高中化学物质检验实验方案的设计填空题

废旧碱性锌锰干电池内部的黑色物质A主要含有MnO₂、NH₄CI、ZnCI₂，还有少量的FeCI₂和炭粉，用A制备高纯MnCO₃，的流程图如下。

（1）碱性锌锰干电池的负极材料是_________(填化学式)。
（2）第Ⅱ步操作的目的是________________________。
（3）第Ⅳ步操作是对滤液a进行深度除杂，除去Zn²⁺的离子方程式为____________________。
　　 (已知：Ksp(MnS)=2.5×10-13，Ksp(ZnS)=1.6×10-24) 
（4）为选择试剂X，在相同条件下，分别用5 g黑色物质M进行制备MnSO₃的实验，得到数据如右表：

　①试剂x的最佳选择是_________。
　②第Ⅲ步中用选出的最佳试剂X与M的主要成分反应的化学方程式为_________。
（5）已知：MnCO₃难溶于水和乙醇，潮湿时易被空气氧化，100℃开始分解；Mn(OH)2开始沉淀时pH为7.7。请补充完成以下操作：
第Ⅴ步系列操作可按一下流程进行：请补充完成操作：（第Ⅴ步系列操作中可供选用的试剂：、乙醇）

操作1：___________________；操作2：过滤，用少量水洗涤2～3次
操作3：检测滤液，表明SO42-已除干净；　操作4：___________________；
操作5：低温烘干。
（6）操作1可能发生反应的离子方程式                                

(14分) Mg(ClO₃)₂常用作催熟剂、除草剂等，下图为制备少量Mg(ClO₃)₂·6H₂O的方法：

已知：1、卤块主要成分为MgCl₂·6H₂O，含有MgSO₄、FeCl₂等杂质。
2、几种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如上图。
（1）加入BaCl₂的目的是除_________，如何判断该离子已除尽_____________________。
（2）加入NaClO₃饱和溶液会发生反应：MgCl₂＋2NaClO₃==Mg(ClO₃)₂＋2NaCl↓，请利用该反应，结合溶解度图，制取Mg(ClO₃)₂·6H₂O的实验步骤依次为：
①取样，加入NaClO₃饱和溶液充分反应；②蒸发浓缩；③        ；④冷却结晶；
⑤过滤、洗涤，获得Mg(ClO₃)₂·6H₂O晶体。
产品中Mg(ClO₃)₂·6H₂O含量的测定：
步骤1：准确称量3.50g产品溶解定容成100mL溶液。
步骤2：取10mL配好的溶液于锥形瓶中，加入10mL稀硫酸和20mL1.000mol/L的FeSO₄溶液，微热。
步骤3：冷却至室温，用0.100mol/L K₂Cr₂O₇溶液滴定至终点，此过程中反应的离子方程式为：
Cr₂O₇^2－＋6Fe^2＋＋14H^＋==2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O。
步骤4：将步骤2、3重复两次，平均消耗K₂Cr₂O₇溶液15.00mL。
（3）写出步骤2中所发生反应的离子方程式                                      。
（4）步骤3中若滴定前用标准液润洗滴定管，会导致最终结果     （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（5）产品中Mg(ClO₃) ₂·6H₂O的质量分数为        (计算结果保留两位小数) 。

（2014届北京市东城区高三下学期零模诊断理综化学试卷）
重铬酸钠俗称红矾钠（Na₂Cr₂O₇·2H₂O）是重要的化工产品和强氧化剂。工业制备的流程如下：
 
请回答：
（1）已知Fe（CrO₂）₂中铬元素是+3价，则Fe（CrO₂）₂中铁元素是____价。
（2）化学上可将某些盐写成氧化物的形式，如Na₂SiO₃可写成Na₂O·SiO₂，则Fe（CrO₂）₂可写成____。
（3）煅烧铬铁矿时，矿石中难溶的Fe（CrO₂）₂生成可溶于水的Na₂CrO₄，反应化学方程式如下：
 
