高中化学物质检验实验方案的设计填空题

某强酸性溶液X含有Ba ²⁺ 、Al ³⁺ 、NH₄^＋、Fe ²⁺ 、Fe ³⁺ 、CO₃^2－、SO₃^2－、SO₄^2－、Cl^－、
NO₃^－中的一种或几种，取该溶液进行实验，实验内容如下:

根据以上信息，回答下列问题:
（1）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是      ，若要确定其中阳离子的存在，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:
步骤①中生成A             。
步骤②生成沉淀I            。
（4）假设测定A、F、I均为0．01 mol，10 mL X溶液中n(H ⁺ )="0．04" mol，而沉淀C物质的量0．07 mol，能说明（1）中不能确定的阴离子存在的理由是             。

某强酸性溶液X含有Ba²⁺、Al³⁺、NH₄⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、CO₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-中的一种或几种，取该溶液进行实验，实验内容如下：

根据以上信息，回答下列问题：
（1）溶液X中除H⁺外还肯定含有的离子是___________；
（2）写出有关离子方程式：
步骤①中生成A：____________；步骤②生成沉淀I：__________。
（3）假设测定A、F、I均为0.01 mol，10 mL X溶液中n（H⁺）＝0.04 mol，而沉淀C物质的量0.07 mol，能说明该溶液不能确定的阴离子存在的理由是___________________。

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。

(21分)过氧化氢常用作氧化剂、漂白剂和消毒剂，可用于甲型H1N1流感消毒，为了贮存运输和使用的方便，工业上采用“醇析法”，将它转化为固态的过碳酸钠晶体(2Na₂CO₃·3H₂O₂)，该晶体具有Na₂CO₃和Na₂O₂的双重性质，工业“醇析法”的工艺如下：

回答下列问题：
（1）过氧化氢溶液加入二氧化锰的反应化学方程式为_____________。
（2）反应温度控制在0～5 ℃时进行的理由是___________。
（3）稳定剂能相互反应，生成一种不溶物将过碳酸钠粒子包住，该反应的化学方程式为_________。
（4）加入异丙醇的作用是___________。
（5）下列物质不能使过碳酸钠较快失效的是________。
a．FeCl₃    b．Na₂S    c．CH₃COOH   d．NaHCO₃
（6）根据题中有关信息，请你提出贮存、运输过碳酸钠晶体中应注意(至少两项)：___________。
（7）某同学向酸性高锰酸钾溶液中滴入过量过氧化氢溶液，观察到高锰酸钾溶液褪色，则发生反应的离子方程式为__________。

(16分)柠檬酸(C₆H₈O₇)是一种工业原料，广泛应用于食品、医药等行业。下图是两种不同方法制备一水柠檬酸晶体(C₆H₈O₇·H₂O)的工艺流程图。回答相关问题：

【资料卡片】：
①柠檬酸水溶液显酸性，柠檬酸钙不溶于水；
②工业生产柠檬酸，原料预处理后，得到的发酵液中
含有柠檬酸及其他可溶性杂质；
③一水柠檬酸在不同温度下的溶解度如下表：

温度/℃	0	10	20	30	40	…
溶解度/g	96	118	146	183	216	…

④某种专用树脂对柠檬酸的吸附率和水温的关系如图：

【钙盐法制备】
（1）气体X是       (填化学式)，实验室检验该气体的化学方程式为       ；
（2）操作1、2的名称是       ；
（3）操作3的目的是得到一水柠檬酸晶体，操作顺序是b →      → a；(填序号)
a．过滤      b．加热浓缩      c．冷却结晶      d．蒸发结晶
（4）工业生产中，可加入       (填序号)进行脱色处理；
A．活性炭      B．明矾      C．肥皂水
（5）洗涤CaSO₄滤渣的目的是       ；
（6）母液可以循环，其中一定含有的溶质是       ；

酸性锌锰干电池是一种一次电池，外壳为金属锌，中间是碳棒，其周围是有碳粉，二氧化锰，氯化锌和氯化铵等组成的填充物，该电池在放电过程产生MnOOH，回收处理该废电池可以得到多种化工原料，有关数据下图所示：
溶解度/（g/100g水）

化合物	Zn（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3
Ksp近似值	10^-17	10^-17	10^-39

回答下列问题：
（1）该电池的负极为         ，正极反应式为                ，
（2）维持电流强度为0.5A，电池工作5分钟，理论消耗Zn        g（已知F=96500C/mol）。
（3）废电池糊状填充物加水处理后，过滤，滤液中主要有氯化锌和氯化铵，两者可以通过         分离回收，滤渣的主要成分是二氧化锰、       和       ，欲从中得到较纯的二氧化锰，最简便的方法是            ，其原理是            。
（4）用废电池的锌皮制作七水合硫酸锌，需去除少量杂质铁，其方法是：加入稀硫酸和双氧水，溶解，铁变为          加碱调节PH为            ，铁刚好完全沉淀（离子浓度≤1×10-5mo1·L^－1时即可认为离子沉淀完全）继续加碱调节PH为       锌开始沉淀（假定此时溶液中Zn²⁺的浓度为0.1 mo1·L^－1）。若上述过程不加双氧水的后果           ，原因是             。

粉煤灰中含有SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等，某实验室对其进行处理的流程如下图所示：

回答下列问题：
（1）第①步得到的“熟料”中可溶性的成分主要是NH₄Fe(SO₄)₂、NH₄Al(SO₄)₂等，写出生成NH₄Fe(SO₄)₂的化学方程式_____________。
（2）滤渣B的主要成分与NaOH溶液反应的离子方程式为________。
（3）步骤③中用NH₄HCO₃调节pH的实验原理为__________（用离子方程式表示）。
（4）实验室进行第④步操作时，所需的仪器是酒精灯、石棉网、三脚架、玻璃棒、_________，得到的晶体主要成份是_________（填化学式）。第⑥步生成Al(OH)₃的离子方程式为_________。

