取少量溶液于试管中，滴加几滴硫氰酸钾溶液，无明显现象;再滴加H₂O₂．发现溶液变红色;继续滴加H₂O₂，红色逐渐褪去且有气泡产生。为弄清其中缘由，他查阅资料知：H₂O₂+SCN^—→SO₄^2—+CO₂↑+N₂↑+H₂O+H⁺(SCN^—中S为—2价)
①该反应中，被氧化的元素为__________，每生成1molCO₂转移的电子数为___________；
②根据乙同学的实验现象，请判断还原性强弱为：Fe^2＋__________NCN^－(填<、=或>)；
③根据资料，乙同学提出的猜想是：H₂O₂将SCN^－氧化使红色逐渐褪去。请你设计一个实验，验证乙同学的猜想是否正确_____________________________________________。

(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_________________________________________。

硫酸亚锡（SnSO₄）是一种重要的硫酸盐，广泛应用于镀锡工业。某研究小组设计SnSO₄制备路线如下：

查阅资料：
Ⅰ．酸性条件下，锡在水溶液中有Sn²⁺、Sn⁴⁺两种主要存在形式，Sn²⁺易被氧化。
Ⅱ．SnCl₂易水解生成碱式氯化亚锡,Sn相对原子质量为119
回答下列问题：
（1）锡原子的核电荷数为50，锡元素在周期表中的位置是       。
（2）操作Ⅰ是       。
（3）SnCl₂粉末需加浓盐酸进行溶解，请用平衡移动原理解释原因      。
（4）加入Sn粉的作用有两个：①调节溶液pH ②       。
（5）反应Ⅰ得到沉淀是SnO，得到该沉淀的离子反应方程式是       。
（6）酸性条件下，SnSO₄还可以用作双氧水去除剂，发生反应的离子方程式是       。
（7）该小组通过下列方法测定所用锡粉的纯度（杂质不参与反应）：
①将试样溶于盐酸中，发生的反应为：Sn + 2HCl===SnCl₂ + H₂↑；
②加入过量的FeCl₃；
③用已知浓度的K₂Cr₂O₇滴定生成的Fe²⁺，发生的反应为：
6FeCl₂ + K₂Cr₂O₇ + 14HCl ===6FeCl₃ + 2KCl + 2CrCl₃ +7H₂O
取1.226 g锡粉，经上述各步反应后，共用去0.100 mol/L K₂Cr₂O₇溶液32.0ml。锡粉中锡的质量分数是        。

铁是人类较早使用的金属之一。运用铁及其化合物的知识，完成下列问题。
（1）所含铁元素既有氧化性又有还原性的物质是________（用字母代号填）。
A．Fe        B．FeCl₃       C．FeSO₄          D．Fe₂O₃
（2）向沸水中逐滴滴加1 mol/L FeCl₃溶液，至液体呈透明的红褐色，该分散系中粒子直径的范围是________nm。
（3）电子工业需要用30 %的FeCl₃溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜片制造印刷电路板，请写出FeCl₃溶液与铜反应的离子方程式                     。某同学对FeCl₃腐蚀铜后所得溶液的组成进行测定：取少量待测溶液，滴入KSCN溶液呈红色，则溶液中所含金属阳离子有___________。
（4）若要验证该溶液中含有Fe^2＋，正确的实验方法是       （用字母代号填）。
A．向试管中加入试液，滴入KSCN溶液，若显血红色，证明含有Fe^2＋。
B．向试管中加入试液，滴入酸性高锰酸钾溶液，若褪色，证明含有Fe^2＋。
C．向试管中加入试液，滴入氯水，再滴入KSCN溶液，若显血红色，证明原溶液中含有Fe^2＋
（5）欲从废液中回收铜，并重新获得FeCl₃溶液设计实验方案如下：

①写出上述实验中有关物质的化学式：
A：_____________；B：             。
②写出通入C的化学方程式__________________________________。