为了加快该反应的反应速率，可采取的措施是____。
（4）已知CrO₄^2—在不同的酸性溶液中有不同的反应，如：
 
①往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是____。
②混合溶液乙中溶质的化学式是____。
（5）+3、+6价铬都有很强的毒性，+6价铬的毒性更高，可诱发肺癌和鼻咽癌，所以制取红矾钠后的废水中含有的Cr₂O₇^2—必须除去。工业上可用电解法来处理含Cr₂O₇^2—的废水，下图为电解装置示意图（电极材料分别为铁和石墨）。通电后，Cr₂O₇^2—在b极附近转变为Cr³⁺，一段时间后Cr³⁺最终可在a极附近变成Cr（OH）₃沉淀而被除去。

a电极的电极反应式是                       ，
b电极附近反应的离子方程式是                         。

（2014届浙江省温州市高三第一次适应性测试理综化学试卷）
废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧黄铜(Cu、Zn合金，含少量杂质Fe)制备胆矾晶体(CuSO₄·5H₂O)及副产物ZnO。制备流程图如下：

已知：Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似，pH＞11时Zn(OH)₂能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)₄]^2－。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L^－1计算)。

	Fe^3^＋	Fe^2^＋	Zn^2^＋
开始沉淀的pH	1.1	5.8	5.9
沉淀完全的pH	3.0	8.8	8.9

 
请回答下列问题：
（1）试剂X可能是__________，其作用是____________________。
（2）加入ZnO调节pH=3～4的目的是____________________。
（3）由不溶物生成溶液D的化学方程式为______________________________。
（4）由溶液D制胆矾晶体包含的主要操作步骤是______________________________。
（5）下列试剂可作为Y试剂的是______。
A．ZnO  B．NaOH C．Na₂CO₃    D．ZnSO₄
若在滤液C中逐滴加入盐酸直到过量，则产生的现象是______________________________。
（6）测定胆矾晶体的纯度(不含能与I^－发生反应的氧化性杂质)：准确称取0.5000g胆矾晶体置于锥形瓶中，加适量水溶解，再加入过量KI，用0.1000mol·L^－1Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃标准溶液19.40mL。已知：上述滴定过程中的离子方程式如下：
2Cu^2＋＋4I^－2CuI(白色)↓＋I₂，I₂＋2S₂O₃^2－2I^－＋S₄O₆^2－
①胆矾晶体的纯度为_______________。
②在滴定过程中剧烈摇动(溶液不外溅)锥形瓶，则所测得的纯度将会__________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。

（2014届辽宁省东北三省高三第二次模拟考试理综化学试卷）
氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂。下图为制备氯化铁及进一步氧化制备高铁酸钾的工艺流程。

请回答下列问题：
（1）氯化铁有多种用途，请用离子方程式表示下列用途的原理。
①氯化铁做净水剂______________________；
②用FeCl₃溶液（32%～35%）腐蚀铜印刷线路板____________________________。
（2）吸收剂X的化学式为              　　     ；氧化剂Y的化学式为________________。
（3）碱性条件下反应①的离子方程式为____________________________________。
（4）过程②将混合溶液搅拌半小时，静置，抽滤获得粗产品。该反应的化学方程式为
2KOH＋Na₂FeO₄＝K₂FeO₄＋2NaOH，请根据复分解反应原理分析反应发生的原因_________。
（5）K₂FeO₄在水溶液中易发生反应：4FeO₄^2-+10H₂O4Fe(OH)₃+8OH^-+3O₂↑。在提纯K₂FeO₄时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法，则洗涤剂最好选用       （填序号）。

A．H2O

B．稀KOH溶液、异丙醇

C．NH4Cl溶液、异丙醇

D．Fe(NO3)3溶液、异丙醇

（6）可用滴定分析法测定粗K₂FeO₄的纯度，有关反应离子方程式为：
①FeO₄^2-＋CrO₂^-＋2H₂OCrO₄^2-＋Fe(OH)₃↓＋OH^-
②2CrO₄^2-＋2H^＋Cr₂O₇^2-＋H₂O
③Cr₂O₇^2-＋6Fe^2＋＋14H^＋2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O
现称取1．980 g粗高铁酸钾样品溶于适量氢氧化钾溶液中，加入稍过量的KCrO₂，充分反应后过滤，滤液定容于250 mL容量瓶中。每次取25．00 mL加入稀硫酸酸化，用0．1000 mol/L的(NH₄)₂Fe(SO₄)₂标准溶液滴定，三次滴定消耗标准溶液的平均体积为18．93 mL。则上述样品中高铁酸钾的质量分数为             。

某矿渣的成分为Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂，工业上用该矿渣获取铜和胆矾的操作流程如下：

已知： ①Cu₂O +2 H+="Cu" + Cu²⁺+H₂O
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