由熔盐电解法获得的粗铝含一定量的金属钠和氢气，这些杂质可采用吹气精炼法除去，产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝。工艺流程如下：

（注：NaCl熔点为801 ℃；AlCl₃在181 ℃升华）
（1）精炼前，需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂，防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质，相关的化学方程式为：
①____________
②____________。
（2）将Cl₂连续通入坩埚中的粗铝熔体，杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl₂外还含有_________；固态杂质粘附于气泡上，在熔体表面形成浮渣，浮渣中肯定存在__________。
（3）在用废碱液处理气体A的过程中，所发生反应的离子方程式为：________________。
（4）镀铝电解池中，金属铝为________极。熔融盐电镀液中铝元素和氯元素主要以AlCl₄^－和Al₂Cl₇^－形式存在，铝电极的主要电极反应式为___________。
（5）钢材镀铝后，表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀，其原因是______________。

查资料得：HNO₂是一种弱酸且不稳定，易分解生成NO和NO₂；它能被常见的强氧化剂氧化；在酸性溶液中它也是一种氧化剂，如能把Fe^2＋氧化成Fe^3＋。AgNO₂是一种难溶于水、易溶于酸的化合物。
试回答下列问题：
（1）下列方法中，不能用来区分NaNO₂和NaCl的是________（填序号)。
A．测定这两种溶液的pH                   
B．分别在两种溶液中滴加甲基橙
C．在酸性条件下加入KI—淀粉溶液来区别    
D．用AgNO₃和HNO₃两种试剂来区别
（2）Fe与过量稀硫酸反应可以制取FeSO₄。若用反应所得的酸性溶液，将Fe^2＋转化为Fe^3＋，要求产物纯净，可选用的最佳试剂是________（填序号)。
A．Cl₂        B．Fe        C．H₂O₂        D．HNO₃
（3）某同学把酸性高锰酸钾溶液滴入NaNO₂溶液中，观察到紫色褪去，同时生成NO₃^-和Mn²⁺，请写出反应的离子方程式：_________________。
（4）已知FeSO₄在一定条件下可转变为高铁酸钾（K₂FeO₄)，高铁酸钾是一种新型、高效的绿色水处理剂，在水中发生反应生成氢氧化铁胶体。高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是____________。

ZrO₂常用作陶瓷材料，可由锆英砂（主要成分为ZrSiO₄，也可表示为ZrO₂·SiO₂，还含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂等杂质）通过如下方法制取：

已知：①ZrO₂能与烧碱反应生成可溶于水的Na₂ZrO₃，Na₂ZrO₃与酸反应生成ZrO²⁺。
②部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表。

金属离子	Fe^3+	Al^3+	ZrO^2+
开始沉淀时pH	1.9	3.3	6.2
沉淀完全时pH	3.2	5.2	8.0

（1）熔融时ZrSiO₄发生反应的化学方程式为               ，滤渣I的化学式为       。
（2）为使滤液I的杂质离子沉淀完全，需用氨水调pH=a，则a的范围是        ；继续加氨水至pH=b时，所发生反应的离子方程式为              。
（3）向过滤III所得滤液中加入CaCO₃粉末并加热，得到两种气体。该反应的离子方程式为          。
（4）为得到纯净的ZrO₂，Zr（OH)₄需要洗涤，检验Zr（OH)₄是否洗涤干净的方法是        。

硼及其化合物在工业上有许多用途。以铁硼矿（主要成分为Mg₂B₂O₅·H₂O，还有少量Fe₂O₃、FeO、CaO、Al₂O₃和SiO₂等)为原料制备硼酸(H₃BO₃)的工艺流程如图所示：

已知：Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺和Mg²⁺以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、4.9、9.7和 12.4。
回答下列问题：
（1）为提高“浸出”速率，除适当增加硫酸浓度外，还可采取的措施有             。
（2）实验室中过滤操作所需要的玻璃仪器有：玻璃棒、              。
（3）“浸渣”中的物质是               （化学式）。
（4）“净化除杂”需先加H₂O₂溶液，作用是          ，然后再调节溶液的pH约为5，目的是          。
（5）“粗硼酸”中的主要杂质是               （填名称）。
（6）单质硼可用于生产具有优良抗冲击性能的硼钢。以硼酸和金属镁为原料在加热条件下可制备单质硼，用化学方程式表示制备过程            。

废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：

回答下列问题：
（1）反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH₃）₄²⁺，反应中H₂O₂ 的作用是      。写出操作①的名称：       。
（2）反应II是铜氨溶液中的Cu(NH₃）₄²⁺与有机物RH反应，写出该反应的离子方程式：        。操作②用到的主要仪器名称为      ，其目的是（填序号）         。
a．富集铜元素
b．使铜元素与水溶液中的物质分离
c．增加Cu^2＋在水中的溶解度
（3）反应Ⅲ是有机溶液中的CuR₂与稀硫酸反应生成CuSO₄和      。若操作③使用下图装置，图中存在的错误是      。

（4）操作④以石墨作电极电解CuSO₄ 溶液。阴极析出铜，阳极产物是        。操作   ⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是           。
（5）流程中有三次实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是      。循环使用的NH₄Cl在反应Ⅰ中的主要作用是       。

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，产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。

（1）若Y是盐酸，则oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的，下同)是_____ ,___，ab段发生反应的离子是________，bc段发生反应的离子方程式为__________。
（2）若Y是NaOH溶液，则X中一定含有的阳离子是_____ ,__  _，其物质的量之比为_________，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__________________。