请回答下列问题：
（1）为了加快反应I的速率，可以采取的措施是                             (写2点)。
（2）固体混合物A中的成分是                              。
（3）反应I完成后，铁元素的存在形式为    (填离子符号)；写出生成该离子的离子方程式            。
（4）操作1主要包括：           、             、        。洗涤CuSO₄•5H₂O粗产品不能用大量水洗，而用冰水洗涤。原因是                                           。
（5）用惰性电极电解胆矾溶液一段时间，加人0．1 mol的Cu(OH)₂可恢复溶液原况(浓度、成分)，则电解时转移电子的物质的量为                             ．。
（6）用NaClO调pH，生成沉淀B的同时生成一种具有漂白作用的物质，该反应的离子方程式为            。

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）MgCO₃与稀硫酸反应的离子方程式为                          。
（2）加入H₂O₂氧化时，发生反应的化学方程式为                          。
（3）滤渣2 的成分是            (填化学式)。

800℃ 800℃

（4）煅烧过程存在以下反应：

2MgSO₄+C="==" ="==" 2MgO+2SO₂↑+CO₂↑

800℃

MgSO₄+C="==" ="==" MgO+SO₂↑+CO↑

MgSO₄+3C="==" ="==" MgO+S↑+3CO↑
利用右图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。

①D中收集的气体可以是           (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．稀硝酸  d．KMnO₄溶液
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：                              。

王老师在用酒精喷灯做“铁与水蒸气反应”后，该校高一化学研究性小组同学对得到的黑色固体物质进行了如下实验：

（1）甲同学认为：该黑色固体为四氧化三铁。请写出黑色固体溶于稀盐酸的化学方程式____________；
（2）乙同学提出：根据上述实验现象甲同学的观点不可靠，理由是__________；
（3）深红色溶液C放置一段时间后，发现红色褪去。关于溶液褪色的原因，同学们纷纷猜想：
假设一：氯水有强氧化性，将溶液中的SCN^—氧化；
假设二：空气中有还原性物质，将                       ；
假设三：氯水有极强的氧化性，将                       ；
基于假设一，为验证合理与否，可选用试剂：浓硫酸、1.0mol·L^-1HNO₃、1.0mol·L^-1盐酸、1.0mol·L^-1NaOH、0.lmol·L^-1FeC1₃、0.lmol·L^-1 CuSO₄、20%KSCN、蒸馏水。

实验操作	预期现象	结论
取少量褪色后的溶液，		说明假设一是合理的

 
（4）乙同学用酒精灯加热做铁与水蒸气反应的实验，也得到了黑色固体，它不能被磁铁吸引，当加入盐酸溶解该固体时，溶液呈浅绿色，再滴加KSCN溶液不变色。由此她认为生成该固体的化学方程式为                   。

碳酸钠俗称纯碱，其用途很广。实验室中，用碳酸氢铵和饱和食盐水可制得纯碱。各物质在不同温度下的溶解度见表。

实验步骤
Ⅰ、化盐与精制：①粗盐（含Ca^2＋、Mg^2＋、SO₄^2-）溶解；②加入足量NaOH和Na₂CO₃溶液，煮沸；③过滤；④加入盐酸调pH至7。
Ⅱ、转化：①将精制后的食盐溶液温度控制在30~35℃之间；在不断搅拌下，加入研细的碳酸氢铵；保温，搅拌半小时；②静置，a 、b ；③得到NaHCO₃晶体。
Ⅲ、制纯碱：将得的NaHCO₃放入蒸发皿中，在酒精灯上灼烧，冷却到室温，即得到纯碱。
完成下列填空：
（1）“化盐与精制”可除去的粗盐中的杂质离子是                。
（2）“转化”的离子方程式是                                 。
（3）“转化”过程中，温度控制在30~35℃之间的加热方式是              ；为什么温度控制在30~35℃之间?                              。
（4）a、b处的操作分别是            、            。
（5）实验室制得的纯碱含少量NaCl还可能含少量NaHCO₃，为测定纯碱的纯度，用电子天平准确称取样品G克，将其放入锥形瓶中用适量蒸馏水溶解，滴加2滴酚酞，用c mol/L的标准盐酸滴定至溶液由浅红色变成无色且半分钟不变，滴定过程中无气体产生，所用盐酸的体积为V₁mL。此时发生的反应为：
CO₃^2-＋H^＋→HCO₃^-
①样品中碳酸钠质量百分含量的表达式是              。
②向锥形瓶溶液中继续滴加2滴甲基橙，用同浓度的盐酸继续滴定至终点，所用盐酸的体积为V₂mL。滴定终点时溶液颜色的变化是             ；根据实验数据，如何判断样品含NaHCO₃                  。

实验室模拟回收某废旧含镍催化剂（主要成分为NiO，另含Fe₂O₃、CaO、CuO、BaO等）生产Ni₂O₃。其工艺流程为：

（1）根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱，可知浸出渣含有三种主要成分，其中“物质X”为            。图Ⅱ表示镍的浸出率与温度的关系，当浸出温度高于70℃时，镍的浸出率降低，浸出渣中Ni(OH)₂含量增大，其原因是        。
（2）工艺流程中“副产品”的化学式为            。
（3）已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

氢氧化物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Ni(OH)2
开始沉淀的pH	1.5	6.5	7.7
沉淀完全的pH	3.7	9.7	9.2

操作B是为了除去滤液中的铁元素，某同学设计了如下��验方案：向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液，调节溶液pH为3.7～7.7，静置，过滤。请对该实验方案进行评价        （若原方案正确，请说明理由；若原方案错误，请加以改正）。
（4）操作C是为了除去溶液中的Ca²⁺，若控制溶液中F^－浓度为3×10^－3mol·L^－1，则Ca²⁺的浓度为        mol·L^－1。（常温时CaF₂的溶度积常数为2.7×10^－11）
（5）电解产生2NiOOH·H₂O的原理分两步：
①碱性条件下Cl^－在阳极被氧化为ClO^－；
②Ni²⁺被ClO^－氧化产生2NiOOH·H₂O沉淀。
第②步反应的离子方程式为                      。

工业上以碳酸锰矿为主要原料生产MnO₂的工艺流程如下：
有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

氢氧化物	Al（OH）2	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Pb（OH）2	Mn（OH）2
开始沉淀的pH	3.3	1.5	6.5	4.2	8.0	8.3
沉淀完全的pH	5.2	3.7	9.7	6.7	8.8	9.8

 
请问答下列问题：
（1）酸浸前将碳酸锰矿粉碎的作用是                  。
（2）酸浸后的溶液中含有Mn²⁺、 SO₄^2-，另含有少量Fe²⁺、Fe³⁺、A1³⁺、Cu²⁺、Pb²⁺等，其除杂过程如下：
①加入MnO₂将Fe²⁺氧化，其离子反应方程式为                     。 ②加入CaO将溶液的pH调到5.2～6.0，其主要目的是               。
③加入BaS，除去Cu²⁺、Pb²⁺后，再加入NaF溶液，除去                    。
（3）从溶液A中回收的主要物质是           ，该物质常用作化肥。（4）MnO₂粗品中含有少量Mn₃O₄，可以用稀硫酸处理，将其转化为MnSO₄和MnO₂，然后再用氧化剂将Mn²⁺转化为MnO₂，制得优质MnO₂，写出Mn₃O₄与稀硫酸反应的化学方程式                     。

甲酸钙广泛用于食品、化工、石油等工业生产上，300～400℃左右分解。Ⅰ、实验室制取的方法之一是：Ca(OH)₂ +2HCHO + H₂O₂ = Ca(HCOO)₂ + 2H₂O + H₂↑。
实验室制取时，将工业用氢氧化钙和甲醛依次加入到质量分数为30-70%的过氧化氢溶液中（投料物质的量之比依次为1∶2∶1.2），最终可得到质量分数98%以上且重金属含量极低的优质产品。
（1）过氧化氢比理论用量稍多，其目的是               。
（2）反应温度最好控制在30-70℃之间，温度不易过高，其主要原因是               。
（3）制备时在混合溶液中要加入微量硼酸钠抑制甲醛发生副反应外，还要加入少量的Na₂S溶液，加硫化钠的目的是               。
（4）实验时需强力搅拌45min，其目的是               ；结束后需调节溶液的pH 7～8，其目的是               。最后经结晶分离、干燥得产品。
Ⅱ、某研究性学习小组用工业碳酸钙(主要成分为CaCO₃；杂质为：Al₂O₃、FeCO₃) 为原料，先制备无机钙盐，再与甲酸钠溶液混合制取甲酸钙。结合如图几种物质的溶解度曲线及表中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L^-1计算)，现提供的试剂有：a.甲酸钠，b.5mol·L^－1硝酸，c. 5mol·L^－1盐酸，d. 5mol·L^－1硫酸，e. 3%H₂O₂溶液，f.澄清石灰水。

请补充完整由碳酸钙制备甲酸钙的实验步骤

金属 离子	开始沉淀 的pH	沉淀完全 的pH
Fe^3^＋	1. 1	3. 2
Al^3^＋	3. 0	5. 0
Fe^2^＋	5. 8	8. 8

 
步骤1.称取13.6g甲酸钠溶于约20mL水，配成溶待用，并称取研细的碳酸钙样品10g待用。
步骤2.               。
步骤3.               。
步骤4.过滤后，将滤液与甲酸钠溶液混合，调整溶液pH 7～8，充分搅拌，所得溶液经蒸发浓缩、                  、洗涤、60℃时干燥得甲酸钙晶体。

粗铜精炼后的阳极泥含有Cu、Au（金）和PbSO₄等杂质，湿法处理阳极泥进行综合利用的流程如下：

（1）用CuSO₄做电解液电解含铜、金、铅的粗铜，阳极的电极反应式有：             和Cu-2e^-= Cu²⁺。
（2）焙烧阳极泥时，为了提高焙烧效率，采取的合理措施是         ，焙烧后的阳极泥中除含金、PbSO₄外，还有            （填化学式）。
（3）操作I的主要步骤为           ，操作Ⅱ的名称是                。
（4）写出用SO₂还原AuCl₄^-的离子方程式                                                    。
（5）为了减少废液排放、充分利用有用资源，工业上将滤液1并入硫酸铜溶液进行循环操作，请指出流程图中另一处类似的做法                              。
（6）已知298K时，Ksp(PbCO₃)=1.46×10^-13，Ksp(PbSO₄)= 1.82×10^-8，用离子方程式表示加入碳酸钠溶液的作用                                                。

碱式氯化铝[ Al₂(OH)_nCl_6-n ] 是利用工业铝灰和活性铝矾土为原料（主要含Al、Al₂O₃、SiO₂及铁的氧化物）经过精制加工而成，此产品活性较高，对工业污水具有较好的净化效果。其制备流程如下：

（1）原料需要粉碎，其目的是                    ；滤渣I的主要成分是                   ；
（2）步骤①在煮沸过程中，溶液逐渐变为浅绿色，此时溶液中呈浅绿色的阳离子常采用加入                         试剂进行检验（填化学式）；随后溶液又变为棕黄色，相关反应的离子方程式为                     ；
（3）步骤②中加入适量的Ca(OH)₂并控制pH，其目的：一是生成碱式氯化铝；二是             ；已知碱式氯化铝的分散质粒子大小在1~100 nm之间，则区别滤液I与碱式氯化铝两种液体的物理方法是    ；若Ca(OH)₂溶液过量，则步骤③得到的碱式氯化铝产率偏低，该反应的离子方程式为          ；
（4）某温度下若0.1 mol AlCl₃溶于蒸馏水，当有2.5%水解生成Al(OH)₃溶液时，吸收热量Q kJ ，该过程的热化学反应方程式为                                            。

某化学小组用下图装置电解CuCl₂溶液制少量漂白液：
      
（1）其阳极的反应式是：           ；导气管W端应与出气口         连接。
（2）实验后发现阴极碳棒上除了附着有红色物质，还附着有少量白色物质。
查阅资料显示：

物质名称及化学式	氯化亚铜CuCl	碱式氯化铜Cu2( OH)3Cl
性质	白色固体、不溶水	绿色固体、不溶水

 
化学小组分析提出：①红色物质可能有        、或Cu₂O、或二者都有；②白色物质为CuCl
（3）为探究阴极碳棒上附着的红色、白色物质，设计了如下实验：
取出阴极碳棒，洗涤、干燥、称其质量为W₁g ，并将其放入下图所示装置b中，
进行实验。实验中，碳棒上的白色物质完全变为红色，无水硫酸铜不变色，d中出现白色沉淀；实验结束时，继续通H₂直至碳棒冷却后，称量其质量为W₂g 。
①碳棒上的红色物质是              ，无水硫酸铜的作用是                      ；
②d中反应的离子方程式是          ；
③装置b中发生反应的化学方程式是                         。
④电解CuCl₂溶液时，阴极上产生白色物质的原因用电极反应式解释为                  。
⑤阴极上产生白色物质的物质的量是         ；若装置b冷却时不继续通H₂，则计算所得Cu⁺的产率会        （偏大、偏小、不变）。